淺析5G無線通信

陳華君　袁麗娜

摘要：隨著無線通信技術的發展，5G無線通信已經走進了人們的生活。未來的5G通信有望具備完美的無線連接，能達到更好的頻譜與能效。同時，鑒于延時、可靠性和安全的情況，希望也能達到更好的質量服務與更高的數據速率。文章首先介紹了5G無線網絡的基本情況及移動無線通信網絡面臨的挑戰，然后闡述了5G中的全雙工通信，最后對全文進行了總結。

關鍵詞：5G；移動無線通信；全雙工通信

1.蜂窩網絡的介紹

研究5G無線網絡吸引了學術界和產業界日益增長的興趣，其目標是解決一些前所未有的技術需求和挑戰。表1簡單地描述了1G到4G蜂窩網絡的演義過程。

而人們期望即將來臨的5G網絡應該完成的需求有：與目前的通信量相比，高于1000倍的移動數據通信；多于100倍的連接；最高的數據速率達10Gbps；無論何時何地可為每個用戶提供大于10Mbps的數據速率且對一些特定用戶的數據速率大于100Mbps；更低的延時，對端到端用戶平面延時在毫秒（ms）級范圍內，對控制平面在10ms內；更高的頻譜效率，對大區域覆蓋比現在的高3～5倍，對于特殊的情況，甚至更高；更低成本，每比特成本接近現在的1/1000；更高能量效率，每比特能耗接近現在的1/1000。而且，5G網絡也結合高移動需求作為不可分割的部分，如文獻報道高速度部署沿著高速列車軌道集中連續覆蓋，文獻中NGMN提出把更高用戶移動作為用例家庭。對于5G，定義的服務質量（QoS）能獲得的目標最大用戶速度是500 km/h。因此5G解決方案應該在支持移動隨需而動，范圍從非常高的移動（如高速列車/飛機），到低移動或靜態設備（如智能儀表），為用戶旅行提供滿意服務，速度高達500km/h。然而，不同速度的主要需求依靠部署和運作場景。高移動終端對5G網絡的建模、設計、分析和評估帶來了許多挑戰。如對5G高移動無線通信（HMWC）網絡的挑戰大概有精確的信道估計、高級的信號處理、有效的移動管理和優化的網絡部署四大類。

2.5G中的全AT通信

在全雙工（FD）通信中在進步后面主要驅動力與傳統的半雙工（HD）通信相比，具有近雙倍的信道容量，從而為5G技術的演進向有靈活中繼模式的密集異構網絡發展提供了潛在的補充和維持。在FD通信中現存的研究表明精確地測量和抑制自干擾（sI）是至關重要的。如在文獻[8]中揭露，考慮網絡級容量的情況下，sI功率和空間復用可大大地降低FD增益。sI消除技術經常分為被動抑制和主動抑制，如表2所示。

3.結語

總之，為適應在小區容量中快速日益增長的流量需要，有效利用當前的頻譜資源將不足以與移動數據利用增長保持同步，而需要5G為人們引進一群新的技術，才能更好地利用稀缺頻譜的網絡和設備，需要5G無論何時何地提供每秒幾兆的數據速率，因此5G的前景廣闊。