5G 室內(nèi)、室外場(chǎng)景分離網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)頻效和能效的折中.pdf

1、隨著LTE無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)在全球的部署和建設(shè)，我們已然進(jìn)入了4G移動(dòng)通信時(shí)代。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)為用戶(hù)提供了更優(yōu)質(zhì)、更豐富的用戶(hù)業(yè)務(wù)體驗(yàn)，例如:實(shí)時(shí)的移動(dòng)視頻業(yè)務(wù)、移動(dòng)端的在線(xiàn)游戲、高清晰視頻傳輸?shù)雀咚贁?shù)據(jù)業(yè)務(wù)。然而，近年來(lái)隨著移動(dòng)終端的數(shù)量（未來(lái)預(yù)計(jì)將達(dá)到千億量級(jí)水平）及移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的急劇增加，也帶了很多4G難以解決的問(wèn)題，例如:頻譜資源匱乏、能耗過(guò)高、不能支持高鐵等高速移動(dòng)體間的通信服務(wù)以及其他特殊場(chǎng)景的無(wú)線(xiàn)通信服務(wù)。因此，對(duì)于能夠獲得

2、更高容量、頻效、能效的第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)(5G)的需求越來(lái)越大。同時(shí)，第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速率、更高平均吞吐量和網(wǎng)絡(luò)容量、更小的時(shí)延、實(shí)現(xiàn)無(wú)縫覆蓋、適應(yīng)高速移動(dòng)體的通信，以及支持?jǐn)?shù)以千億計(jì)終端的通信業(yè)務(wù)等。
　　早在2012年歐盟就已經(jīng)開(kāi)始了5G相關(guān)的研究，中國(guó)也于2013年成立IMT-2020推進(jìn)組，展開(kāi)5G方面的研究工作。從目前國(guó)內(nèi)、外移動(dòng)通信的眾多研究項(xiàng)目中，信道容量、頻譜效率和能量效率的大幅提升都作為5G的

3、重要衡量指標(biāo)被提出來(lái)。提高信道容量和頻譜效率，最為主流的共識(shí)就是密集小蜂窩和尋找新的頻譜資源，即盡可能增加小區(qū)的數(shù)量、減少小區(qū)的尺寸，并開(kāi)拓利用未曾開(kāi)發(fā)的新頻譜資源。如此勢(shì)必要增加能量的消耗，這也是未來(lái)困擾運(yùn)營(yíng)商的一個(gè)難題。因此，如何能夠在提高容量和頻譜效率的情況下，減少能量的消耗、增加能量的利用率將是5G研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　本文專(zhuān)注研究第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。在采用室內(nèi)、室外場(chǎng)景分離的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及應(yīng)用可見(jiàn)光

4、通信技術(shù)的情況下，探究移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的信道容量、頻譜效率和能量效率，以及頻譜效率和能量效率的折中等問(wèn)題。本文首先介紹了國(guó)內(nèi)、外移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，以及未來(lái)第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)潛在的關(guān)鍵技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，研究Massive MIMO和可見(jiàn)光通信技術(shù)的發(fā)展、優(yōu)勢(shì)、原理和應(yīng)用;然后，著重研究了室內(nèi)、外場(chǎng)景分離的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)減少建筑物的穿透損耗的優(yōu)勢(shì)和思想，并進(jìn)行場(chǎng)景建模和仿真實(shí)驗(yàn)。最后，對(duì)采用室、外場(chǎng)景分離架構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率和能量效率，以及頻