下一代移动5G网络包括哪些关键技术

下一代移动5G网络包括以下关键技术：

• 高频段传输技术：目前的移动通信系统工作频段主要在3GHz以下，随着用户的增加，使得频谱资源十分拥挤，而在高频段，如毫米波频率范围为26.5～300 GHz，带宽高达273.5GHz，超过从直流到微波全部带宽的10倍。与微波相比毫米波元器件的尺寸要小得多，毫米波系统更容易小型化，可以实现极高速短距离通信，支持5G容量和传输速率等方面的需求。韩国在28 GHz频段，利用64根天线，采用自适应波束赋形技术，在2公里的距离内实现了1 Gb/s的峰值下载速率。

• 新型多天线传输技术：多天线技术经历了从无源到有源，从二维（2D）到三维（3D），从高阶多输入多输出（MIMO）到大规模阵列的发展，能将频谱利用率提升数十倍甚至更高，是目前5G技术重要的研究方向之一。引入有源天线阵列，基站可支持128个协作天线。将2D天线阵列拓展成为3D天线阵列，形成新的3D－MIMO技术，该技术支持多用户波束智能赋型，减少用户间干扰，加上毫米波技术优势，将进一步改善无线信号的覆盖性能。

• 同时同频全双工技术：同时同频全双工技术被认为一项有效提高频谱效率的技术，该技术是在同一个物理信道上实现两个方向信号的传输，即通过在通信双工节点的接收机处消除自身发射机信号的干扰，在发射机信号同时，接收来自另一节点的同频信号。对比传统的时分双工（TDD）和频分双工（FDD）而言，同时同频全双工可以将频谱效率提高一倍。全双工技术能够突破FDD和TDD方式的频谱资源使用限制，使得频谱资源的使用更加灵活。

• 设备间直接通信技术：传统的移动通信系统组网方式，是以基站为中心实现小区覆盖，中继站及基站不能移动，网络结构的灵活度有限制。未来5G网络，数据流量大，用户规模大，传统的以基站为中心的业务组网方式，无法满足业务需求。D2D直接通信技术能够在没有基站的中转下，实现通信设备之间的直接通信，拓展了网络连接和接入方式。D2D技术是短距离直接通信，信道质量高，具有较高的数据速率、较低的时延和较低的功耗；通过广泛分布的终端设备，能够改善覆盖，实现频谱资源的高效利用；支持更灵活的网络架构和连接方法，提升链路灵活性和网络可靠性。

• 密集网络技术：5G是一个多元化、宽带化、综合化、智能化的网络，数据流量将是4G的1000倍。要实现该目标有两种技术：一是在宏基站处部署大规模天线来获取更高的室外空间增益，二是部署更多的密集网络来满足室内和室外的数据需求。针对未来5G网络的数据业务将主要分布在室内和热点地区，并且，在相对等的条件下，密集网络提升的信噪比增益不低于大规模天线带来的信噪比增益的特点，因此将超密集网络做为提高数据流量的关键技术进行研究。超密集网络缩短发送端和接收端的物理距离，从而提升终端用户的性能，改善网络覆盖，大幅度提升系统容量，并能对业务进行分流，具有更灵活的网络部署和更高效的频率复用。未来，面向高频段大宽带，将采用更加密集的网络方案，部署高达100个以上小区/扇区。

• 新型网络架构技术：为了满足未来大规模、高容量的业务需求，5G网络架构将具有扁平化、低时延、低成本、易维护特点。目前的业界主要集中在C-RAN和云架构的研究。C-RAN是根据现有网络条件和技术进步的趋势，提出的新型无线接入网构架，是基于集中化处理（Centralized Processing），协作式无线电（Collaborative Radio）和实时云计算构架（Real-time Cloud Infrastructure）的绿色无线接入网构架（Clean system）。其本质是通过充分利用低成本高速光传输网络，直接在远端天线和集中化的中心节点间传送无线信号，以构建覆盖上百个基站服务区域，甚至上百平方公里的无线接入系统。

• 智能化技术：5G的中心网络将是一个大型服务器组成的云计算平台，通过具有数据交换功能的路由器及交换机网络与基站相连，宏基站具有云计算和大数据存储功能，特别大或时效性强的数据将提交云计算中心网络处理，基站或终端的形态、数量多，不同的业务采用不同的频段，天线和连接方式多样。因此，需要具有智能配置、智能识别、自动模式切换的功能，实现智能自主组网。