面向5G的光纤无线融合通信技术

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5G移动通信技术

5G移动通信技术

5G移动通信技术•5G 技术概述•5G 网络架构与关键技术•5G 无线传输技术•5G 核心网技术•5G 承载网技术•5G 安全挑战与防护措施•总结与展望目录5G技术概述5G定义与发展历程5G定义发展历程5G技术特点与优势技术特点优势5G应用场景及市场需求应用场景5G将应用于各个领域,如智慧城市、智能交通、工业互联网、远程医疗、虚拟现实/增强现实(VR/AR)、智能家居等。

市场需求随着数字化、网络化和智能化的发展,各行业对移动通信技术的需求越来越高。

5G将满足这些需求,推动各行业的数字化转型和智能化升级。

5G网络架构与关键技术接入网(RAN )核心网(CN )传输网(TN )0302015G 网络架构组成关键技术:超高速率、超低时延、大连接数超高速率超低时延大连接数5G与4G网络架构对比分析架构差异技术创新应用场景5G无线传输技术大规模天线技术(Massive MIMO)提高系统容量提升频谱效率增强覆盖能力新型调制编码技术极化码编码高阶调制技术一种新型信道编码方式,具有更低的误码率和更高的编码效率。

LDPC编码高频段通信技术毫米波通信技术利用毫米波频段的宽带特性,实现高速数据传输。

大规模天线阵列在毫米波频段采用大规模天线阵列,实现高增益和高指向性。

波束管理技术通过波束赋形和波束追踪等技术,解决毫米波信号传输过程中的路径损耗和遮挡问题。

5G核心网技术网络切片技术切片定义与特性切片分类与应用场景切片管理与编排边缘计算技术边缘计算概念与优势01边缘计算架构与部署方式02边缘计算应用场景031 2 3云计算在5G核心网中作用虚拟化技术在5G核心网中应用容器化技术在5G核心网中应用云计算和虚拟化技术在5G核心网中应用5G承载网技术承载网架构演进及挑战架构演进挑战需要解决网络切片、低时延、大带宽等5G新需求带来的技术挑战,同时要考虑现有网络的兼容性和平滑升级。

新型承载网协议和接口标准协议接口标准承载网设备选型及部署策略设备选型部署策略5G安全挑战与防护措施5G面临的安全威胁和挑战新的攻击面高级持续性威胁(APT)跨域安全风险5G安全防护措施和策略强化网络安全架构加强身份认证和访问控制加密和完整性保护安全审计和监控保护用户个人信息维护用户信任促进5G 应用发展5G 网络需要收集和处理大量用户个人信息,隐私保护措施能够确保用户信息不被泄露和滥用。

5G网络中的无线覆盖技术

5G网络中的无线覆盖技术

5G网络中的无线覆盖技术随着信息化技术的不断发展,人们对于网络的需求日益增长,这也催生了一个新的网络时代。

5G网络是目前最为热门的话题之一,它无疑将成为未来网络发展的主要趋势。

而在5G网络中,无线覆盖技术将是关键性的一环,它将决定着我们能否畅享网络世界。

因此,本文将从5G网络的背景出发,重点讲解无线覆盖技术的发展和其在5G网络中的应用。

一、5G网络背景随着人工智能、云计算、物联网等新兴技术的发展,对网络的承载能力和传输速率提出了全新的要求。

而5G网络便参照这些要求进行了设计和研发。

相比于4G网络,5G网络具备了更高的传输速率、更低的延迟、更大的设备连接数量、更为广泛的应用场景等特点。

这也让5G网络成为了一个将推动数字化经济、社会和国家发展的全新平台。

二、无线覆盖技术发展的历程无线覆盖技术是关键的一环,它的发展贯穿了整个通信网络的历史。

从最初的1G、2G,到我们现在使用的4G网络,无线覆盖技术在每一代网络中都有着重要的贡献。

在早期的1G、2G网络中,由于技术水平的限制,网络的覆盖范围和传输速率较低,无线信号传输也较为不稳定。

而随着技术逐渐升级,4G网络不仅解决了1G、2G网络的缺陷,更为重要的是实现了高速和稳定的数据传输。

那么在5G网络中,无线覆盖技术将面临怎样的挑战?我们需要将目光投向未来。

三、5G网络中的无线覆盖技术5G网络的核心点之一就是“网络边缘化”,也就是在网络边缘部分建立更多的网络节点,以实现更好的用户体验。

而这也就要求5G网络必须具备更为广阔的覆盖范围和更高的传输速率。

下面,我们来看看5G网络中无线覆盖技术应该如何实现。

1.微基站要实现5G网络的全面覆盖,建设更多的基站显然是必要的。

但是,行政、经济、技术等因素都会对这一目标造成影响。

因此,与传统大规模的基站建设方式不同,5G网络中引入了微基站的概念,它可以解决传输距离短和覆盖面积小的难题。

微基站本质上是一种小型化、低功耗的设备,可以通过在城市的建筑物、信号灯杆等地方设置,便于覆盖信号更多的领域。

面向5G的光与无线融合接入网智能控制技术研究

面向5G的光与无线融合接入网智能控制技术研究

面向5G的光与无线融合接入网智能控制技术研究近年来,随着第五代移动通信(5G)技术的快速发展,接入网呈现出宽带化、多样化、融合化的趋势。

此外,为了满足实时性5G业务的超低延时需求,边缘计算的概念应运而生。

光与无线融合的云化接入网架构成为5G前传和回传网络的重要组网形式。

同时,用户需求和应用场景的多样化对融合接入网的业务灵活承载和资源智能管控提出了新的需求,特别是超可靠低时延业务、物联网、工业控制网络等新兴业务,需要光和无线融合接入网提供更为优质的服务保障。

因此,如何利用智能化管控技术合理有效调配资源,为5G的新兴业务提供更优化的网络服务,是光和无线融合接入网待解决的关键问题。

此外,绿色低成本也是一个重要发展趋势,如何利用智能化的资源编排提升网络资源利用率,减少网络资源消耗也是需要光和无线融合接入网亟待解决的问题。

因此,本论文围绕面向5G的光与无线融合接入网的智能控制技术展开研究。

主要创新点如下:1)针对5G移动光前传网可扩展性差、资源管理僵化的问题,提出了一种光和无线一体化资源调度方案及相应的负载均衡的动态波长共享算法。

仿真结果表明所提算法能够实现异构资源的联合调度和多业务的QoS保障,同时能提升多波长之间的负载均衡性能。

2)针对5G网络中低时延和边缘计算的需求,提出了一种基于分层边缘云的移动光前传网络架构及相应的基于流量卸载的低时延保障方案,所提方案将时延敏感业务尽可能地本地化处理。

仿真结果表明,所提方案时在高负载条件下能够实现80%的时延减少率,同时能减少时延抖动和前传带宽的占用率。

3)针对5G网络超低时延业务需求,基于上述分层边缘云的移动光前传网络架构,提出了一种基于负载感知的动态流量迁移策略和资源编排方案,并搭建了基于OpenFlow的软件定义网络(SDN)移动光前传网络实验平台。

实验结果表明:所提方案能够实现分层边缘云移动光前传网中边缘云、移动边缘计算以及光带宽资源的按需分配和动态编排,进而保障业务的低时延并提升网络资源利用率,该方案能够使时延性减少50%-80%,抖动减少50%-75%。

5G网络中的无线传输技术

5G网络中的无线传输技术

5G网络中的无线传输技术5G网络是目前移动通信技术的最新版本,它不仅在速度和可靠性上比4G网络有了巨大的改进,同时还提供了更广泛的功能和更好的用户体验。

与此同时,5G网络的无线传输技术也进行了根本性的变革。

本文将从技术原理、发展状况和应用前景三个方面探讨5G网络中的无线传输技术。

一、技术原理5G的无线传输技术有两个主要方面:一是毫米波技术,二是大规模MIMO技术。

毫米波技术是指使用频率在30 GHz到300 GHz之间的电磁波进行通信。

与4G网络使用的频段相比,这些频段的带宽更宽,可以提供更高的数据传输速率。

但是,毫米波信号的传播距离较短,而且很容易受到障碍物和天气等因素的干扰。

因此,在5G网络中,毫米波技术主要用于城市中心区域,提供高速和低时延的服务。

大规模MIMO技术则采用了多个天线同时发送和接收信号,以实现更快的数据传输速率和更好的网络覆盖范围。

MIMO主要在3G和4G网络中得到了广泛应用,但是在5G网络中,大规模MIMO技术的规模更大,每个基站可以安装数百个天线,从而极大地提高网络的容量和效率。

二、发展状况5G网络的无线传输技术已经在全球范围内得到了广泛的研发和部署。

目前,各国已经开始建设5G网络,并逐步投入使用。

例如,在中国,自2019年以来,已经在数百个城市部署了5G网络,并计划在未来几年内进一步扩大网络覆盖范围,提供更多的应用和服务。

在美国,5G网络的建设也在加速进行中。

截至2020年底,美国已经有超过1500个5G基站,可以覆盖超过400个城市。

此外,欧洲、亚洲和其他地区的许多国家也在积极推动5G网络的发展。

三、应用前景5G网络的无线传输技术将为智能家居、自动驾驶和虚拟/增强现实等新型应用提供巨大的支持。

例如,5G网络可以大大提高智能家居设备的连接速度和稳定性,使得用户可以更快速地控制和监控家中的设备。

同时,5G网络还可以在自动驾驶领域得到广泛应用。

由于拥有更大的带宽和更低的时延,5G网络可以实现车辆之间的实时通信,从而提高自动驾驶汽车的安全性和效率。

我国5g移动通信的关键技术与发展趋势

我国5g移动通信的关键技术与发展趋势

我国5g移动通信的关键技术与发展趋势随着智能手机等移动设备的普及,人们对于移动通信越来越依赖。

而5G的到来则代表着更快的网速、更强的网络稳定性和更多的应用场景。

本文将重点探讨我国目前5G移动通信的关键技术以及发展趋势。

一、5G的关键技术1.1 毫米波技术5G通信需要在毫米波段进行传输,千兆级别的传输速度离不开毫米波技术的支持。

毫米波技术的高频特性能够实现高速传输,但同时也会受到建筑物和杂波之类的影响,因此需要采用更为精密的天线技术进行补偿。

1.2 MIMO技术MIMO技术即多输入多输出技术,能够通过增加天线数量来提高数据传输效率,并实现空间多路复用和波束成形等功能。

如今,MIMO技术已经广泛应用于4G通信中,在5G通信中也发挥着重要的作用。

1.3 网络切片技术网络切片技术是5G通信的一个核心技术,能够根据不同的业务需求,将一个物理网划分为多个虚拟网。

通过这种方式,可以满足不同用户对于网络质量和可扩展性的不同需求,真正实现网络的个性化定制。

二、5G的发展趋势2.1 大规模商用截至2021年5月底,我国5G用户已经达到了3.2亿,位居全球第一。

预计未来我国的5G商用规模将得到进一步扩大,5G将成为主流通信方式。

2.2 产业协同发展5G通信不仅将带来新的业务形态和应用场景,还涉及到整个产业链的变革。

在5G发展过程中,大型电信运营商和各种垂直行业需要加强合作,充分利用5G的优势,实现协同发展,推动5G 的商业化应用。

2.3 融合创新5G通信是一个开放的生态系统,各种应用场景和业务模式的接入都需要与传统的技术和产业进行融合创新。

尤其是在IoT、智能制造、智慧城市等领域,5G通信需要真正实现与其他技术的融合,取得良好的协同效应,才能更好地服务于社会和经济发展。

三、总结5G通信作为一项重要的技术革新,在实现高速传输、精准定位和实时互动等方面有着巨大的潜力。

未来,我们需要继续探索5G的发展方向和合作机会,将其应用到更广泛的领域,为用户提供更加优质的通信体验和服务。

融合通信技术概述

融合通信技术概述

融合通信技术概述融合通信技术是指将传统的通信技术和新兴的互联网技术相融合,实现多种通信方式的无缝连接,为用户提供更加全面、更加便捷的通信服务。

融合通信技术不仅可以实现语音、视频、短信等传统通信服务,还可以实现互联网应用、云计算、物联网等新型服务,使得用户可以在任何时间、任何地点享受到全面、高效、便捷的通信服务。

融合通信技术在不断发展壮大、不断推陈出新,其技术含量也在不断提高。

目前,融合通信技术已经形成了一套完整的通信服务体系,涵盖了从网络架构、终端设备到应用服务等多个层面。

其中,主要的技术和应用有:1.宽带接入技术:融合通信技术要求网络具备高速、高带宽、低延时的特点,因此,宽带接入技术成为了融合通信技术的首要技术之一。

目前,主要的宽带接入技术包括ADSL、光纤到户、无线宽带等,这些技术都能够为用户提供高速、稳定的上网服务。

2.网络融合技术:网络融合是融合通信技术的核心技术之一,通过将传统的电话网络、数据网络和互联网网络等不同类型的网络进行融合,在技术上实现了跨越不同类型网络的通信。

网络融合技术的具体实现方式包括IMS架构、NGN网络等,这些技术实现了不同类型的通信协议之间的互联互通。

3.无线通信技术:随着智能手机、平板电脑等移动设备的快速普及,无线通信技术成为了必不可少的一部分。

现如今,无线通信技术主要分为2G、3G、4G、5G等多种标准,它们能够为用户提供快速、高效的通信服务。

此外,蓝牙、WiFi等技术也为融合通信技术的发展做出了重要贡献。

4.云计算技术:云计算技术是近年来的新兴技术,已经成为了融合通信技术发展的重要支撑。

通过云计算技术,用户可以将自己的数据和应用程序存储在云端,随时随地进行访问和使用。

云计算技术可以为用户提供高效、便捷、安全的数据管理和处理服务,从而实现了通信服务的升级。

5.物联网技术:物联网技术是近年来发展最为迅猛的技术之一,它将智能设备、传感器、云计算等技术相结合,实现了设备之间的无缝连接和数据共享。

LoRa技术与5G技术的融合与发展趋势

LoRa技术与5G技术的融合与发展趋势

LoRa技术与5G技术的融合与发展趋势伴随着物联网时代的到来,无线通信技术迎来了一个新的发展机遇。

其中,LoRa(Low Power Wide Area Network)技术作为一种低功耗广域网技术,以其长距离传输、低功耗和低成本的优势,逐渐引起了广泛关注。

而5G技术则被誉为新一代移动通信技术的生力军,被寄予了极高的期望。

那么,LoRa技术与5G技术的融合与发展趋势是怎样的呢?一、LoRa技术的特点及应用LoRa技术基于低功耗广域网协议,通过在ISM频段(通用、科ientific 和医学无线电频带)上提供长距离、低功耗、低速率和低成本的物联网连接,已经在许多应用领域取得了成功。

LoRa技术的主要特点包括:1. 长距离:LoRa技术可以在城区范围内提供覆盖,甚至在农村地区也有良好的覆盖能力。

2. 低功耗:LoRa技术的节点设备可以使用电池供电,其低功耗设计使得电池寿命可以延长到数年甚至更长。

3. 低速率:相较于其他无线通信技术,LoRa技术的传输速率相对较低,典型的数据率在0.3 kbps到50 kbps之间。

4. 低成本:LoRa技术的成本相对较低,这使得其在物联网领域中的应用更加具有竞争力。

目前,LoRa技术已经在智能农业、智慧城市、工业自动化等领域得到了广泛应用。

例如,在智能农业方面,农民可以使用LoRa技术监测土壤湿度、温度和气体浓度等信息,以优化农业生产;在智慧城市方面,LoRa技术可以用于智能停车、垃圾管理、环境监测等方面,提高城市的智能化水平。

二、5G技术的特点及应用5G技术作为新一代移动通信技术,其主要特点包括更高的带宽、更低的延迟和更大的连接密度,为物联网的发展带来了更多可能。

5G技术的主要特点包括:1. 更高的带宽:5G技术将大幅提升网络带宽,可支持高速数据传输,满足高密度连接的需求。

2. 更低的延迟:5G技术的延迟将比4G技术更低,可以实现更快速的响应时间,满足实时应用的需求。

《面向5G移动终端的MIMO天线设计与研究》范文

《面向5G移动终端的MIMO天线设计与研究》范文

《面向5G移动终端的MIMO天线设计与研究》篇一一、引言随着移动互联网技术的迅猛发展,5G时代已来临,对移动通信设备的性能提出了更高的要求。

多输入多输出(MIMO)技术作为5G网络的关键技术之一,其天线设计的重要性不言而喻。

本文将针对面向5G移动终端的MIMO天线设计与研究进行深入探讨,旨在提高5G移动终端的通信性能和系统容量。

二、MIMO天线技术概述MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术是一种在无线通信系统中广泛应用的信号处理技术。

通过在发射端和接收端分别设置多个天线,MIMO技术能够有效地提高系统的信道容量和传输速率,同时降低信号的干扰和衰落。

在5G时代,MIMO天线技术更是成为了提高频谱效率和提升通信质量的关键手段。

三、5G移动终端MIMO天线设计1. 设计要求针对5G移动终端的MIMO天线设计,需要满足以下要求:首先,要保证天线在多个频段上的良好性能;其次,要降低天线间的相互干扰,提高系统的隔离度;此外,还需考虑天线的尺寸、重量以及制造成本等因素。

2. 设计方案(1)天线结构优化:采用紧凑型结构设计,减小天线的尺寸和重量,同时保证其在多个频段上的性能。

(2)多频段覆盖:设计具有多频段覆盖能力的MIMO天线,以满足5G网络的不同频段需求。

(3)隔离度提升:通过采用特殊的天线布局和电路设计,降低天线间的相互干扰,提高系统的隔离度。

(4)仿真与优化:利用电磁仿真软件对设计方案进行仿真验证,根据仿真结果进行优化设计。

四、MIMO天线性能研究1. 仿真与测试通过电磁仿真软件对设计的MIMO天线进行仿真验证,包括天线的辐射特性、阻抗特性以及信号传输特性等。

然后在实际环境中对天线进行测试,评估其性能表现。

2. 性能分析(1)频谱效率:通过对比实验数据和仿真结果,分析MIMO天线的频谱效率,评估其在提高系统容量的作用。

(2)抗干扰能力:分析MIMO天线在复杂电磁环境下的抗干扰能力,评估其在实际应用中的性能表现。

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面向5G的光纤无线融合通信技术移动通信网9月6日消息,2013年宽带通信与物联网前沿技术研讨会昨日下午在深圳金中环酒店举行。

会上,来自华中科技大学的张敏明博士带来了题为“面向5G的光纤无线融合通信技术”的演讲,阐述了光纤传【OFweek2013宽带通信与物联网前沿技术研讨会专题报道】输在面向5G的无线融合领域应用的关键技术。

华中科技大学张敏明博士以下为演讲内容。

第五代移动通信(简称"5G")是为满足智能终端的普及以及移动互联网的高速扩容而正在研究开发的新一代移动通信技术。

根据国际前沿研究,未来的5G网络建设应该体现"大容量、低能耗、低成本"三大技术要求,采用何种体制以及何种技术路线,目前国际上正在开展热烈研究,也提出多种方案。

现有已经部署的3G和即将部署的4G,射频信号均采用纯无线传输,其重要特征即是"基站"和"天线"的一体化架构。

而未来的5G网络,与现有的3G和4G具有极大的不同,一是天线数目从4根可能增大至128根,致使基站的处理能力要求倍增,能耗也相应增大,可能需要机房设施;二是天线覆盖范围由数公里缩小至数百米,这就要求基站数目大幅度增加,进一步形成能耗和成本压力;三是大规模天线阵列射频信号数字化的总传输容量预期将达到T比特量级,传统的信号传输方式成本将会很高。

为了解决5G传输存在的瓶颈问题,因此,"光纤无线融合传输"成为国际上面向5G开展研究的关键热点技术之一。

随着移动通信技术的发展,基于移动通信网络的丰富应用带动了移动数据业务的大幅度增长。

据预测,随着智能终端的普及以及互联网业务的飞速发展,到2020年,移动数据业务流量将增长1000倍,这就给移动和无线接入网络带来了巨大的挑战。

按照诺基亚-西门子网络公司的预计,为了在大幅度扩容时同时满足绿色和低成本的运营要求,5G无线网络的频谱效率和能量效率都需要在4G标准上提高一个数量级。

首先,在无线网络架构层面,基于云架构大规模协作的无线网络是实现大容量、绿色和低成本5G网络的最佳选择。

云架构无线接入网原理结构如图1-1所示,利用光纤分配网络连接云机房的基带处理单元(BBU)和室外的远端射频头(RRH)。

其通过1) BBU"云"化方式极大减少基站机房数量,减少配套设备特别是空调的能耗(目前约占总能耗33%);2) 减小小区覆盖以及大规模天线协作大幅提高射频功率效率(目前约占总能耗30%);3) 网络动态资源协同调度避免负载时段潮汐效应造成的大量发射功率浪费;4) 集中化大规模协作变小区间干扰为增益,大幅度提高频谱效率;5) 软件定义无线电技术灵活支持多标准降低运营成本。

其次,在无线传输技术层面,大规模阵列天线多输入多输出(Massive MIMO)技术以其在频谱效率、能量效率、鲁棒性及可靠性方面巨大的潜在优势,可能成为未来5G通信中具有革命性的技术之一。

多天线多输入多输出(MIMO)技术能够充分挖掘空间维度资源,显著提高频谱效率和功率效率,已经成为4G 通信系统的关键技术之一。

目前的IMT-Advanced(4G)标准采用了基于多天线的MIMO传输技术,利用无线信道的空间信息大幅提高频谱效率。

但是现有4G蜂窝网络的8端口多用户MIMO(MU-MIMO)不可能满足频谱效率和能量效率的数量级提升需求。

2010年贝尔实验室研究人员提出了大规模阵列天线MIMO 技术,通过在基站使用大数量的天线和相应的波束成型技术,不仅能够显著地克服信道衰落和噪声影响,而且能够有效克服同信道干扰问题,从而大幅提升通信系统的频谱和功率效率。

大规模阵列天线MIMO技术是MIMO 技术的扩展和延伸,其基本特征就是在基站侧配置大规模的天线阵列(从几十至几千),利用空分多址(SDMA)原理,同时服务多个用户。

理论上,无论是在视距环境的强相关信道,还是富散射下的非相关信道,任意两个用户的信道之间的相关系数随着天线数目的增加成指数形式衰减,比如当基站侧配置有100根天线时,任意两个用户的信道之间相关系数趋近于0,也即是说多用户对应信道之间接近正交。

由于大规模天线阵列带来的巨大阵列增益和干扰抑制增益,使得小区总的频谱效率和边缘用户的频谱效率得到了极大的提升。

此外,在基站侧的天线阵可以增加无线传输的功率效率,从信息论角度看,当天线数趋于无穷时,对单用户发射功率可以任意小。

由于发射端天线数通常远大于用户天线数,其充裕的天线自由度为链路的高鲁棒性和可靠性提供了可能性。

大规模阵列天线MIMO技术相对常规MIMO技术,天线数将增加1~2个数量级,在阵列结构、信道估计、预编码、检测等技术实现上带来的"量变":结构和算法的复杂度呈数量级提高。

同时,目前关于大规模阵列天线MIMO的研究都忽略了它在云架构无线接入网的无线传输技术层面可能带来的"质变"。

假设阵列天线由128根天线组成,信号带宽100MHz,采用16bits量化和8b/10b编码,则其与基带池链路的数字复合速率将高达786Gbps!如果不对常规的无线传输技术进行变革,即便采用宽带光纤网络基础设施,巨额的光电器件和模块成本将使得这项革命性的技术丧失实际应用的可能性。

提出利用新型的低成本光纤无线融合传输技术革新常规的无线传输技术,把远端ADC/DAC等数字化单元剥离并上移到基带池云机房,通过光纤中多域混合复用技术,如频分复用、波分复用和偏振复用等,用光信号"直接"传输未经数字化的天线待发射或接收到的几十甚至几百路模拟无线信号。

实现大规模阵列天线MIMO技术与大规模协作的云架构完美结合的5G无线网络。

系统结构低成本光纤无线融合传输系统结构如图1所示。

图1. 系统结构示意图在下行方向,位于中心单元的基带处理单元在数字域对用户数据进行编码、调制后根据光纤无线融合传输信道状态信息进行预编码(波束成形);经预失真处理补偿上下行传输链路非互易性造成的信号畸变,送入DAC获得射频信号;对这些射频信号分组副载波调制后加载到光发射机阵列输出多波长光载射频信号;再利用光偏振合束技术进行光域偏振复用(可配置选择),经波分复用器输入单模光纤传输至远端大规模阵列天线;天线侧经单模光纤输入的光信号分别经过波分复用器和光偏振分束后由光探测器阵列转换为多路射频信号,(6) 然后被与中心侧对称的副载波解调模块解调,并经滤波放大后馈入天线发射。

在上行方向,基本上是上述过程的逆过程。

其中数字域信道校准模块用于系统对上下行传输信道非互易性进行自校准,以获得相应的特征参数供发射机预失真使用。

基于光纤无线融合传输的集中式基带池技术目前,市场上已经有很多基于RRH和BBU构架的分布式基站。

一些厂家的设备实现了BBU内载波处理资源的动态调度以适应潮汐效应。

这样构架实现了初步的集中式基带池的思想,但是一般来说,单个BBU所支持的处理能力有限,一般只能支持10个左右宏站的载波处理;另外,不能实现跨BBU间的载波处理资源调度,很难根本解决更大覆盖区域内的潮汐效应。

当前的RRH加BBU的分布式基站的一个特点是,RRH是固定连接在某个BBU的处理板的。

RRH只能将基带信号数据和O&M信令数据传输到其唯一归属的BBU中。

这就使得任意一个BBU难以获取其它BBU所属RRH的上行基带信号数据;同样,任意一个BBU也难以向其它BBU所属的RRH发送下行基带信号数据。

由于每个BBU所连接的RRH基带信号数据源受到限制,不同BBU之间的基带处理资源也难以彼此补充、互相利用:即闲置的BBU处理能力并不能用来处理其它负载重的BBU上的基带信号数据。

因此,集中化基带池需要解决的问题是:提供一个高容量、低延迟的交换矩阵以及相关协议支持多个BBU之间的高速、低延迟、低成本的互联互通。

Infinite Band 技术可以提供极大的交换带宽(20Gbps-40Gpbs/port)和极低的交换延迟,并广泛应用于超级计算机。

然而,其成本高达2万元每端口,难以满足低成本的要求。

提出可借鉴数据中心网络的分布式交叉互联的思想,拟采用分布式的光纤网络连接多个BBU,将它们构成一个集中式的基带池。

载波基带信号可以通过这个分布式的光纤网络交换到集中式基带池中任意一个BBU来进行信号处理。

由此,集中式基带池可以有效地实现载波负载均衡,避免部分BBU过载以及部分BBU较空闲的现象发生。

这可以实现更大范围的载波负载均衡,提高设备利用率,降低能耗,并可以更方便地部署协作式MIMO以及干扰消除等信号处理算法,从而增加无线系统的性能增益。

面向大规模协作阵列天线的多域复用光载射频传输技术Massive MIMO天线数可能达到数十甚至数百根,如果采用空分复用传输,即采用与天线数相同芯数光缆直接连接,每根天线独占一芯光纤。

其成本和资源代价显然过高,无规模化应用价值。

如果仅采用波分复用传输,即单光纤中利用与天线数相等的百量级波长数复用技术,以逻辑上点对点方式并行承载百量级路数射频信号。

同样的,由于波长信道数太多,需要的光电子器件数量过多,系统成本和能耗过高,也不适合规模化应用。

提出基于频分复用、波分复用和偏振复用的可配置光载射频技术,采用电域多频带复用技术实现天线射频信号分组聚合,再利用高线性宽频带光电组件调制到光波上,同时引入光偏振复用技术进一步把需要的光波长信道数降低一半。

三种复用技术在频域、波长域和偏振域的复用都可灵活配置,以满足不同规模阵列天线的传输需要。

图2是下行方向原理结构图,上行方向与此类似。

图2. 下行方向多域混合复用可配置光载射频原理结构图在发送端:经DAC输出的阵列天线射频信号利用M个N路(N可取4或8)射频合路器分成M个射频信号组,每个组包含N路信号。

然后利用本地N个中心频率分别为的较低频率本振和上变频器,把各路信号的中心频点分别搬移到,形成电频域多频带复用射频信号,再用N个电光调制器调制多波长光源,经波分复用器输入到单根单模光纤进行传输。

多波长光源的数量在不使用偏振复用时为M。

在波长资源受限的场合(如天线数量过多,M数值太大),可以加入光偏振复用技术,即用偏振控制器和分路器把单波长光信号分成偏振正交的两路光信号,再分别加载一路多频带复用射频信号,此时波长信道数将减半为M/2。

在接收端:单模光纤输入的多波长光信号经波分复用器分离以及光探测器光电变换后,恢复出M组多频带复用射频信号。

针对上述各组信号,由同样频率的N个本振下变频恢复出对应的N路天线射频信号,经滤波和放大后馈入天线发射。

如果发射端采用了光偏振复用技术,则在波分复用器输出端会接入一个由自适应偏振解复用单元,把两路偏振正交但瞬时偏正呈随机状态的光信号稳定的分离开。

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