5G系统标准发展概述

一、移动通信技术演进

2G(TDMA) GPRS/EDGE 峰值速率0.47Mbps
3G(CDMA) WCDMA 峰值速率UL-5.76Mbps/DL-14.4Mbps
TD-SCDMA 峰值速率:UL-1.68Mbps/DL-10.55Mbps

4G(OFDMA)

4.9G

LTE-FDD 峰值速率(带宽20MHz):50Mbps/150Mbps
LTE-TDD 峰值速率(带宽20MHz):10Mbps/100Mbps
4G LTE-A 峰值速率:500Mbps~1Gpbs

二、概念抢占

R10 R10 R12 R13 R14 R15 R16
4G 4.5G 5G
容量:0.X Gbps X Gps 10Gbps
连接:8亿连接量 300亿 1000亿
时延:60ms 10ms 1ms

三、4.5G主要无线技术特征

1、多天线技术:Massive MIMO(3D BF、8TR以上MIMO)

2、物联网技术:LTM(窄带技术,带宽从4G的180KHz降低到下行15KHz、上行5KHz)

3、接入技术:SOMA(半正交频分多址)

4、调制技术:256QAM

四、ITU定义的5G关键能力

指标名称 流量密度 连接数密度 时延 移动性 用户速率 频谱效率 峰值速率
4G 0.1Tbps/km2 10万/km2 空口10ms 350km/h 10Mbps 1倍 1Gbps
5G 10Tbps/km2 100万/km2 空口1ms 500km/h 0.1~1Gbps 3倍 20Gbps

五、5G空口关键技术演进

类型 细类 4G 4.5G 5G
容量 接入技术 OFDMA SOMA(半正交频分多址) GMFDM(通用多载波频分多址)
双工方式 半双工 半双工 全双工(同时同频收发)
调制 64QAM 256QAM 256QAM
带宽 20M 20M 100M及以上(高频段)
CA 4CC 8CC Massive CA
MIMO

2*2

4*4

8TR 64TR
时延 降低时延 1msTTI ShorterTTI(0.5ms) 0.1msTTI
连接数 更多连接数 固定15KHz子载波

M2M(LTE-M)

D2D(LTE-D)

可变带宽子载波
架构 网络架构

扁平化

IP化

Cloud EPC NFV、SDN

1、大规模天线技术

当基站侧天线远大于用户天线数时,基站到单个用户的信道将趋于正交。用户间干扰将趋于消失,而巨大的阵列增益将能够有效地提升每个用户的信噪比,从而能够在相同的时频资源共同调度更多的用户

2、非正交多址接入技术(Non-orthogonal Multiple Access:NOMA)

a)两个用户同时占用所有可用带宽

b)弱用户先解码强干扰,消除干扰的影响,再解码自己的消息

c)可实现最优容量,并改善弱用户可达速率

3、双工技术

灵活双工能够根据上下行业务变化情况动态分配上下行资源,有效提高系统资源利用率。

4、超密集组网

5、低时延高可靠物联网设计

6、高频段信号传输技术

高达1Gpbs带宽的频率资源,将有效地支持10Gbps峰值速率和1Gbps用户体验速率。

7、灵活频谱共享技术

8、新型传输波形技术

    子载波间隔 CP长度 有用符号长度 CP比例
OFMD传输技术 常规CP 15KHz

5.21us

4.69us

67.7us

7.2%

6.5%

扩展CP 15KHz 16.67us 67.7us 20%

9、先进编码和调制技术

频率正交幅度调制(Frequency Quadrature-amplitude Modulation,FQAM)

a)将频移键控(FSK)与正交幅度调制(QAM)相结合,提高频谱效率

b)用于多小区下行链路中,能够提高小区边缘用户的通信质量

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