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一文看懂5G关键技术

在进入主题之前,我觉得首先应该弄清楚一个问题:为什么需要5G?不是因为通信工程师们突然想改变世界,而炮制了一个5G。是因为先有了需求,才有了5G。什么需求?

未来的网络将会面对:1000倍的数据容量增长,10到100倍的无线设备连接,10到100倍的用户速率需求,10倍长的电池续航时间需求等等。坦白的讲,4G网络无法满足这些需求,所以5G就必须登场。

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但是,5G不是一次革命。5G是4G的延续,我相信5G在核心网部分不会有太大的变动,5G的关键技术集中在无线部分。虽然5G最终将采用何种技术,目前还没有定论。不过,综合各大高端论坛讨论的焦点,我今天收集了8大关键技术。当然,应该远不止这些。

1、非正交多址接入技术 (Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)

我们知道3G采用直接序列码分多址(Direct Sequence CDMA ,DS-CDMA)技术,手机接收端使用Rake接收器,由于其非正交特性,就得使用快速功率控制(Fast transmission power control ,TPC)来解决手机和小区之间的远-近问题。

而4G网络则采用正交频分多址(OFDM)技术,OFDM不但可以克服多径干扰问题,而且和MIMO技术配合,极大的提高了数据速率。由于多用户正交,手机和小区之间就不存在远-近问题,快速功率控制就被舍弃,而采用AMC(自适应编码)的方法来实现链路自适应。

NOMA希望实现的是,重拾3G时代的非正交多用户复用原理,并将之融合于现在的4G OFDM技术之中。

从2G,3G到4G,多用户复用技术无非就是在时域、频域、码域上做文章,而NOMA在OFDM的基础上增加了一个维度——功率域。

新增这个功率域的目的是,利用每个用户不同的路径损耗来实现多用户复用。

一文看懂5G关键技术

实现多用户在功率域的复用,需要在接收端加装一个SIC(持续干扰消除),通过这个干扰消除器,加上信道编码(如Turbo code或低密度奇偶校验码(LDPC)等),就可以在接收端区分出不同用户的信号。

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