5G无线网络关键技术

1：针对于空口，无线测的要求
5G性能指标：与4G比较
峰值速率：10Gbit/s
用户体验速率：100Mbit/s（后续可能会提高）
频谱效率：提高了三倍以上
移动性：500km/h
时延：1ms，是LTE的十分之一
连接数密度：1Mdevices/平方km
网络功耗效率：一百倍
区域流量能力：10Mbps/平方m

2：5G频谱部署策略
5G空口频谱概述
在3GPP协议中，5G的总体频谱资源可以分为一下两个FR（Frequency Range）
·FR1：sub6G频段，也就是我们说的低频频段，是5G的主用频段；其中3GHz一下的频率我们称之为sub3G，其余频段称为C-band；
·FR2：毫米波，也就是我们说的高频频段，为5G的扩展频段，频谱资源丰富（当前版本毫米波定义的频段只有三个，全部为TDD模式，最大小区带宽支持400MHz）。
3G和4G时代的频谱主要是FDD，而5G主要是TDD。

5G小区带宽
5G取消了5M以下的LTE小区带宽，大带宽是5G的典型特征
·Sub 6G小区最大小区带宽100M
·毫米波最大小区带宽400M
·20M以下带宽定义主要是满足既有频谱演进需求
小区最大带宽和子载波带宽的关系

3:5G新空口关键技术
5G NR新空口关键技术
更多多址技术选择：滤波正交频分多址
更灵活的帧格式：灵活子载波带宽、灵活时隙时长、灵活上下行配置
更高频谱效率：新的通信编码技术、先进的调制技术、原生Massive MIMO技术
频率利用率提升技术-F-OFDM
OFDM→F-OFDM
5G空口继承了4G正交频分多址技术，同时引入了更好的滤波技术，减少了保护带宽的要求，提升频率利用率
多址接入技术介绍
正交多址接入：下行：CP-OFDM波形
上行：CP-OFDM/DFT-S-OFDM
其他多址接入（候选技术）：NOMA\SCMA\PDMA\MUSA

调制技术-QAM调制
·调制基本原理：一个符号可以根据振幅和相位表示多个bit，倍数级提升频谱效率，如16QAM，一个符号可以承载4个bit，64QAM可以承载6个bit；
·5G兼容LTE调制方式，同时引入比LTE更高阶的调制技术，进一步提升频谱效率；
·当前版本最大的调制效率支持256QAM，后续版本会引入1024QAM（10bit）进一步提升频谱效率；

NR编码技术
信道编码的选择的基本原则：
·编码性能：纠错能力以及编码冗余率；
·编码效率：复杂程度及能效；
·灵活性：编码的数据块大小，能否支持IR-HARQ（增量冗余的混合自动重传）。
在R15版本中确定的编码方式：
LDPC-Low Density Parity Check Code（用于业务信道）性能好，复杂度低，通过并行计算，对高速业务支持好；
Polar码（用于控制信道）对小包业务编码性能突出。

4.Msssive MIMO介绍
Massive MIMO：大规模天线阵列的多天线形态。
实现三维波束赋型和多用户资源复用，提升覆盖能力和系统容量的大规模阵列天线方案。

Massive MIMO-更高、更广的赋型增益
·和传统的天线相比，Massive MIMO通过大量增加阵子数量，并且用集中性更高的窄波束取代一起的宽波束，并通过波束权值的调整，从而可以实现更高的赋型增益；
·传统的赋型技术只能实现业务信道的赋型，在5G中，广播信道也是采用窄波束发射，从而实现了控制信道的赋型，保持业务信道和控制信道的一致性。

Massive MIMO增益1-3D赋型
三维波束赋型简称3D BF，增强用户的覆盖
由于垂直方向阵子数的增加，相对于传统BF波束只能在水平方向跟随目标UE调整方向，3D BF的窄波束在水平方向和垂直方向都能随着目标UE的位置进行调整。
Massive MIMO增益2-上行波束跟踪
UE在移动过程中，根据下行广播波束的变化，gNB可以同时调整上行的波束，实现上行波束跟踪，可以有效的降低上行干扰。
Massive MIMO增益3-多用户MIMO
下行通过MU-BF技术，将多个用户进行配对调度，提升频率效率和小区容量，和8T8R相比，理论容量可以提升5~8倍
上行通过MU-MIMO技术，将多个用户进行配对调度，提升频率效率和小区容量，和8T8R相比，理论容量提升4~6倍
和传统的天线的MU-MIMO的对比
·不同用户之间的相关性更低，配对成功率大大提升
·天线阵子数更多，同时配对的用户数更大

Massive MIMO 天线阵子设计
阵子设计关键点：
·阵子数是影响Massive性能的一个关键点，阵子数越多，波束越窄，能力就越集中。阵子间的最小间距和频段有关
·垂直面天线达到2T以上即可实现3D的赋型增益，天线数越多，增益越高
·垂直面一般采用1驱N设计，即1个天线驱动多个阵子，N越大，垂直面天线的距离就越大，每个阵子调整的角度越小，反之亦然

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