5G移动通信系统关键技术研究
5G通信网络的关键技术与应用研究
5G通信网络的关键技术与应用研究5G通信网络作为下一代移动通信技术，拥有更高的速度、更大的带宽、更低的延迟以及更高的可靠性，将会在未来的社会生活和工业生产中发挥重要作用。
为了实现5G通信网络的顺利发展与应用，需要不断研究关键技术并探索其在各个领域的应用。
一、关键技术研究1.多接入技术：5G通信网络将基于多种接入技术，包括LTE、Wi-Fi、蜂窝通信等，实现多连接、多频段、多网络的融合。
其中，毫米波技术和中继技术是实现高速通信的关键。
2.大规模MIMO技术：大规模MIMO技术是5G通信的核心技术之一，可以实现多用户同时传输，提高信号覆盖和传输效率。
采用海量天线，实现多路信号传输，减小信号干扰，提高频谱效率。
3.网络切片技术：网络切片技术可以将网络按照不同需求进行灵活切割，为不同应用提供个性化的网络服务，例如智能交通、工业自动化等。
通过网络切片技术，可以实现网络资源的灵活配置和管理，提高网络效率和性能。
4.边缘计算技术：边缘计算技术可以将计算资源和存储资源近距离部署到用户附近的边缘节点，减小数据传输延迟，提高数据处理速度。
在5G通信网络中，边缘计算技术可以为高速数据传输和低延迟应用提供支持。
5.安全与隐私保护技术：5G通信网络中，安全和隐私保护是关键问题。
需要研究安全加密算法、认证技术、访问控制技术等，保护用户数据和隐私不受侵犯。
同时，考虑设备的物理安全和网络安全，构建安全可靠的通信网络。
二、应用研究1.智能交通：5G通信网络可以实现车联网、智能交通管理等应用，提高交通效率和安全性。
通过实时数据传输和处理，提供交通状况分析、路况预测等服务，实现智能交通控制。
2.工业互联网：5G通信网络可以应用于工业自动化、智能制造等领域，实现设备间的实时通信和协作。
通过5G网络连接传感器、机器人、监控系统等设备，实现智能生产、远程监控等应用。
3.虚拟现实与增强现实：5G通信网络具有高速传输和低延迟的特点，可以为虚拟现实和增强现实应用提供支持。
移动通信5G关键技术
−1EB=1000PB
4
−1PB=1000TB
5G发展需求
➢ 新型移动业务层出不穷
Desktop-like experience on the go
Lifelike media everywhere
An intelligent web of connected things
Real-time remote control of machines
Transmitter
−
OFDM
−−
mod. (IFFT)
−
Tx Filter Bank
−Channel
Noise
传统OFDM功率谱
FBMC功率谱
Receiver
−
OFDM
− − demod. (FFT)
−
−
Rx Filter
−
Bank
用滤波器组替代CP ✓ 对载波频偏不敏感 ✓ 提高了频效和能效
关键传输技术（2）——频谱拓展技术
➢ 毫米波通信——开发高频段
商用带宽分配， 40GHz以下比较窄
40GHz以上频段分配的商用带 宽达几十GHz。
− 毫米波通信技术目前已经实现10Gbps的传输速 率
− 据预测，未来毫米波通信速率可快于光纤速率（
faster than fiber）
要实现更高的传输速率，需要更高的载波频谱 ✓ 10GHz以下频段，仅能达到几十Mbps
✓ 小区密集化以及移动设备的增加导致 的干扰制约网络容量增长和传输速率 增加
✓ 海量设备带来的能耗增 加为绿色通信的要求带 来挑战
5G发展需求
➢ 为了实现5G发展目标，需要什么关键技术？
2G
TDMA −GSM −NSS
5G通信技术发展研究报告
5G通信技术发展研究报告一、引言随着信息技术的飞速发展，5G通信技术逐渐成为人们关注的热点之一。
本报告旨在对5G通信技术的发展进行深入研究，探讨其在未来的应用前景和发展趋势。
二、5G通信技术概述5G通信技术是指第五代移动通信技术，旨在提供更高的数据传输速度、更低的延迟和更可靠的连接。
相比4G技术，5G具有更大的带宽和更高的频谱效率，可以支持更多的设备同时连接，并且具有更好的覆盖范围和穿透力。
三、5G通信技术的关键技术1. 新型天线技术：5G通信技术采用了智能天线技术，可以实现波束赋形和跟踪，提高信号覆盖和传输效率。
2. 大规模MIMO技术：5G利用大规模MIMO技术实现多天线传输，可以有效提高信道容量和系统性能。
3. 高密度载波技术：5G采用高密度载波技术，可以实现更高的频谱效率和更快的数据传输速度。
4. 虚拟化网络技术：5G通信网络采用虚拟化网络技术，可以实现网络资源的灵活配置和管理，提高网络的灵活性和可靠性。
四、5G通信技术的应用领域1. 智能物联网：5G通信技术可以实现更广泛的智能物联网应用，包括智能家居、智能医疗、智能交通等。
2. 车联网：5G通信技术可以实现更低的延迟和更可靠的连接，为自动驾驶车辆和智能交通系统提供支持。
3. 虚拟现实：5G通信技术可以提供更高的带宽和更可靠的连接，为虚拟现实和增强现实技术的发展提供支持。
五、5G通信技术的发展趋势1. 高带宽低延迟：未来5G通信技术将实现更高的带宽和更低的延迟，满足不同应用场景的需求。
2. 多业务融合：未来5G通信技术将实现多业务融合，为不同行业提供定制化的通信服务。
3. 人工智能应用：未来5G通信技术将与人工智能技术结合，实现更智能的网络管理和优化。
六、结论5G通信技术作为未来通信领域的重要发展方向，将为人类社会的发展带来深远影响。
我们期待5G通信技术在未来的不断发展和完善，为人们的生活带来更多便利和可能性。
感谢各方对5G通信技术的支持和关注。
5G的基本特点与关键技术
5G的基本特点与关键技术
5G是第五代移动通信技术的简称，它可以在更低的延迟、更大的容量和更快的数据传输速度等多个方面都能提供极好地网络条件，支持多种服务，它的基础是新的技术和新的信号传输技术，以及传输速度更快的技术结构。
1、高速：5G网络可以提供高达数百兆的速度，比现有的4G更快，可以满足高清视频流媒体服务、云计算等多种不同的应用需求。
2、容量大：5G网络的容量比4G网络大，可以支持更大的吞吐量，能够满足大量用户的同时使用。
3、低延迟：5G网络的延迟比4G网络低，从而支持高实时性应用，如自动驾驶等。
4、安全：5G网络提供了更强大的安全性，可以保护数据传输过程中的隐私安全，防止病毒和木马的侵入，从而保护网络的安全性。
此外，5G技术还具有可扩展性、低成本和普及性等优势，这些技术可以让更多的用户更广泛地使用5G网络服务，从而带来更多的经济和社会好处。
5G的关键技术主要包括：
1、空口有效利用率（ENU）技术：ENU技术可以改善信道利用率，从而提高信号传输的稳定性和覆盖范围。
2、多边形通信（M2M）技术：M2M技术是5G网络的关键技术。
5G移动通信网络关键技术及分析
5G移动通信网络关键技术及分析1. 引言1.1 背景介绍5G移动通信网络是当前移动通信领域的热门话题，随着技术的不断进步和市场需求的不断增长，5G技术已经成为了未来通信网络的重要发展方向。
作为下一代移动通信技术，5G将有望实现更快的数据传输速度、更低的通信延迟和更高的网络容量。
这将为人们的日常生活、工作和娱乐带来巨大的改变。
在过去的几年中，各国都在积极推动5G技术的研发和部署。
许多通信运营商和设备供应商纷纷投入大量资源进行研究和创新，以满足用户对更快速、更可靠、更安全通信服务的需求。
各种新兴技术和应用也不断涌现，为5G的发展提供了更多的可能性。
本文将从5G移动通信网络的概述、关键技术以及未来发展趋势等方面进行深入的分析和探讨，希望能够为读者提供全面的了解和参考。
也将探讨5G技术所面临的挑战与机遇，展望未来5G技术的发展前景。
【背景介绍】1.2 研究目的"研究目的：本文旨在深入探讨5G移动通信网络的关键技术，包括毫米波技术、大规模天线阵列技术和网络切片技术。
通过对这些关键技术的分析，我们可以更好地了解5G技术的特点和优势，同时也可以探讨5G网络在未来的发展趋势、面临的挑战和机遇。
通过深入研究5G技术，我们希望为相关领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴，推动5G技术在移动通信领域的广泛应用和发展，进一步推动数字化和网络化的进程，为人们的通信和信息传输提供更加便利和高效的服务。
"2. 正文2.1 5G移动通信网络概述5G移动通信网络是下一代移动通信网络，旨在提供更高的数据传输速率、更低的延迟和更稳定的连接。
与4G相比，5G具有更高的容量和更广的覆盖范围，可以支持大量物联网设备和大规模数据传输。
5G移动通信网络采用了许多先进的技术，如毫米波技术和大规模天线阵列技术。
毫米波技术可以实现更高的频谱效率和更大的带宽，从而提高通信速率；大规模天线阵列技术可以实现波束成形，减少信号干扰，提高网络覆盖范围。
5G移动通信技术特点及关键技术
5G移动通信技术特点及关键技术5G移动通信技术特点及关键技术
⑸G移动通信技术概述
⑴简介
⑵ 5G移动通信技术的发展历程
⑶ 5G移动通信的技术特点
⑸G移动通信技术的关键技术
⑴新一代多载波调制技术
⑵超密集组网技术
⑶多输入多输出技术
⑷自适应调度技术
⑸边缘计算技术
⑹大规模天线阵列技术
⑺软件定义网络技术
⑸G移动通信网络架构
⑴ 5G核心网架构
⑵ 5G无线接入网络架构
⑶ 5G边缘计算架构
⑸G移动通信应用场景
⑴增强移动宽带
⑵物联网
⑶车联网
⑷虚拟现实与增强现实
⑸网络切片
⑸G移动通信的前景与挑战
⑴前景
⑵挑战
⒍附件
附件1、5G移动通信技术规范
附件2、5G移动通信设备清单注释：
⒈法律名词及注释
⑴电信法: 是指规范电信行业的法律法规，主要包括电信
管理制度、电信市场竞争秩序、电信运营商权益等方面的法律规定。
⑵信息安全法: 是指保护信息安全、维护国家安全和社会
公共利益的法律法规。
⑶ 5G标准: 是指国际电信联盟制定的5G移动通信技术的
国际标准，包括技术规范、频谱分配等方面的规定。
附件：
附件⑸G移动通信技术规范
附件⑸G移动通信设备清单
注释：
⒈电信法：是指规范电信行业的法律法规，主要包括电信管理
制度、电信市场竞争秩序、电信运营商权益等方面的法律规定。
⒉信息安全法：是指保护信息安全、维护国家安全和社会公共
利益的法律法规。
⑸G标准：是指国际电信联盟制定的5G移动通信技术的国际标准，包括技术规范、频谱分配等方面的规定。
5G移动通信核心网关键技术研究
通信技术移动通信核心网关键技术研究高丽华，高乐文，任新宇，井志强（中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司，黑龙江网络商用的主要问题集中在无线网络、核心网络以及传输网络上。
包括网络功能在设备配置方面的虚拟化及控制平面与用户平面的分离，网络的结构，即非独立组网核心网；虚拟化；控制平面；网络切片Research on Key Technology of 5G Mobile Core NetworkGAO Lewen，REN Xinyu，China Mobile Communications Group Design Institute，Heilongjiang BranchG network for commercial use focus on wireless networktransmission network.This paper discusses the issues related to the 5G core networkthe separation of control plane from user planeslicing and low-cost profit computation for diversified services，and it reviewed the分离控制面和用户面是移动通信网络演变的一2G语音4G使用网络结构继承结构，并在控制面与用户面的分离中有了进一步的提高，从而减少用户的流速失真和因特网的主要技术。
在一个具体实施中，传统媒体网关设备的控制面和用户面作为会话管理功5G系统地址分配、选择与控制用于数据分组路由的用户节点，其主要功能为用户掩码，如重发、数据分组检测以及策略执行等。
图1 5G核心网SBA架构图1.3 网络切片网络切片分割物理网络形成多个独立终端逻辑网络，包括接入网络、核心网络以及传输网络等，可被视为5G网络中的虚拟专用网络，为用户提供个性化服务，并表现了5G网络的灵活性。
5G移动通信技术特点及关键技术
5G移动通信技术特点及关键技术随着科技的飞速发展，移动通信技术已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从 2G 的短信时代到 3G 的图片时代，再到 4G 的视频时代，每一次技术的变革都给我们的生活带来了巨大的改变。
如今，5G 移动通信技术已经逐渐走进我们的生活，它带来的不仅仅是更快的网速，更是一场全方位的技术革命。
5G 移动通信技术具有以下几个显著的特点：高速度是 5G 最为直观的特点之一。
与 4G 相比，5G 的下载速度可以达到每秒数吉比特（Gbps），这意味着我们可以在几秒钟内下载一部高清电影，大大缩短了等待时间，提高了工作和娱乐的效率。
低延迟是 5G 的另一个重要特点。
在 4G 时代，网络延迟通常在几十毫秒甚至更高，这对于一些对实时性要求较高的应用，如自动驾驶、远程医疗等，存在一定的限制。
而 5G 的网络延迟可以低至 1 毫秒，这为这些应用的实现提供了可能。
大容量也是 5G 的突出特点。
5G 网络能够同时连接大量的设备，这对于物联网的发展至关重要。
无论是智能家居中的各种设备，还是城市中的智能交通系统、智能电网等，都需要大量的设备同时接入网络进行通信。
5G 移动通信技术之所以能够实现这些特点，离不开以下几个关键技术：大规模多输入多输出（MIMO）技术是 5G 中的核心技术之一。
通过在基站和终端设备上配置大量的天线，实现空间复用和波束赋形，从而提高频谱效率和信号覆盖范围。
简单来说，就是让信号更加“精准”地传输到目标设备，减少干扰和损耗。
毫米波技术也是 5G 中的关键技术。
毫米波频段具有丰富的频谱资源，但由于其传播特性，存在传输距离短、容易被障碍物阻挡等问题。
为了解决这些问题，5G 采用了波束跟踪、波束成形等技术，提高毫米波的传输性能。
网络切片技术使得 5G 网络能够根据不同的应用场景和需求，灵活地划分出不同的“虚拟网络”。
例如，为自动驾驶提供低延迟、高可靠的网络切片，为智能家居提供大容量、低成本的网络切片。
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频效提升 技术
频谱拓展
技术
完
整
高频段通信组网设计
的
5G
认知的频谱接入 多天线资源调度
高频段通信传输方案
跨层调度机制
大规模天线传输机制
能效优先的资源
物理层传输方案 分配策略
技
异构组网方案
术 体
系
移动飞蜂网扁平化设计 小蜂窝异构组网方案 能效优先的区间资源调度
移动飞蜂网传输技术
小蜂窝传输技术
能效优先的自适应传 输机制
➢ 赫瑞瓦特大学
能效与谱效关联的 资源管理
…
Transmitter
CSI feedback
Receiver 2
Receiver 1
Y Hx n
Y Hx n
Users
8/31
拟开展的合作研究：子课题3
子课题3：能量效率提升技术
能量效率提升
网络能量消耗模型
自适应跨层能效传输机 制
异构网间协作资源分配 策略
➢ 以随机服务的思想从业务端到端的角度，分析网络能效与时延之间的定量映射关系 ➢ 根据业务的服务质量要求、空时分布，设计面向能效的弹性跨层自适应传输机制 ➢ 分析不同网络架构特点，建立多小区异构网络小区平均能效模型，给出多小区协作通信
基 础
• 一系列原创基础理论成果 • 学术水平一流的国际学者
通过原始理论成果的技术再创新，迅速获取一批有竞争力的5G关键技术 实现我国从“通信大国”到“通信强国”的转变
14/31
合作基础：合作单位
中方申报单位
• 山东大学
中方协作单位
• 东南大学 • 华中科技大学 • 上海无线通信研
究中心
外方合作单位
通信需求
通信资源
更高
更快
更强
吞吐量 数据速率 服务质量
频谱资源 消耗殆尽
能量资源 绿色环保需求
移动通信中的 根本矛盾与核心问题
如何在频谱、能量资源受限的前提下，解决通信需求快速增长与通信资源 匮乏之间的矛盾，提升系统容量，实现第五代移动通信系统的目标要求？ 5/31
拟开展的合作研究：研究方向
更多网络覆盖：
覆盖增强 技术
能效提升 技术
11/31
报告提纲
研究背景 拟开展的研究内容 合作必要性和合作基础 预期研究成果
12/31
合作必要性
欧盟：METIS项目 （5千万欧元，2013年）
中国：IMT-2020 工作推进组成立 （2013年）
美国：纽约理工学院、国家仪器公司 正在进行5G研发
韩国：Samsung宣布开发出 第一套以5G技术为核心的系统 （2013年）
保证通信稳定的 问题
更多的频谱： 合理解决频谱 资源受限问题
Ctotal
Bi log2 (1 Pi / N)
HetNets Channels
更多的空间信道：
有效解决频谱效率 提升问题
更多的功率：
妥善高效使用 功率的问题
子课题1 频谱资源拓展技术
子课题2 频谱效率提升技术
子课题3 能量效率提升技术
的高能效资源分配策略
9/31
拟开展的合作研究：子课题4
子课题4：移动覆盖率增强技术
移动覆盖 率增强
针对高速移 动场景
针对人口密 集地区
➢ 移动飞蜂网
− 通过电磁场理论与实际测量手段相 结合，建立高速移动场景的信道统 计模型
− 利用空间拓扑理论，探讨覆盖度与 能效的折中，设计最优的接入点布 局方案与组网结构
国家国际科技合作专项
国家国际科技合作专项 5G移动通信系统关键技术研究
项目负责人: 袁东风 教授
,
项目启动会 @ 济南，2014年7月23日
报告提纲
研究背景 拟开展的研究内容 合作必要性和合作基础 预期研究成果
2/31
研究背景：第五代移动通信系统研究背景
第五代移动通信系统的研究意义：
百姓需求
市场巨大
国际合作专项： 搭建一个国际共同研发的平台
➢ 国际上对于5G的研发皆处于起步阶段，属于占领5G技术的关键时机 ➢ 国际上现有的研究组织具有鲜明的地域性，鲜有国际间的合作产生
本项目致力于打造国际研发合作平台，通过深度研究合作，取各家之长，实现协同 创新；提升我国在国际上的竞争力，通过平台推广，提升我国在国际上的影响力和 认知度。
• 英国赫瑞瓦特大 学
外方协作单位
• 英国爱丁堡大学Fra bibliotek➢ 山东大学、东南大学、华中科技大 学
−主持、参加多项国家级重大、重点以及国际 合作项目
−“985工程”国家重点高校 −各有所长，优势现互补
➢ 上海无线通信研究中心
−无线通信国际合作研究中心 −国际科技合作基地 −下一代移动通信系统关键技术的研究开发
来源：Nokia Research Center
➢ 高频段（可见光、毫米波）通信技术
− 信道建模与信号特性分析 − 协作布局组网、传输调制机制设计
7/31
拟开展的合作研究：子课题2
子课题2：频谱效率提升技术
大规模天线系统 （Massive MIMO）
信道特性及容量增 长规律
信道信息的获取
多用户、多数据流传 输机制
子课题4 覆盖度增强技术
子课题5 可验证部分 关键技术的
仿真平台
完整的5G移动通信系统技术方案
6/31
拟开展的合作研究：子课题1
子课题1：拟频谱开资源展拓展的技术合作研究：
频谱资 源拓展
现有资源的 循环使用
获取新的可 用频段
➢ 认知无线电技术
− 联合考虑用户QoS与网络资源的认知 模型
− 以博弈论、凸优化为基础的动态资源 分配策略
标准话语权
5G 4G 3G
无论从社会需求、巨大的市场、还是国际话语权，开展5G移动
通信系统研发皆具有重要意义!
3/31
答辩提纲
研究背景 拟开展的研究内容 合作必要性和合作基础 预期研究成果
4/31
拟开展的合作研究：研究目标与关键问题
5G目标：业务量提高1000倍、单位面积吞吐量提升25倍、能效、谱效提升10倍，峰值速率 达到 10Gbps
− 采用跨层设计思想，进行网络扁平 化设计，减少信令载荷及时延、实 现小区间高效切换
➢ 小蜂窝组网
− 建立结合小蜂窝和宏蜂窝的异构网 络架构模型
− 研究异构网络干扰协调、消除等干 扰管理技术（IA）
− 采用小区间负载均衡、资源调度以 及多点协同技术，实现灵活切换与 资源的有效利用
10/31
拟开展的合作研究：技术路线
13/31
合作必要性
中
• 良好的人才、资源储备
方
• 具有潜力的科研人才团队 • 良好的科研平台与设备
基 础
外
方
• 原始理论的技术实现
亟 需
• 科研人才资源的支撑 • 基础理论的实现设计
优势互补 合作双赢
中
• 先进的5G关键技术
方
• 国际领先的原创理论思路 • 科研人员培养与快速成长
亟 需
外
方
• 深厚的理论研究基础