2018年5G产业无线关键技术回顾 创新技术性能得到验证

目前，大规模天线、新型多址、先进编码、高频通信等创新技术的性能得到验证，能够为5G国际标准研制提供支撑。5G的无线关键技术如下：

关键技术一：大规模天线

大规模多天线技术（Massive MIMO）是唯一可以十倍、百倍提升系统容量的无线技术。根据概率统计学原理，当基站侧天线数远大于用户天线数时，基站到各个用户的信道将趋于正交，这是Massive MIMO与传统的MIMO技术最大的区别。这种情况下，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上支持更多用户传输。

大规模多天线技术的研究与标准化进程与5G同步进行，吸引着全球范围内政府机构、研究组织、运营商和设备厂商的持续关注和投入。随着4.5G时代的布局，大规模多天线技术商用进程不断加速。

关键技术二：超密集组网

超密集组网通过更加“密集化”的无线网络基础设施部署，可获得更高的频率复用效率，从而在局部热点区域实现百倍量级的系统容量提升，如飞基站。目前，如何灵活部署与维护、干扰管理和抑制、接入和回传联合设计以及小区虚拟化技术等是超密集组网的重要研究方向。

关键技术三：全频谱接入

全频谱接入涉及6GHz以下低频段和6GHz以上高频段，其中低频段是5G的核心频段，用于无缝覆盖高频段作为辅助频段，用于热点区域的速率提升。全频谱接入采用低频和高频混合组网，充分挖掘低频和高频的优势，共同满足无缝覆盖、高速率、大容量等5G需求。

关键技术四：新型多址

为了满足未来的5G技术高系统频谱效率、海量设备连接的能力，以及在简化系统设计及信令流程方面的高要求，以SCMA、PDMA和MUSA为代表的新型多址技术应运而生。

这些新型多址技术通过多用户信息在相同资源上的叠加传输，在接受侧利用先进的接受算法分离多用户信息，采用上述新型多址技术不但可以获得30%左右的下行频谱效率提升，还可以将系统的上行用户连接能力提升3倍以上。此外，通过免调度传输，也可有效简化信令流程，并降低空口传输时延。

关键技术五：新型多载波

截至目前，业内呼声最高的3个新型多载波候选技术是：F-OFDM、FB-OFDM和UF-OFDM。这三种多载波技术的共同点是：均采用了滤波器机制，具有较低的带外泄露，可以减少保护带开销。同时，由于子带间能量隔离，不再需要严格的时间同步，有益于减少同步信令开销。但良好的滤波器设计及滤波器输入参数是三种技术的实现关键。

关键技术六：先进调制编码

先进调制编码涵盖许多单点技术，它们大致可以分为链路级调制编码、链路自适应、网络编码三大领域。

先进调制编码中的多种技术可以用于很多场景。多元LDPC码、新的比特映射技术和超奈奎斯特调制适合大贷款大数据传输，在高信噪比环境增益明显，较适于热点高容量场景。联合编码调制的旋转调制依靠多发射天线提高链路的鲁棒性，十分适合广域覆盖场景。网络编码可以加强多个节点之间传输的协作性，在超密集组网中将起到重要作用。

关键技术七：全双工

全双工的主要研究内容包括全双工系统的自干扰抑制技术和组网技术。从设备层面来看，全双工的核心问题是本地设备自己发射的同时同频信号（即自干扰）如何在本地接收机中进行有效抑制。

从组网层面来看，全双工释放了收发控制的自由度，改变了网络频谱使用的传统模式，将会带来网络上用户的多址方式、无线资源管理等技术的革新，需要与之匹配高效的网络体系架构。

关键技术八：毫米波

毫米波的理论和技术分别是微波向高频的延伸和光波向低频的发展。目前世界上现在所用的频段资源是非常稀缺的，所用的无线电信系统频谱都在6GHz以下，而处在毫米波频段上(3GHz-60GHz)的资源却非常丰富，尚未被充分开发利用，因此5G将在9.9GHz到86GHz上展开全新RAT技术研究，以LTE技术为基础用来做网络广域覆盖的研究，9.9GHz-86GHz主要用来做超密集网络(UDN)，所以UDN层和LTE层将会是重叠覆盖，并且互操作耦合。随着基站天线规模的增加，能够在有限的空间内部署更多天线也要求通信的波长不能太长。

以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《2018-2023年中国5G产业发展前景预测与产业链投资机会分析报告》。

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