自2015年ITU宣布白皮書《IMT愿景—2020年及之后IMT將來成長的框架和總體方針》后，擬定全球統(tǒng)一的5G尺度已成為業(yè)界配合的呼聲，憑據(jù)之前發(fā)布的蹊徑圖，ITU在2016年重點(diǎn)開展5G技能機(jī)能需求和評(píng)估要領(lǐng)研究，2017年正式啟動(dòng)5G技能候選方案征集。
在海內(nèi)，華為、中興、愛立信、諾基亞和上海貝爾、大唐、英特爾等公司均參加了2016年的5G技能研發(fā)試驗(yàn)第一階段測試。為盡早實(shí)現(xiàn)5G商用，在2017年，運(yùn)營商、設(shè)備商，及相關(guān)財(cái)富鏈應(yīng)團(tuán)結(jié)5G研發(fā)試驗(yàn)第一階段測試功效，對(duì)5G要害技能舉辦打破。
大局限天線：四點(diǎn)問題亟需打破
大局限多天線技能（Massive MIMO）被認(rèn)為是5G的要害技能之一，是獨(dú)一可以十倍、百倍晉升系統(tǒng)容量的無線技能。對(duì)比于以前的單一天線及4G遍及利用的4/8天線系統(tǒng)，大局限多天線技能可以或許通過差異的維度（空域、時(shí)域、頻域、極化域等）晉升頻譜操作效率和能量操作效率；多維天線陣列可以自適應(yīng)地調(diào)解各個(gè)天線陣子的相位和功率，顯著提高M(jìn)IMO系統(tǒng)的空間判別率；多天線陣子的動(dòng)態(tài)組合，天然可以應(yīng)用波束賦形技能，從而讓能量較小的波束會(huì)合在一塊小型區(qū)域，將信號(hào)強(qiáng)度會(huì)合于特定偏向和特定用戶群，因此可以顯著低落小區(qū)內(nèi)自滋擾、鄰區(qū)滋擾等，提高用戶信號(hào)載干比。
團(tuán)結(jié)5G技能試驗(yàn)的測試進(jìn)程及功效，大局限多天線技能的以下要害問題仍需要進(jìn)一步地研究：1）信道預(yù)計(jì)及建模。天線陣子的動(dòng)態(tài)組合及分派和用戶終端的移動(dòng)性，導(dǎo)致傳統(tǒng)的發(fā)射端位置牢靠的信道預(yù)計(jì)和建模方法不再合用。多個(gè)用戶在地理位置的隨機(jī)漫衍將顯著影響天線陣子的分派，基站需要依賴信道的移動(dòng)性和能量在空間的持續(xù)性盡快做出最優(yōu)可能較優(yōu)的信道預(yù)計(jì)。信道能量在空間的漫衍不勻稱、差異的散射體和反射體的回波只對(duì)差異的天線陣子可見，意味著信道的相關(guān)性將難以預(yù)測，衰落將泛起非靜態(tài)特征。2）導(dǎo)頻污染，上行信道預(yù)計(jì)容易被相鄰小區(qū)的非正交序列滋擾，基于受污染的信道預(yù)計(jì)的下行鏈路波束賦形將會(huì)對(duì)利用同一個(gè)導(dǎo)頻序列的終端造成一連的定向滋擾，從而低落系統(tǒng)容量。3）FDD系統(tǒng)的陳設(shè)。FDD系統(tǒng)成長Massive MIMO，需要思量信道預(yù)計(jì)的優(yōu)化算法、CSI反饋加強(qiáng)及滋擾節(jié)制、低落反饋占用的資源量的一系列尚未獲得辦理的問題。4）貿(mào)易化的陳設(shè)與本錢節(jié)制。由于5G基站天線數(shù)目將極大增長，大局限天線系統(tǒng)會(huì)需要利用大量的天線陣子，家產(chǎn)出產(chǎn)時(shí)一定有嚴(yán)格的本錢節(jié)制要求，反過來需要在理論上辦理差異場景下最優(yōu)的天線數(shù)量這一課題。大局限多天線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、工程、安裝、人力等本錢均需有進(jìn)一步的淘汰，才氣在貿(mào)易化陳設(shè)中不受制約。
新型多址：競爭劇烈
3GPP RAN1在2016年中的集會(huì)會(huì)議已抉擇：eMBB場景的多址接入方法應(yīng)基于正交的多址方法，非正交的多址技能只限于mMTC的上行場景。這就意味著，eMBB的多址技能將更大概回收DFT-S-FDMA和OFDMA.而華為SCMA、中興MUSA和大唐的PDMA等將在2017年競爭mMTC的上行多址方案。
SCMA、MUSA、PDMA和NOMA等非正交多址方案均依賴于SIC技能，該技能固然有精采的信號(hào)檢測機(jī)能，但假如要應(yīng)用在5G系統(tǒng)中，仍需要辦理：1）5G的大毗連數(shù)需求迫使人們?cè)O(shè)計(jì)更巨大SIC吸收機(jī)，這就要求系統(tǒng)在可接管的功耗程度內(nèi)裝配更強(qiáng)的信號(hào)處理懲罰本領(lǐng)的芯片；2）功率域、空域、編碼域單獨(dú)或連系地編碼傳輸，要求SIC技能具有不絕地對(duì)用戶的特征舉辦排序的強(qiáng)大本領(lǐng)；3）多級(jí)處理懲罰進(jìn)程中，SIC技能有大概會(huì)帶來較大的處理懲罰時(shí)延，必需通過優(yōu)化算法來低落負(fù)面影響。
另外，各個(gè)候選的多址接入技能也都具有必然的技能范圍。以SCMA為例，仍存在的問題主要有：1）價(jià)錢公道的碼本設(shè)計(jì)；2）低巨大度的吸收及SIC算法；3）系統(tǒng)處理懲罰速率和鏈路預(yù)算的優(yōu)化；4）大量用戶在短時(shí)間接入時(shí)，SCMA會(huì)帶來峰值平均功率比過高問題。
今朝，一共有15種非正交多址技能的候選方案在競爭，假如中國的三種方案想得到樂成，仍需盡快辦理各自候選方案中潛在的技能問題，才氣增大中選的大概。
高頻段通信：需統(tǒng)一規(guī)定
將來5G系統(tǒng)將面向6GHz以下和6GHz以上全頻段機(jī)關(guān)，以綜合滿意網(wǎng)絡(luò)對(duì)容量、包圍、機(jī)能等方面的要求。今朝，6GHz以下的低頻段擁擠不堪，6GHz以上的高頻段研發(fā)不敷，這是對(duì)將來海量的5G頻譜需求最大的挑戰(zhàn)：1）高頻段頻譜信道具有許多新的特征，好比高路損、高散射和對(duì)動(dòng)態(tài)情況敏感等，需要理論界進(jìn)一步的研究。2）元器件本錢奮發(fā)，對(duì)RF成果組件的本錢節(jié)制倒霉，也對(duì)移動(dòng)終端提出了新的要求。3）最重要的是，需要全球統(tǒng)一規(guī)定可以利用的高頻段，識(shí)別出6GHz—100GHz傍邊的最佳頻譜。所謂的“最佳”，就是不只具備優(yōu)秀物理特性，還得適合國際間的協(xié)調(diào)，同時(shí)也要照顧到今朝部隊(duì)、衛(wèi)星通信及其他行業(yè)的實(shí)際利用環(huán)境。可以預(yù)見到，全球統(tǒng)一的高頻段頻譜的規(guī)定也一定是一場不見硝煙的技能戰(zhàn)爭。
新型多載波：三種技能呼聲最高
