5G无线技术架构白皮书
5G应用场景白皮书

5G应用场景白皮书一、智能制造领域在智能制造中,5G 技术能够实现工业设备的智能化连接和控制。
通过 5G 网络,工厂内的机器人、数控机床、传感器等设备可以实时、高效地进行数据传输和交互。
这使得生产过程更加灵活和自动化,提高了生产效率和产品质量。
例如,在汽车制造工厂中,5G 可以支持无人驾驶的运输车辆在车间内准确无误地运输零部件,同时能够对生产线上的设备进行实时监控和故障预警。
一旦某个设备出现异常,相关数据会立即通过 5G 网络传输到控制中心,技术人员可以迅速采取措施进行维修,大大减少了生产中断的时间。
此外,5G 还能实现远程操控和虚拟工厂。
技术人员可以在千里之外通过 5G 网络对工厂内的设备进行精准操控,就如同在现场一样。
虚拟工厂则利用 5G 带来的高速数据传输,对整个生产流程进行模拟和优化,提前发现潜在问题,降低生产成本。
二、智能交通领域5G 在智能交通领域的应用将极大地改善交通状况和出行体验。
首先,5G 支持车联网技术的发展,使车辆之间能够实时通信和共享信息。
车辆可以获取周边车辆的速度、位置、行驶方向等信息,从而提前做出预警和决策,避免交通事故的发生。
同时,车辆与道路基础设施之间的通信也变得更加顺畅,交通信号灯可以根据实时交通流量自动调整时长,提高道路通行效率。
其次,5G 助力自动驾驶技术的实现。
自动驾驶车辆需要大量的数据来感知周围环境和做出决策,5G 的低延迟和高速率能够确保这些数据的快速传输和处理,使车辆能够及时响应各种复杂的路况。
再者,5G 还可以用于智能公交系统。
乘客可以通过手机实时获取公交车辆的位置和预计到达时间,合理安排出行。
公交公司也可以根据实时客流量数据,灵活调整车辆的发车频率和线路,提高公交服务的质量和效率。
三、医疗健康领域在医疗健康领域,5G 技术为远程医疗、医疗物联网和医疗大数据等方面带来了新的突破。
远程医疗借助 5G 网络的高速和低延迟,专家可以远程对患者进行诊断和治疗。
华为 5G-Advanced(2021)网络技术演进白皮书

5G-Advanced网络技术演进白皮书(2021)——面向万物智联新时代从产业发展驱动角度看,键,全球的主要经济体均明确要求将5G作为长期产业发展的重要一环。
从业务上5G将要进入千行百业,从技术上5G需要进一步融合DOICT等技术。
因此本白皮书提出需要对5G 网络的后续演进—5G-Advanced进行持续研究, 并充分考虑架构演进及功能增强。
本白皮书首先分析了5G-Advanced的网络演进架构方向,包括云原生、边缘网络和网络即服务,同时阐述了5G-Advanced的技术发展方向包括智慧、融合与使能三个特征。
其中智慧代表网络智能化,包括充分利用机器学习、数字孪生、认知网络与意图网络等关键技术提升网络的智能运维运营能力,打造内生智能网络;融合包括行业网络融合、家庭网络融合、天地一体化网络融合等,实现5G与行业网协同组网、融合发展;使能则包括对5G交互式通信和确定性通信能力的增强,以及网络切片、定位等现有技术的增强,更好赋能行业数智化转型。
,华为,爱立信(中国),上海诺基亚贝尔,中兴,中国信科,三星,亚信,vivo,联想,IPLOOK,紫光展锐,OPPO,腾讯,小米(排名不分先后)1 产业进展概述 (01)1.1 5G产业发展现状 (01)1.2 5G网络演进驱动力 (01)1.2.1 产业发展驱动力 (01)1.2.2 网络技术驱动力 (02)2 5G-Advanced网络演进架构趋势和技术方向 (04)3 5G-Advanced关键技术 (06)3.1 网络智能化 (06)3.1.1 网络智能化关键技术 (06)3.1.2 智能网络应用场景 (08)3.2 行业网融合 (08)3.3 家庭网络融合 (09)3.4 天地一体化网络融合 (10)3.5 交互式通信能力增强 (11)3.6 确定性通信能力增强 (11)3.7 用户面演进 (12)3.8 网络切片增强 (12)3.9 定位测距与感知增强 (13)3.10 组播广播增强 (13)3.11 策略控制增强 (13)4 总结和展望 (14)5G网络的全球商用部署如火如荼。
5G网络技术白皮书

5G网络技术白皮书摘要本白皮书旨在介绍5G网络技术的基本原理、应用场景和未来发展趋势。
首先,我们将介绍5G网络技术的背景和目标,然后深入探讨其关键技术和特点。
接下来,我们将讨论5G网络在物联网、智能交通、工业自动化等领域的应用,并展望未来5G网络的发展前景。
最后,我们将总结5G网络技术的优势和挑战,并提出一些建议,以促进5G网络技术的进一步发展。
1. 引言随着移动通信技术的不断发展,人们对更高速、更可靠的无线通信需求也越来越迫切。
5G网络技术作为下一代移动通信技术的重要代表,被广泛认为将引领移动通信技术的发展方向。
本节将介绍5G网络技术的背景和目标。
2. 5G网络技术的背景和目标2.1 背景目前,移动通信技术已经进入了第四代(4G)时代,但随着移动互联网的快速发展,4G网络已经无法满足人们对更高速、更可靠的无线通信的需求。
因此,推动第五代(5G)移动通信技术的研发和应用成为了全球范围内的共识。
2.2 目标5G网络技术的目标是实现更高的数据传输速率、更低的延迟、更大的网络容量、更好的网络可靠性和安全性,以及更广泛的应用场景。
通过提供更高质量的无线通信服务,5G网络技术将为人们的生活和工作带来巨大的改变。
3. 5G网络技术的关键技术和特点3.1 关键技术3.1.1 大规模天线阵列(Massive MIMO)大规模天线阵列是5G网络技术的关键技术之一。
它通过增加基站的天线数量和天线阵列的规模,实现了更高的信号传输速率和更好的频谱效率。
3.1.2 毫米波通信(Millimeter Wave Communication)毫米波通信是5G网络技术的另一个关键技术。
它利用高频率的电磁波进行通信,可以提供更大的带宽和更高的传输速率,但也面临传输距离较短和穿透能力较差的挑战。
3.1.3 软件定义网络(Software Defined Networking)软件定义网络是一种新型的网络架构,可以实现网络资源的灵活配置和管理。
《5G网络架构设计》白皮书

对于移动网络运营商而言,5G网络有助于进一 步开源节流。开源方面,5G网络突破当前封闭固化 的网络服务框架,全面开放基础设施、组网转发和 控制逻辑等网络能力,构建综合化信息服务使能平 台,为运营商引入新的服务增长点。节流方面,按 需提供的网络功能和基础设施资源有助于更好的节 能增效,降低单位流量的建设与运营成本。
第二,为了支持移动互联网和物联网场 景设备高效接入的要求,5G系统需同时满足 Tbps/ k m2的流量密度和百万/ k m2连接密度要 求,而现有网络流量中心汇聚和单一控制机制
在高吞吐量和大连接场景下容易导致流量过载 和 信令拥塞。
第三,为了支持自动驾驶和工业控制等高 度实时性要求的业务,5G系统需要在高可靠性 前提下,满足端到端毫秒级的极低时延要求。现 网中,端到端时延和业务中断时间都在百毫秒量 级,与5G时延要求存在两个数量级的差距,也难 以满足特定业务的可靠性和安全性要求。
面对5G极致的体验、效率和性能要求,以及 “万物互联”的愿景,网络面临全新的挑战与机 遇。5G网络将遵循网络业务融合和按需服务提供 的核心理念,引入更丰富的无线接入网拓扑,提 供更灵活的无线控制、业务感知和协议栈定制能 力;重构网络控制和转发机制,改变单一管道和 固化的服务模式;利用友好开放的信息基础设施
1. 5G系统设计:逻辑视图与功能视图
如图3所示, 5 G网络逻辑视图由3个功能平面 构成:接入平面,控制平面和转发平面。
5G WiFi6融合技术方案

中国联通5G+WiFi6融合技术白皮书一、5G和WiFi6技术对比分析(一)5G5G是第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology)的简称,是4G技术最为重要的拓展与延伸,是实现“信息随心至,万物触手及”的人机物互联的网络基础设施。
5G传输速率高,理论带宽是4G的一百倍;容量大,可容纳100万设备同时在线;时延低,4G到5G的网络时延从20ms降至为1ms,同时可靠性增强,通过波束赋形技术,可提供在500公里/小时的高速运动场景下的稳定通信。
面向增强的移动互联网应用场景,5G可以提供更高速率的体验和更大带宽的接入能力,支持解析度更高、更鲜活的多媒体内容体验;面向物联网设备互联场景,5G可以提供更高连接密度时的强大信令控制能力,支持大规模、低成本、低能耗IoT设备的高效接入和管理能力;面向车联网、应急通信、工业互联网等垂直行业应用场景,5G可以提供低时延和高可靠的信息交互能力,支持互联实体间高度实时、高度精密和高度安全的业务协作。
当前5G产业发展迅速,5G网络在建设应用与升级完善方面也面临巨大挑战。
主要分为以下三点:一是中国5G主流的3.5GHz频段穿透能力较弱,使得5G信号在室内折损较大。
并且由于5G基站覆盖半径从4G的数百米减小到数十米,在保证业务畅通的条件下,对5G基站的数量要求相比4G基站数量大大增加,导致在短时间内5G信号覆盖率在社区、楼宇或家庭的最后百米内必然有所不足;二是5G对终端设备的兼容性有一定要求,而各行业在用设备大多不具-6-备5G接入能力,设备升级替换成本较高,导致行业内对5G通信网络的改造热度不高;三是5G需要满足新场景下的新需求。
例如,在传统4G时代,普通用户对下行速率要求比较高,而5G时代的个人业务由单向下载转为主动分享,导致上行速率需求增加。
另一方面行业数字化也对上行速率有很大要求,大数据采集、智能监控、AR/VR 视频直播等海量高清视频的并发回传,对5G小区的上行容量是严峻的考验。
白皮书-5G网络架构顶层设计理念-Huawei

远程控制等,满足人们对于数字化工业的 需求;mMTC 则覆盖对于联接密度要求 较高的场景,例如智慧城市,智能农业, 满足人们对于数字化社会的需求。 移动网络业务范畴的扩展,也将丰富 电信网络的生态环境。很多传统行业例如 汽车,医疗,能源,市政系统等等都将参 与到电信生态环境的建设中。5G 是人类 将数字化从个人娱乐为主,推向全联接社 会的奇点,是移动通信行业的机遇,也对 现有移动通信技术提出了挑战。
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5G
Network Architecture-A High Level View
5G Network Architecture-A High Level View
RAN Real Time 功能主要包含接入网络的调度、链路适配、功率控制、干扰协同、 重传、调制编码等。这部分处理对于定时、处理实时性要求高,计算量大,当前硬件加 速器处理的规格和能效远高于通用处理器,因此仍需要采用专用硬件实现,并部署在靠 近业务的站点中。而 RAN Non- Real Time 功能主要包括小区间切换、小区选择与重选、 用户面加密、多连接汇聚等处理,这部分功能的实时要求低,时延可以宽松至数十毫秒, 适合进行集中化部署,并可以采用通用处理器进行处理,可以根据具体业务要求部署在 MCE 中或站点中。 MCE 的引入,将使能基于大区域的时间、频段、空间及协同各种处理能力的多维 度复杂管理。使 CloudRAN 能够支持 4G,4.5G,5G,WIFI 等多种不同制式,及宏站, 小站,微站等多种不同站点形态的协同与调度。云化的网络功能可以按需部署到无线汇 聚点、骨干汇聚点,甚至核心汇聚点等不同的节点上,实现网络的最大效率和最大能力。
5G Network Architecture-A High Level View
5G网络架构设计白皮书

引言5G网络:挑战与机遇5G网络架构设计5G网络代表性服务能力5G网络标准化建议总结和展望主要贡献单位P1 P2 P4 P8 P15 P17 P18目录1随着5G研究的全面展开并逐步深入,业界就5G场景形成基本共识:面向增强的移动互联网应用场景,5G提供更高体验速率和更大带宽的接入能力,支持解析度更高、体验更鲜活的多媒体内容;面向物联网设备互联场景,5G提供更高连接密度时优化的信令控制能力,支持大规模、低成本、低能耗IoT设备的高效接入和管理;面向车联网、应急通信、工业互联网等垂直行业应用场景,5G提供低时延和高可靠的信息交互能力,支持互联实体间高度实时、高度精密和高度安全的业务协作。
面对5G极致的体验、效率和性能要求,以及“万物互联”的愿景,网络面临全新的挑战与机遇。
5G网络将遵循网络业务融合和按需服务提供的核心理念,引入更丰富的无线接入网拓扑,提供更灵活的无线控制、业务感知和协议栈定制能力;重构网络控制和转发机制,改变单一管道和固化的服务模式;利用友好开放的信息基础设施引言环境,为不同用户和垂直行业提供高度可定制化的网络服务,构建资源全共享、功能易编排、业务紧耦合的综合信息化服务使能平台。
5G国际标准化工作现已全面展开,需要尽快细化5G网络架构设计方案并聚焦关键技术方向,以指导后续产业发展。
本白皮书从逻辑功能和平台部署的角度,以四维功能视图的方式呈现了新型5G网络架构设计,并提炼了网络切片、移动边缘计算、按需重构的移动网络、以用户为中心的无线接入网和能力开放等5G网络代表性服务能力。
白皮书最后提出了5G网络架构和技术标准化工作的推进建议。
21. 极致性能指标带来全面挑战首先,为了满足移动互联网用户极致的视频及增强现实等业务体验需要,5G系统提出了随时随地提供100Mbps—1Gbps的体验速率的指标要求,甚至在500km/h的高速运动过程中,也要求具备基本服务能力和必要的业务连续性。
第二,为了支持移动互联网和物联网场景设备高效接入的要求,5G系统需同时满足Tbps/km 2的流量密度和百万/km 2连接密度要求,而现有网络流量中心汇聚和单一控制机制5G 网络: 挑战与机遇在高吞吐量和大连接场景下容易导致流量过载和信令拥塞。
5G承载网络架构和技术方案白皮书

目录IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立,组织架构基于原IMT-Advanced推进组,成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。
推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。
引言5G承载网络总体架构5G承载转发面架构与技术方案5G承载协同管控架构和关键技术5G同步网架构和关键技术我国5G承载产业发展趋势分析总结和展望主要贡献单位P1P2P4P21P25P29P34P35I M T -2020(5G )推进组5G承载网络架构和技术方案白皮书I M T-2020(5G)推进组5G承载网络架构和技术方案白皮书2I M T-2020(5G)推进组5G承载网络架构和技术方案白皮书引言随着3GPP 5G非独立(NSA)和独立(SA)组网标准的正式冻结,我国运营商同步启动规划和设计5G试点和预商用方案,5G迈向商用的步伐逐步加快。
相对4G网络,5G在业务特性、接入网、核心网等多个方面将发生显著变化,其中在业务特性方面,增强型移动宽带(eMBB)、超可靠低时延通信(uRLLC)、大规模机器类通信(mMTC)等典型业务场景将分阶段逐步引入;在无线接入网方面,将重塑网元功能、互联接口及组网结构;在核心网方面将趋向采用云化分布式部署架构,核心网信令网元将主要在省干和大区中心机房部署,数据面网元根据不同业务性能差异拟采用分层部署方案,随着物联网(IOT)等垂直行业的业务发展,5G控制平面也将呈现大区部署趋势。
5G新型特性变化为承载技术的新一轮快速发展提供了契机。
根据IMT-2020(5G)推进组5G承载工作组2018年6月发布的《5G承载需求分析》白皮书, 5G对承载网络主要带来三大性能需求和六类组网功能需求,也即在关键性能方面,“更大带宽、超低时延和高精度同步”等性能指标需求非常突出,在组网及功能方面,呈现出“多层级承载网络、灵活化连接调度、层次化网络切片、智能化协同管控、4G/5G混合承载以及低成本高速组网”等六大组网需求,如何满足和实现这些承载需求至关重要。
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引言场景与技术需求5G无线技术路线5G空口技术框架5G无线关键技术总结主要贡献单位P1 P2 P3 P5 P11 P34 P35IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立,组织架构基于原IMT-Advanced推进组,成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。
推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。
1在过去的三十年里,移动通信经历了从语音业务到移动宽带数据业务的飞跃式发展,不仅深刻地改变了人们的生活方式,也极大地促进了社会和经济的飞速发展。
移动互联网和物联网作为未来移动通信发展的两大主要驱动力,为第五代移动通信(5G)提供了广阔的应用前景。
面向2020年及未来,数据流量的千倍增长,千亿设备连接和多样化的业务需求都将对5G系统设计提出严峻挑战。
与4G相比,5G将支持更加多样化的场景,融合多种无线接入方式,并充分利用低频和高频等频谱资源。
同时,5G还将满足网络灵活部署和高效运营维护的需求,大幅提升频谱效率、能源效率和成本效率,实现移动通信网络的可持续发展。
传统的移动通信升级换代都是以多址接入技术为主线,5G的无线技术创新来源将更加丰富。
除了稀疏码分多址(SCMA)、图样分割多址(PDMA)、多用户共享接入(MUSA)等新型引言多址技术之外,大规模天线、超密集组网和全频谱接入都被认为是5G的关键使能技术。
此外,新型多载波、灵活双工、新型调制编码、终端直通(D2D)、全双工(又称同时同频全双工)等也是潜在的5G无线关键技术。
5G系统将会构建在以新型多址、大规模天线、超密集组网、全频谱接入为核心的技术体系之上,全面满足面向2020年及未来的5G技术需求。
当前,5G愿景与需求已基本明确,概念与技术路线逐步清晰,国际标准制定工作即将启动。
为此,迫切需要尽快细化5G技术路线,整合各种无线关键技术,形成5G无线技术框架并推动达成产业共识,以指导5G国际标准及后续产业发展。
IMT-2020(5G)推进组5G 无线技术架构白皮书2与以往移动通信系统相比,5G需要满足更加多样化的场景和极致的性能挑战。
归纳未来移动互联网和物联网主要场景和业务需求特征,可提炼出连续广域覆盖、热点高容量、低时延高可靠和低功耗大连接四个5G主要技术场景。
连续广域覆盖场景是移动通信最基本的覆盖方式,在保证用户移动性和业务连续性的前提下,无论在静止还是高速移动,覆盖中心还是覆盖边缘,用户都能够随时随地获100Mbps以上的体验速率。
热点高容量场景主要面向室内外局部热点区域,为用户提供极高的数据传输速率,满足网络极高的流量密度需求。
主要技术挑战包括1Gbps用户体验速率、数十Gbps峰值速率和数十Tbps/km 2的流量密度。
低时延高可靠场景主要面向车联网、工业控制等物联网及垂直行业的特殊应用需求,为用户提供毫秒级的端到端时延和/或接近100%的业务可靠性保证。
•••场景与技术需求低功耗大连接场景主要面向环境监测、智能农业等以传感和数据采集为目标的应用场景,具有小数据包、低功耗、低成本、海量连接的特点,要求支持百万/平方公里连接数密度。
总之,5G 的技术挑战主要包括:0.1~1Gbps的用户体验速率,数十Gbps的峰值速率,数十Tbps/km 2的流量密度,1百万/平方公里的连接数密度,毫秒级的端到端时延,以及百倍以上能效提升和单位比特成本降低。
•IMT-2020(5G)推进组5G 无线技术架构白皮书3面对5G场景和技术需求,需要选择合适的无线技术路线,以指导5G标准化及产业发展。
综合考虑需求、技术发展趋势以及网络平滑演进等因素,5G空口技术路线可由5G新空口(含低频空口与高频空口)和4G演进两部分组成。
LTE/LTE-Advanced技术作为事实上的统一4G标准,已在全球范围内大规模部署。
为了持续提升4G用户体验并支持网络平滑演进,需要对4G技术进一步增强。
在保证后向兼容的前提下,4G演进将以LTE/LTE-Advanced技术框架为基础,在传统移动通信频段引入增强技术,进一步提升4G系统的速率、容量、连接数、时延等空口性能指标,在一定程度上满足5G技术需求。
受现有4G技术框架的约束,大规模天线、超密集组网等增强技术的潜力难以完全发挥,全频谱接入、部分新型多址等先进技术难以在现有技术框架下采用,4G演进路线无法满足5G极致的性能需求。
因此,5G需要突破后向兼容的限制,设计全新的空口,充分挖掘各种先进技术的潜力,以全面满足5G性能和效率指标要求,新空口将是5G主要的演进方向,4G演进将是有效补充。
5G 无线技术路线5G将通过工作在较低频段的新空口来满足大覆盖、高移动性场景下的用户体验和海量设备连接。
同时,需要利用高频段丰富的频谱资源,来满足热点区域极高的用户体验速率和系统容量需求。
综合考虑国际频谱规划及频段传播特性,5G应当包含工作在6GHz以下频段的低频新空口以及工作在6GHz以上频段的高频新空口。
5G 低频新空口将采用全新的空口设计,引入大规模天线、新型多址、新波形等先进技术,支持更短的帧结构,更精简的信令流程,更灵活的双工方式,有效满足广覆盖、大连接及高速等多数场景下的体验速率、时延、连接数以及能效等指标要求。
在系统设计时应当构建统一的技术方案,通过灵活配置技术模块及参数来满足不同场景差异化的技术需求。
5G高频新空口需要考虑高频信道和射频器件的影响,并针对波形、调制编码、天线技术等进行相应的优化。
同时,高频频段跨度大、候选频段多,从标准、成本及运维角度考虑,应当尽可能采用统一的空口技术方案,通过参数调整来适配不同信道及器件的特性。
高频段覆盖能力弱,难以实现全网覆盖,需要与低频段联合组网。
由低频段形成有效的IMT-2020(5G)推进组5G 无线技术架构白皮书4网络覆盖,对用户进行控制、管理,并保证基本的数据传输能力;高频段作为低频段的有效补充,在信道条件较好情况下,为热点区域用户提供高速数据传输。
图1 5G技术路线与场景IMT-2020(5G)推进组5G 无线技术架构白皮书52. 5G空口技术框架5G 空口技术框架图2 灵活可配的5G空口技术框架1. 设计理念5G空口技术框架应当具有统一、灵活、可配置的技术特性。
面对不同场景差异化的性能需求,客观上需要专门设计优化的技术方案。
然而,从标准和产业化角度考虑,结合5G新空口和4G演进两条技术路线的特点,5G应尽可能基于统一的技术框架进行设计。
针对不同场景的技术需求,通过关键技术和参数的灵活配置形成相应的优化技术方案。
IMT-2020(5G)推进组5G无线技术架构白皮书6根据移动通信系统的功能模块划分,5G空口技术框架包括帧结构、双工、波形、多址、调制编码、天线、协议等基础技术模块,通过最大可能地整合共性技术内容,从而达到“灵活但不复杂”的目的,各模块之间可相互衔接,协同工作。
根据不同场景的技术需求,对各技术模块进行优化配置,形成相应的空口技术方案。
下面简要介绍各模块及相关备选技术:帧结构及信道化:面对多样化的应用场景,5G的帧结构参数可灵活配置,以服务不同类型的业务。
针对不同频段、场景和信道环境,可以选择不同的参数配置,具体包括带宽、子载波间隔、循环前缀(CP)、传输时间间隔(TTI)和上下行配比等。
参考信号和控制信道可灵活配置以支持大规模天线、新型多址等新技术的应用。
双工技术:5G将支持传统的FDD和TDD及其增强技术,并可能支持灵活双工和全双工等新型双工技术。
低频段将采用FDD和TDD,高频段更适宜采用TDD。
此外,灵活双工技术可以灵活分配上下行时间和频率资源,更好地适应非均匀、动态变化的业务分布。
全双工技术支持相同频率相同时间上同时收发,也是5G潜在的双工技术。
波形技术:除传统的OFDM和单载波波形外,5G很有可能支持基于优化滤波器设计的滤波器组多载波(FBMC)、基于滤波的OFDM(F-OFDM)和通用滤波多载波(UFMC)等新波形。
这类新波形技术具有极低的带外泄露,不仅可提升频谱使用效率,还可以有效利用零散频谱并与其他波形实现共存。
由于不同波形的带外泄漏、资源开销和峰均比等参数各不相同,可以根据不同的场景需求,选择适合的波形技术,同时有可能存在多种波形共存的情况。
多址接入技术:除支持传统的OFDMA技术外,还将支持SCMA、PDMA、MUSA 等新型多址技术。
新型多址技术通过多用户的叠加传输,不仅可以提升用户连接数,还可以有效提高系统频谱效率。
此外,通过免调度竞争接入,可大幅度降低时延。
调制编码技术:5G既有高速率业务需求,也有低速率小包业务和低时延高可靠业务需求。
对于高速率业务,多元低密度奇偶校验码(M-ary LDPC)、极化码、新的星座映射以及超奈奎斯特调制(FTN)等比传统的二元Turbo+QAM方式可进一步提升链路的频谱效率;对于低速率小包业务,极化码和低码率的卷积码可以在短码•••••IMT-2020(5G)推进组5G 无线技术架构白皮书7和低信噪比条件下接近香农容量界;对于低时延业务,需要选择编译码处理时延较低的编码方式。
对于高可靠业务,需要消除译码算法的地板效应。
此外,由于密集网络中存在大量的无线回传链路,可以通过网络编码提升系统容量。
多天线技术:5G基站天线数及端口数将有大幅度增长,可支持配置上百根天线和数十个天线端口的大规模天线,并通过多用户MIMO技术,支持更多用户的空间复用传输,数倍提升系统频谱效率。
大规模天线还可用于高频段,通过自适应波束赋形补偿高的路径损耗。
5G需要在参考信号设计、信道估计、信道信息反馈、多用户调度机制以及基带处理算法等方面进行改进和优化,以支持大规模天线技术的应用。
底层协议:5G的空口协议需要支持各种先进的调度、链路自适应和多连接等方案,并可灵活配置,以满足不同场景的业务需求。
5G空口协议还将支持5G新空口、4G 演进空口及WLAN等多种接入方式。
为减少海量小包业务造成的资源和信令开销,可考虑采用免调度的竞争接入机制,以减少基站和用户之间的信令交互,降低接入时延。
5G的自适应HARQ协议将能够满足不同时延和可靠性的业务需求。
此外,5G 将支持更高效的节能机制,以满足低功耗•物联网业务需求。
5G空口技术框架可针对具体场景、性能需求、可用频段、设备能力和成本等情况,按需选取最优技术组合并优化参数配置,形成相应的空口技术方案,实现对场景及业务的“量体裁衣”,并能够有效应对未来可能出现的新场景和新业务需求,从而实现“前向兼容”。
•IMT-2020(5G)推进组5G无线技术架构白皮书83. 5G低频新空口设计考虑低频新空口可广泛用于连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠场景,其技术方案将有效整合大规模天线、新型多址、新波形、先进调制编码等关键技术,在统一的5G技术框架基础上进行优化设计。