5G移動(dòng)通信系統(tǒng)目錄CONTENTS課程目標(biāo)主要內(nèi)容課程安排課程教材課程目標(biāo)隨著社會(huì)信息化、數(shù)字化理念的不斷更新，移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)開始把注意力轉(zhuǎn)向如何為垂直行業(yè)提供有效的通信能力，第五代(5G)移動(dòng)通信已經(jīng)全面商用并且得到了飛速的發(fā)展。深入理解5G移動(dòng)通信技術(shù)，開展5G-Advanced和6G技術(shù)的研究已成為通信領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)和行業(yè)廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)。本課程的目標(biāo)是全面闡釋5G移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)和最新進(jìn)展，幫助學(xué)生對5G移動(dòng)通信系統(tǒng)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，為開展未來移動(dòng)通信領(lǐng)域的科學(xué)研究和應(yīng)用開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本課程深入剖析5G移動(dòng)通信技術(shù)的原理和規(guī)范，通過對比5G和4G技術(shù)，使學(xué)生掌握5G移動(dòng)通信技術(shù)的來龍去脈，加深對5G通信技術(shù)的理解。5G移動(dòng)通信系統(tǒng)-課程目標(biāo)主要內(nèi)容5G移動(dòng)通信系統(tǒng)-主要內(nèi)容第1部分移動(dòng)通信發(fā)展歷程、應(yīng)用場景、標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)和6G展望；第2部分5G核心網(wǎng)的服務(wù)化架構(gòu)、接入網(wǎng)與接口以及承載網(wǎng)的基本概念。第3部分5G空口關(guān)鍵技術(shù)，包括編碼調(diào)制、OFDM新波形、多址接入、新型天線和全雙工等；第4部分5GNR標(biāo)準(zhǔn)中的頻譜規(guī)劃、幀結(jié)構(gòu)、參數(shù)集以及信道等；第5部分5GNR傳輸?shù)囊话氵^程，包括數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊话氵^程、小區(qū)搜索過程、隨機(jī)接入過程、功率控制過程、波束管理過程和HARQ技術(shù)。第6部分SDN、NFV、網(wǎng)絡(luò)切片、云計(jì)算和邊緣計(jì)算；第7部分5G核心網(wǎng)的功能、主要信令流程和QoS機(jī)制；第8部分5G承載網(wǎng)的基本概念和關(guān)鍵技術(shù)，包括SRv6、FlexE和IFIT等。第9部分5G-Advanced關(guān)鍵技術(shù)第10部分6G愿景。課程安排5G移動(dòng)通信系統(tǒng)-主要內(nèi)容本課程共32學(xué)時(shí)，16次課第1章(2學(xué)時(shí))

移動(dòng)通信概述；第2章(2學(xué)時(shí))

5G核心網(wǎng)的SBA架構(gòu)、接入網(wǎng)與接口以及承載網(wǎng)的基本概念；第3章(6學(xué)時(shí))

5G空口關(guān)鍵技術(shù)(4學(xué)時(shí))及仿真實(shí)踐(2學(xué)時(shí))；第4章(2學(xué)時(shí))

5GNR標(biāo)準(zhǔn)中的頻譜規(guī)劃、幀結(jié)構(gòu)、參數(shù)集以及信道等內(nèi)容；第5章(4學(xué)時(shí))

5GNR傳輸過程；第6章(4學(xué)時(shí))

SDN、NFV、網(wǎng)絡(luò)切片、云計(jì)算和邊緣計(jì)算；第7章(2學(xué)時(shí))

5G核心網(wǎng)的功能、主要信令流程和QoS機(jī)制；第8章(2學(xué)時(shí))

5G承載網(wǎng)的基本概念和關(guān)鍵技術(shù)，包括SRv6、FlexE和IFIT等；第9章(2學(xué)時(shí))

5G-Advanced系統(tǒng)；第10章(2學(xué)時(shí))

6G愿景；結(jié)課答辯與研討(4學(xué)時(shí))課程教材5G移動(dòng)通信系統(tǒng)-教材教材緊密結(jié)合5G移動(dòng)通信系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)的發(fā)展，從5G移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和接口、空口規(guī)范和傳輸過程、基于服務(wù)的核心網(wǎng)功能以及5G承載網(wǎng)等方面入手，對5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的原理和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行了全面的闡釋，并且給出了5G向5.5G和6G演進(jìn)的發(fā)展。采用新形態(tài)教材的形式，配有教學(xué)大綱、PPT、視頻、習(xí)題及答案等數(shù)字資源，對于電子信息類專業(yè)的本科生和研究生，以及通信領(lǐng)域的工程技術(shù)人員均有重要的參考價(jià)值。第1章移動(dòng)通信概述李曉輝2024年10月5G移動(dòng)通信發(fā)展歷程目錄CONTENTS移動(dòng)通信發(fā)展歷程5G應(yīng)用場景及性能指標(biāo)移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化演進(jìn)6G展望移動(dòng)通信發(fā)展歷程5G移動(dòng)通信發(fā)展歷程-早期的無線通信1897年，意大利人M.G.馬可尼在一個(gè)固定站和一艘拖船之間完成了一項(xiàng)無線電通信實(shí)驗(yàn)，標(biāo)志著無線移動(dòng)通信的開始。20世紀(jì)20年代至40年代開發(fā)出了專用移動(dòng)通信系統(tǒng)，其代表是美國底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng)。20世紀(jì)40年代中期至60年代初期，實(shí)現(xiàn)了從專用移動(dòng)網(wǎng)向公用移動(dòng)網(wǎng)的過渡，但是仍為人工接續(xù)，網(wǎng)絡(luò)容量較小。20世紀(jì)60年代中期至70年代中期，移動(dòng)通信系統(tǒng)得到了改進(jìn)與完善，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)選頻并能自動(dòng)接續(xù)到公用電話網(wǎng)。5G移動(dòng)通信發(fā)展歷程-現(xiàn)代移動(dòng)通信1976年，國際無線電大會(huì)批準(zhǔn)了800/900MHz頻段用于移動(dòng)電話的頻率分配方案，許多國家都開始建設(shè)基于頻分多址技術(shù)(FDMA)和模擬調(diào)制技術(shù)的第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)(1G)。1978年底，美國貝爾試驗(yàn)室研制成功了全球第一個(gè)移動(dòng)蜂窩電話系統(tǒng)——先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)(AMPS)。1983年，這套系統(tǒng)在芝加哥正式投入商用并迅速在全美推廣。歐洲各國也紛紛建立起自己的第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。5G移動(dòng)通信發(fā)展歷程從2G到5G移動(dòng)通信發(fā)展歷程我國的移動(dòng)通信發(fā)展在1G時(shí)代，我國移動(dòng)通信事業(yè)剛剛起步發(fā)展，只有少數(shù)人使用。到了90年代中期，移動(dòng)通信進(jìn)入2G時(shí)代，我國主要采用歐洲主導(dǎo)的GSM標(biāo)準(zhǔn)，也有部分用戶使用CDMAIS-95系統(tǒng)。1998年6月提出了中國自己的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)，和WCDMA、CDMA2000一起，成為三大3G國際標(biāo)準(zhǔn)之一。我國建成了全球規(guī)模最大的信息通信網(wǎng)絡(luò)，4G基站占全球的一半以上。我國5G發(fā)展取得領(lǐng)先優(yōu)勢，5G專利位列全球首位。“2G跟隨，3G突破，4G并跑，5G引領(lǐng)”。5G應(yīng)用場景和性能指標(biāo)5G移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)用場景5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是為多種不同類型的業(yè)務(wù)提供滿意的服務(wù)。綜合未來移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)各類場景和業(yè)務(wù)需求特征，國際電信聯(lián)盟(ITU)定義了5G的三大類應(yīng)用場景：增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶(eMBB)業(yè)務(wù)大規(guī)模機(jī)器類通信(mMTC)業(yè)務(wù)超可靠低時(shí)延(uRLLC)業(yè)務(wù)eMBB業(yè)務(wù)多用于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)場景，uRLLC和mMTC則是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景。5G移動(dòng)通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)峰值速率：下行鏈路20Gb/s，上行鏈路的10Gb/s。帶寬：指系統(tǒng)的最大帶寬總和，5G支持靈活的帶寬。控制面時(shí)延：目標(biāo)為10ms。用戶面時(shí)延：對于uRLLC業(yè)務(wù)，用戶面時(shí)延上行鏈路(UL)應(yīng)不大于0.5ms，下行鏈路(DL)應(yīng)不大于0.5ms。對于eMBB，用戶面時(shí)延的目標(biāo)UL應(yīng)不大于4ms，DL應(yīng)不大于4ms?？煽啃裕簎RLLC業(yè)務(wù)的可靠性要求是在用戶面時(shí)延是1ms的前提下傳輸32字節(jié)時(shí)的丟包率小于10-5?？梢苿?dòng)性：500km/h。連接密度：在城市環(huán)境中，連接密度的目標(biāo)應(yīng)該是百萬臺(tái)/平方公里。移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化演進(jìn)移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織國際電信聯(lián)盟（ITU）ITU是聯(lián)合國的一個(gè)重要專門機(jī)構(gòu)，也是聯(lián)合國機(jī)構(gòu)中歷史最長的一個(gè)國際組織，簡稱“國際電聯(lián)”或“電聯(lián)”。國際電聯(lián)是主管信息通信技術(shù)事務(wù)的聯(lián)合國機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)分配和管理全球無線電頻譜與衛(wèi)星軌道資源，制定全球電信標(biāo)準(zhǔn)，向發(fā)展中國家提供電信援助，促進(jìn)全球電信發(fā)展。作為世界范圍內(nèi)聯(lián)系各國政府和企業(yè)的紐帶，國際電聯(lián)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各國無線電通信規(guī)范、電信標(biāo)準(zhǔn)化和電信發(fā)展3個(gè)部分的工作，而且是信息社會(huì)世界高峰會(huì)議的主辦機(jī)構(gòu)。國際電聯(lián)總部設(shè)于瑞士日內(nèi)瓦，其成員包括193個(gè)成員國和700多個(gè)部門成員及部門準(zhǔn)成員和學(xué)術(shù)成員。每年的5月17日是世界電信日。移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織第三代伙伴組織(3GPP)3GPP成立于1998年12月，多個(gè)電信標(biāo)準(zhǔn)組織伙伴共同簽署了《第三代伙伴計(jì)劃協(xié)議》。目前有歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(TSI)、美國的ATIS、日本的TTC、ARIB、韓國的TTA、印度的TSDSI以及我國的中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(CCSA)作為3GPP的7個(gè)組織伙伴。此外，3GPP還有TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(TDIA)、TD-SCDMA論壇、CDMA發(fā)展組織(CDG)等13個(gè)市場伙伴。移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織第三代伙伴組織2(3GPP2)3GPP2成立于1999年1月，由美國TIA、日本的ARIB、日本的TTC、韓國的TTA四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)起，中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)研究組(CWTS)于1999年6月在韓國正式簽字加入3GPP2，成為這個(gè)當(dāng)前主要負(fù)責(zé)第三代移動(dòng)通信CDMA2000技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)組織的伙伴。中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(CCSA)成立后，CWTS在3GPP2的組織名稱更名為CCSA。電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)電氣與電子工程師協(xié)會(huì)由美國電氣工程師協(xié)會(huì)和無線電工程師協(xié)會(huì)于1963年合并而成，目前在全球擁有43萬多名會(huì)員。作為全球最大的專業(yè)技術(shù)組織，IEEE在電氣及電子工程、計(jì)算機(jī)、通信等領(lǐng)域發(fā)表的技術(shù)文獻(xiàn)數(shù)量占全球同類文獻(xiàn)的30%。5G移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)5G移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)成為業(yè)界廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)，世界各國就其發(fā)展愿景、應(yīng)用需求、候選頻段、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)等進(jìn)行了廣泛的研究。在各標(biāo)準(zhǔn)化組織中，3GPP主導(dǎo)了5G移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)的各版本用Release來表述，簡寫為Rel或R。每一個(gè)版本有啟動(dòng)時(shí)間和凍結(jié)時(shí)間(標(biāo)準(zhǔn)版本的結(jié)束被稱為凍結(jié))。每一個(gè)版本的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)之后，就不會(huì)再添加新特性。6G展望6G展望暢享信息時(shí)代，引領(lǐng)通信未來！5G移動(dòng)通信系統(tǒng)第2章5G整體架構(gòu)和接口5G網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)和接口目錄CONTENTS5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概述5G網(wǎng)絡(luò)接口其他網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概述5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G移動(dòng)通信系統(tǒng)由核心網(wǎng)(5GC)、接入網(wǎng)(NG-RAN)和承載網(wǎng)三個(gè)主要部分組成。核心網(wǎng)負(fù)責(zé)用戶認(rèn)證、服務(wù)管理和數(shù)據(jù)路由等，確保數(shù)據(jù)能夠安全、有效地傳輸。接入網(wǎng)負(fù)責(zé)將終端設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)。承載網(wǎng)連接整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，確保數(shù)據(jù)能夠在接入網(wǎng)和核心網(wǎng)之間高效地傳輸。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與4G相比發(fā)生了很大的變化。5G核心網(wǎng)采用云化技術(shù)，通過SDN和NFV技術(shù)把網(wǎng)元進(jìn)行虛擬化的處理；5G引入了MEC(多接入邊緣計(jì)算)，部分存儲(chǔ)和計(jì)算功能下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣；5G接入網(wǎng)通過分離和重構(gòu)形成了CU、DU和AAU的三級架構(gòu)，降低前傳的帶寬要求，并且能夠降低核心網(wǎng)的信令開銷以及復(fù)雜度。5G核心網(wǎng)5G核心網(wǎng)采用基于服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(SBA)。5G接入網(wǎng)5G接入網(wǎng)的主要網(wǎng)元是基站，包括4G演進(jìn)基站Ng-eNB和5G新基站gNB。gNB采用的CU+DU+AAU的三級架構(gòu)。5G網(wǎng)絡(luò)接口5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和接口核心網(wǎng)與接入網(wǎng)之間以及接入網(wǎng)各網(wǎng)元間有連接和交互的接口。NG接口：5GC與gNB間的接口Xn接口：基站間的接口F1接口：CU和DU間的接口E1接口：CU控制面和和用戶面間的接口Uu接口：終端與基站間的接口NG接口NG接口可進(jìn)一步分為N1,N2和N3接口。NG接口NG接口可以分為NG-C接口和NG-U接口；左邊是NG-C接口的協(xié)議棧，右邊是NG-U接口的協(xié)議棧。NG-C接口主要負(fù)責(zé)PDU會(huì)話管理、終端上下文管理、NAS發(fā)送、尋呼、AMF管理和NG接口管理。用戶面接口的功能主要是NR-RAN節(jié)點(diǎn)和UPF之間提供非保證的用戶面數(shù)據(jù)的傳輸。用戶面PDU數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層Xn接口Xn接口可以分為Xn-C接口和Xn接口接口；左邊是Xn-C接口的協(xié)議棧，右邊是Xn-U接口的協(xié)議棧。Xn-C接口的功能主要包括鏈路的建立、刪除、重置更新和移動(dòng)性管理，其中移動(dòng)性管理主要包括切換、尋呼、上下文的恢復(fù)。Xn-U接口功能包括PDU的非保證傳送以及用戶數(shù)據(jù)面的傳遞。用戶面PDU數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層F1接口F1接口是gNB-CU與gNB-DU之間的接口，包括F1-C和F1-U。左邊是F1-C接口的協(xié)議棧，右邊是F1-U接口的協(xié)議棧。F1-C的功能包括F1接口管理、系統(tǒng)信息的管理，上下文管理以及無線資源管理(RRC)消息傳送。用戶面的功能包括用戶數(shù)據(jù)傳輸和流量控制功能。CU的控制面只有一個(gè)，用戶面可以有多個(gè)。E1接口E1接口只有控制面E1-C，也只有控制面協(xié)議棧。E1接口的功能可分為接口的管理功能、上下文管理功能和TEID(隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí))分配功能。E1接口管理功能包括錯(cuò)誤指示、控制面和用戶面建立后或發(fā)生故障后的復(fù)位、配置更新等；上下文管理功能包括上下文承載建立、承載的修改與釋放、QoS流映射、下行數(shù)據(jù)通知和數(shù)據(jù)使用情況報(bào)告；TEID分配功能標(biāo)識(shí)隧道端點(diǎn)，確保數(shù)據(jù)的正確路由和傳輸，以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院托实?。Uu接口Uu接口控制面和用戶面協(xié)議棧其他網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)D2D通信設(shè)備到設(shè)備(D2D)通信技術(shù)是指兩個(gè)對等的用戶節(jié)點(diǎn)之間直接進(jìn)行通信的一種通信方式。無蜂窩網(wǎng)絡(luò)無蜂窩(cell-free)結(jié)構(gòu)的一個(gè)基本特性是沒有小區(qū)的概念，采用以用戶為中心方式進(jìn)行操作。無蜂窩網(wǎng)絡(luò)解決蜂窩結(jié)構(gòu)中小區(qū)邊緣附近的用戶會(huì)受到來自鄰近小區(qū)同信道干擾的問題，從而進(jìn)一步提升整個(gè)系統(tǒng)的頻譜利用率。暢享信息時(shí)代，引領(lǐng)通信未來！5G移動(dòng)通信系統(tǒng)第3章5G空口關(guān)鍵技術(shù)無線空口關(guān)鍵技術(shù)目錄CONTENTS空口技術(shù)概述信道編碼與調(diào)制技術(shù)OFDM新波形及多址接入多天線技術(shù)全雙工技術(shù)無線空口技術(shù)概述5G空口關(guān)鍵技術(shù)5G空口包括4G演進(jìn)空口和5G新空口(5GNR)。5G的無線技術(shù)創(chuàng)新有著更為豐富的含義。信道編碼與調(diào)制技術(shù)Turbo編碼Turbo碼最常見的形式是并行級聯(lián)卷積碼(PCCC)，即反復(fù)迭代的含義。Turbo碼將卷積碼和隨機(jī)交織器合并在一起，實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)編碼，并采用軟輸出迭代譯碼來逼近最大似然譯碼。LDPC碼低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC)是一種線性分組碼，1962年由Gallager首次提出。LDPC碼可以用雙向二分圖(Tanner圖)來表示。Tanner圖是校驗(yàn)矩陣的圖形表示，所以Tanner圖也可以表征LDPC碼。Polar碼Polar碼(極化碼)也是一種線性分組碼，由土耳其畢爾肯(Bilkent)大學(xué)的ErdalArikan教授提出，他從理論上第一次嚴(yán)格證明了在二進(jìn)制輸入對稱離散無記憶信道下，Polar碼在理論上可達(dá)到香農(nóng)容量，并有較低的編碼和譯碼復(fù)雜度。Polar碼即極化碼，也是一種線性分組碼，由土耳其畢爾肯(Bilkent)大學(xué)的ErdalArikan教授提出，他從理論上第一次嚴(yán)格證明了在二進(jìn)制輸入對稱離散無記憶信道下，Polar碼在理論上可以達(dá)到香農(nóng)容量，并且有較低的編碼和譯碼復(fù)雜度。

QAM調(diào)制4G和5G中采用的正交振幅調(diào)制(QAM)。QAM調(diào)制可分為矩型和星型。矩形QAM信號(hào)星座由兩個(gè)相位正交載波加兩個(gè)脈沖振幅調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生，具有容易產(chǎn)生和解調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用。64矩型QAMvs64星型QAM自適應(yīng)編碼調(diào)制4G和5G中采用了自適應(yīng)編碼調(diào)制(AMC)技術(shù)。自適應(yīng)編碼調(diào)制系統(tǒng)中，收發(fā)信機(jī)根據(jù)用戶瞬時(shí)信道質(zhì)量狀況和可用資源的情況選擇最合適的鏈路調(diào)制和編碼方式，從而最大限度地提高系統(tǒng)吞吐率。OFDM新波形及多址接入OFDM基本原理正交頻分復(fù)用(OFDM)是一種多載波調(diào)制方式。OFDM的基本思想是把高速率的信息變換成低速率的多路并行數(shù)據(jù)流，然后用多個(gè)相互正交的載波進(jìn)行調(diào)制，再將調(diào)制后的信號(hào)相加得到發(fā)射信號(hào)。OFDM的FFT實(shí)現(xiàn)OFDM信號(hào)可以用輸入信號(hào)的反離散傅里葉變換(IDFT)表示，在實(shí)際中可用IFFT來實(shí)現(xiàn)。CP-OFDMA為避免多徑帶來的符號(hào)間干擾，在發(fā)送端每個(gè)OFDM符號(hào)還要添加循環(huán)前綴(CP)，并通過加窗降低帶外輻射。接收端解調(diào)則可在去CP并經(jīng)FFT轉(zhuǎn)換后檢測信號(hào)?；跒V波器組的多載波技術(shù)(FBMC)FBMC沒有擴(kuò)展循環(huán)前綴，傳輸效率得到了提高；通過頻域?yàn)V波器組大大降低了旁瓣功率，減少了帶外泄漏，適合于碎片化的頻譜場景；此外，對系統(tǒng)同步要求不是很嚴(yán)格，適合一些非同步傳輸?shù)膱鼍?，且在高移?dòng)性場景表現(xiàn)良好?；谕ㄓ脼V波多載波技術(shù)(UFMC)UFMC是對子載波組進(jìn)行濾波處理，其濾波器的通帶較寬，濾波器長度可相對較短，在小文件包的場景下頻譜效率相對較高；對于時(shí)間和頻率的同步要求不嚴(yán)格；不需要循環(huán)前綴，傳輸效率得以提高；比CP-OFDM更好地應(yīng)用于碎片化頻譜的場景；可以在子載波組內(nèi)動(dòng)態(tài)地調(diào)整子載波間隔，從而可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整符號(hào)長度以匹配信道的相關(guān)時(shí)間。廣義頻分復(fù)用(GFDM)GFDM基于獨(dú)立的塊調(diào)制，具有靈活的幀結(jié)構(gòu)，適用于不同的業(yè)務(wù)類型。帶外泄漏低。適合在非連續(xù)頻帶上傳輸。5G新波形在RAN1#84bis會(huì)議上，與會(huì)者經(jīng)過討論達(dá)成了如下的一致意見：新波形將基于OFDM，且支持多種靈活的參數(shù)集；5GNR在小于40GHz的頻譜范圍，針對eMBB業(yè)務(wù)，下行支持CP-OFDM，上行支持CP-OFDM和DFT-S-OFDM波形。CP-OFDM波形可用于單流和多流數(shù)據(jù)傳輸，DFT-S-OFDM僅限于單數(shù)據(jù)流傳輸(主要針對鏈路預(yù)算受限的場景)。基于非OFDM的波形可應(yīng)用于某些比較特殊的場景需求(如mMTC),具體的方式仍將進(jìn)一步研究討論確定。非正交多址接入非正交多址接入(NOMA)允許多個(gè)用戶在相同的時(shí)間和頻率資源上進(jìn)行通信，在功率域或碼域上區(qū)分不同用戶，提升用戶連接數(shù)，提高系統(tǒng)頻譜效率，增加系統(tǒng)容量。此外，還可以通過免調(diào)度競爭接入，大幅度降低時(shí)延。功率域NOMA在發(fā)送端根據(jù)用戶的信道條件為用戶分配不同的功率，在接收端采用SIC技術(shù)逐步解碼和消除其他用戶的信號(hào)，從而提取出目標(biāo)用戶的信號(hào)。碼域NOMA在碼域上為不同用戶分配不同的擴(kuò)頻碼(非正交碼)區(qū)分信號(hào)，接收端利用特定的解碼策略來分離出各個(gè)用戶的信號(hào)。NOMA技術(shù)可用于提升蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率，并能夠滿足場景密集環(huán)境的用戶接入以及大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)連接的需求。多天線技術(shù)大規(guī)模MIMO技術(shù)大規(guī)模MIMO(LargeScaleMIMO，也稱MassiveMIMO)的概念是貝爾實(shí)驗(yàn)室的Marzetta在2010年提出的，通過大規(guī)模天線所提供的空間自由度，可以提升多用戶間的頻譜復(fù)用的能力以及抵抗小區(qū)間干擾的能力。毫米波波束管理技術(shù)5G移動(dòng)通信系統(tǒng)引入了6GHz以上的高頻空口，支持毫米波段的無線傳輸。毫米波在實(shí)際應(yīng)用中面臨的挑戰(zhàn)性問題：毫米波傳播路徑損耗大，覆蓋范圍比Sub-6GHz小。此外，毫米波通信可能出現(xiàn)深衰落，影響毫米波通信的性能。應(yīng)用場景：用戶和微基站間的接入鏈路和無線回程鏈路。毫米波波束管理技術(shù)為了支持多用戶多流傳輸，毫米波系統(tǒng)往往采用混合波束成形的方法。智能反射面智能可調(diào)節(jié)超表面(RIS)也稱智能反射面(IRS)，其主要思想是通過引入可調(diào)節(jié)超表面有效控制入射信號(hào)的波形(例如相位、幅度、頻率和極化方式)，創(chuàng)建智能無線環(huán)境，實(shí)現(xiàn)覆蓋增強(qiáng)和能效提升。軌道角動(dòng)量軌道角動(dòng)量(OAM)電磁波通過多種OAM模式為移動(dòng)通信系統(tǒng)提供了一種新型信道復(fù)用方法，利用自身的模式正交性可以實(shí)現(xiàn)以相同頻率發(fā)射但不同OAM模式編碼的獨(dú)立信道。如何產(chǎn)生蝸旋電磁波束是實(shí)現(xiàn)OAM通信的關(guān)鍵，在微波頻段利用圓形陣列天線是一種產(chǎn)生OAM波束的常用方法，并作為各種OAM通信實(shí)驗(yàn)以及鏈路分析的基本模型。反射和透射陣列天線以及超表面天線由于可以改變陣面的相位分布實(shí)現(xiàn)波束賦形，也可用來產(chǎn)生OAM波束因而得到廣泛的關(guān)注。隨著6G通信研究的不斷深入，對多模、多頻/寬帶、多極化等OAM電磁波束的研究也將進(jìn)入一個(gè)新的階段。同時(shí)同頻全雙工技術(shù)全雙工方式雙工方式主要是解決系統(tǒng)中用戶雙向通信的問題，常見的雙工方式包括頻分雙工(FDD)和時(shí)分雙工(TDD)。近年來，為了進(jìn)一步提高頻譜效率，業(yè)界提出了同時(shí)同頻全雙工的概念。在同頻全雙工無線系統(tǒng)中，發(fā)射信號(hào)會(huì)對本地接收機(jī)產(chǎn)生很強(qiáng)的自干擾。蜂窩網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部干擾包括單個(gè)小區(qū)內(nèi)的干擾和多小區(qū)間的干擾。全雙工系統(tǒng)的干擾抑制常見的自干擾抑制技術(shù)包括空域、射頻域、數(shù)字域的自干擾抑制技術(shù)?？沼蛞种品椒沼蛞种品椒ㄊ菍l(fā)射天線與接收天線在空中接口處分離，從而降低發(fā)射機(jī)信號(hào)對接收機(jī)信號(hào)的干擾。(a)配置多發(fā)射天線(b)配置多接收天線射頻干擾消除射頻干擾消除將發(fā)射信號(hào)分成2路，一路經(jīng)過天線輻射給目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，另一路作為參考信號(hào)經(jīng)過幅度調(diào)節(jié)和相位調(diào)節(jié)，使接收天線空中接口收到的雙工干擾幅度相等、相位相反，并在合路器中實(shí)現(xiàn)雙工干擾的消除。數(shù)字干擾消除數(shù)字干擾消除器包括一個(gè)數(shù)字信道估計(jì)器和一個(gè)FIR數(shù)字濾波器。信道估計(jì)器用于雙工干擾的信道參數(shù)估計(jì)；濾波器用于雙工干擾的重構(gòu)。由于濾波器多階時(shí)延與多經(jīng)信道時(shí)延具有相同的結(jié)構(gòu)，將信道參數(shù)用于設(shè)置濾波器的權(quán)值，再將發(fā)射機(jī)的基帶信號(hào)通過上述濾波器，即可在數(shù)字域重構(gòu)經(jīng)過空中接口的雙工干擾，并實(shí)現(xiàn)對該干擾的消除。此外，由于雙工干擾是可知的，因此也可以通過一個(gè)自適應(yīng)濾波器完成干擾消除。暢享信息時(shí)代，引領(lǐng)通信未來！5G移動(dòng)通信系統(tǒng)第4章5G技術(shù)規(guī)范5GNR技術(shù)規(guī)范目錄CONTENTS5G技術(shù)規(guī)范概述幀結(jié)構(gòu)和資源格5G信道5G物理層資源RRC連接控制5G技術(shù)規(guī)范概述5GNR的工作頻段5G主要涉及兩個(gè)頻段范圍，分別是FR1和FR2。FR1通常指Sub6GHz，但因?yàn)閰f(xié)議是在不斷更新的，F(xiàn)R1的頻率范圍從450MHz~7125MHz。FR2的頻率范圍是24250MHz~52600MHz。毫米波頻率對應(yīng)的是30GHz到300GHz。雖然FR2有一部分不在毫米波的范圍，但是大家在習(xí)慣上還是經(jīng)常把