解读5G八大关键技术

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。 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？

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。 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。 NOMA 可以利用不同的路径损耗的差异来对多路发射信号进行叠加，从而提高信号增益。它能够让同一小区覆盖范围的所有移动设备都能获得最大的可接入带宽，可以解决由于大规模连接带来的网络挑战。 NOMA 可以利用不同的路径损耗的差异来对多路发射信号进行叠加，从而提高信号增益。它能够让同一小区覆盖范围的所有移动设备都能获得最大的可接入带宽，可以解决由于大规模连接带来的网络挑战。

2. FBMC（滤波组多载波技术） 在 OFDM 系统中，各个子载波在时域相互正交，它们的频谱相互重叠，因而具有较高的频谱利用率。OFDM 技术一般应用在无线系统的数据传输中，在 OFDM系统中，由于无线信道的多径效应，从而使符号间产生干扰。为了消除符号问干扰(ISl)，在符号间插入保护间隔。插入保护间隔的一般方法是符号间置零，即发送第一个符号后停留一段时间(不发送任何信息)，接下来再发送第二个符号。在 OFDM系统中，这样虽然减弱或消除了符号间干扰，由于破坏了子载波间的正交性，从而导致了子载波之间的干扰(ICI)。因此，这种方法在 OFDM 系统中不能采用。在 OFDM系统中，为了既可以消除ISI，又可以消除ICI，通常保护间隔是由CP（Cycle Prefix ，循环前缀来)充当。CP 是系统开销，不传输有效数据,从而降低了频谱效率。

3. 毫米波（millimetre waves ，mmWaves) 什么叫毫米波？频率 30GHz 到 300GHz,波长范围 10 到 1 毫米。由于足够量的可用带宽，较高的天线增益，毫米波技术可以支持超高速的传输率，且波束窄，灵活可控，可以连接大量设备。以下图为例： 蓝色手机处于 4G 小区覆盖边缘，信号较差，且有建筑物（房子）阻挡，此时，就可以通过毫米波传输，绕过建筑物阻挡，实现高速传输。 同样，粉色手机同样可以使用毫米波实现与 4G 小区的连接，且不会产生干扰。 当然，由于绿色手机距离 4G 小区较近，可以直接和 4G 小区连接。