移动通信网络中的关键技术.doc

毕业设计（论文）
设计阐明书

设计(论文)题目：
5G移动通信网络中核心技术

学 生：
专 业：
班 级：
指引教师：
设计日期：

毕业设计（论文）任务书

毕业设计（论文）题目：5G移动通信网络中核心技术
毕业设计（论文）规定及原始数据（资料）：
题目：应简洁、明确、有概括性，字数不适当超过20个字；
摘要：要有高度概括力，语言精练、明确，中文摘要约100—200字；
核心词：从论文标题或正文中挑选3～5个，最能表达重要内容词作为核心词；
目录：写出目录，标明页码；
正文：本科毕业论文正文字数普通应在15000字以上，毕业论文正文：涉及前言、本论、结论三个某些：前言（引言）是论文开头某些，重要阐明论文写作目、现实意义、对所研究问题结识，并提出论文中心论点等。前言要写得简要扼要，篇幅不要太长。本论是毕业论文主体，涉及研究内容与办法、分析（讨论）等。在本某些要运用各方面资料，分析问题，论证观点，尽量反映出自己科研能力和学术水平。结论是毕业论文收尾某些，是环绕本论所作结束语。其基本要点就是总结全文，加深题意；
道谢：简述自己通过做毕业论文体会，并应对指引教师和协助完毕论文关于人员表达谢意；
参照文献：在毕业论文末尾要列出在论文中参照过专著、论文及其她资料，所列参照文献应按文中参照或引证先后顺序排列。

毕业设计（论文）重要内容：
第一某些，重要简介课题研究背景，阐述了通信网络发展历程，国内外对5G网络研究现状,以及本课题所研究重要内容；
第二某些，简介了5G网络应用场景、标志、指标、技术方向；
第三某些，简介了大规模天线技术、超密集组网技术、全频谱接入、新型多址；
第四某些，设计一种简朴大规模天线系统，将其系统模型、频谱效率和传播过程与4G网络中所用MIMO天线系统进行对比，阐明其优势。阐明为什么大规模天线技术会成为5G网络潜在无线核心技术；
第五某些，总结某些，总结了在本次课程设计中得到收获与成果，同步阐述了本次设计中遇到难点和存在问题，以便此后完善。

学生应交出设计文献（论文）：
1、开题报告；
2、中期检查表；
3、设计任务书；
4、毕业论文；
5、英文翻译原件及译文；
6、光盘一张（包括上述1-5内容）

重要参照文献（资料）：
[1]尤肖虎，潘志文，高西奇. 5G 移动通信发展趋势与若干核心技术［J］.中华人民共和国科学：信息科学，，44( 5) ：551 － 563．
[2] IMT-(5G) Promotion Group. 5G 无线技术架构白皮书[R]. .
[3] ULLBERG H，POPOVSKI P，GOZALVEZ-SERRANO D，et al. METIS system concept：the shape of 5G to come[J]. IEEE Communications Magazine，.
[4]中兴通讯.用技术创新勾画 5G网络蓝图[J].通信产业报,(34).
[5] LI Y，WANG Q，ZHONG Z D. IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting. c:1808-1809
[6] GUPTA A，JHA R K. A survey of 5G network：architecture and emerging technologies[J]. IEEE Access,，3:1206-1232
[7] AGYAPONG P，IWAMURA M，STAEHLE D，et al. Design considerations for a 5G network architecture[J]. Communications，，52(11)：65-75.
[8] MARZETTA T L. Non-cooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennas[J]. IEEE Transactions on Wireless Communications，，9(11)：3590-3600.
[9] E. G. Larsson，F.，O.，and T. L. Marzetta. Massive MIMO for next generation wireless systems. IEEE.
[12] LI Q C，NIU H N，PAPATHANASSIOU A T，et al. 5G network capacity：key elements and technologies [J]. IEEE Vehicular Technology Magazine，，9(1)：71-78.
[13] YANG F Y，WANG H，MEI C，et al. A flexible three clouds 5G mobile network architecture based on NFV & SDN [J]. CHINA Communication，
[14] 3GPP TR 38.900. Channel model for frequency spectrum above 6 GHz [S]. .
[15] ITU-R M. Technical feasibility of IMT in bands above 6GHz[S]. .
[16] ITU-R M 2083-0. IMT Vision–Framework and overall objectives of the future development of IMT for and beyond[S]. .
[17] C. Shepard，H. Yu，N. Anand，L. E. Li，T. L. Marzetta，R. Yang，and，Argos：Practical many-antenna base stations in Proc. ACM . Mobile Computing and Networking，Aug.
[18] G. Miao，J. Zander，K-W Sung. Mobile Data Networks，Cambridge University Press. .
[19] Goldsmith A，S A，Jindal N，et al. Capacity limits of MIMO channels[J]. Select Areas in Communications，IEEE Journal on，，21(5)：684-702
[20] H. Q. Ngo，E. G. Larsson，and T. L. Marzetta. Uplink power of multiuser MIMO with very large antenna arrays. Urbana-Champaign，Illinois，US，Sep. .
[21] M. Kobayashi，N. Jindal，and G.，Training and feedback optimization for multiuser MIMO downlink，IEEE Trans. Aug. .
[22] Larsson E G，et al. for next generation wireless systems[J].
[23] H. Yin，D.，and Y. Liu. A coordinated approach to channel estimation in large-scale multiple-antenna systems. . .
[24] A.，S. K. Mohammed，and E. G. Larsson. On the optimality of single-carrier transmission in large-scale antenna systems. IEEE Wireless . Aug.
[25] J.，S. ten Brink. the UL/DL of cellular networks. IEEE J. Sel. Areas. Feb. .
[26] F.，E. G. Larsson，T. L. Marzetta. Scaling up MIMO：Opportunities and challenges with very large arrays. IEEE Signal Process. .
[27] Lu L，Li G，A，et al. An overview of massive MIMO：benefits and challenges[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing，，8(5)：742-758.

专业班级 学生
规定设计（论文）工作起止日期
指引教师签字 日期
教研室主任审查签字 日期
系主任批准签字 日期

5G移动通信网络中核心技术研究

摘要
移动通信网络发展到当前一共经历了4代，第一代是模仿技术，第二代实现了数字化语音通信，第三代是3G网络，已经可以实现基本多媒体通信，第四代是咱们当前已经离不开4G网络，其标志着无线宽带时代到来。而本论文所研究5G移动通信网络指正是第五代移动通信网络。
5G网络还没有进入咱们生活，通过既有4G网络来推测并不能精确得知当5G网络普及之后咱们社会将发生多大变化，本文依照各大组织，通讯公司发布关于5G网络信息，简介什么是5G网络，国际上对5G网络规定，5G网络应用场景尚有5G网络技术发展方向。文章中重要还对5G网络潜在无线技术进行分析，简介大规模天线技术、超密集组网、全频谱接入和新型多址基本概念、优势、挑战。再单独针对大规模天线技术进行研究，设计一种简朴大规模天线系统，将其系统模型、频谱效率和传播过程与4G网络中所用MIMO天线系统进行对比，阐明其优势。
5G网络道路上还需要不断摸索，Verizon，英特尔，高通，华为，爱立信，三星等公司已经在为5G网络技术进行各方面测试，这些测试成果将影响到5G网络原则制定。在通信领域，统一通信原则将会极大增进全球通信发展，因此及早明确5G网络核心技术将对5G移动通信网络发展具备极大意义。
核心词：5G移动通信网络；大规模天线；全频谱接入；超密集组网；新型多址

Research on Key Technology in Mobile Communication Network
Abstract
Mobile communication network development has now experienced a total of four generations，the first generation is analog technology，the second generation to achieve a digital voice communications，the third generation is the 3G network，has been able to achieve basic multimedia communications，the fourth generation is that we can’t be separated from the 4G network，which marks the arrival of wireless broadband era. The 5G mobile communication network studied in this paper refers to the fifth generation of mobile communication network.
5G has not entered our lives now and through the existing of 4G to speculate accurately know when the popularity of 5G after our society will be much change，according to the major organizations，communications companies issued on the 5G network of the information，what is the 5G network，the international requirements of the 5G network，5G network applications，there are 5G network technology development direction. This paper also analyzes the potential wireless technology of 5G network，and introduces the basic concepts，advantages and challenges of large-scale antenna technology，ultra-dense network，full spectrum access and new multiple access. And then a single large-scale antenna technology to study，design a simple large-scale antenna system，its system model，spectrum efficiency and transmission process and 4G used in the MIMO antenna system to compare its advantages.
5G on the road also needs to continue to explore，Verizon，Intel，Qualcomm，Huawei，Ericsson，Samsung and other companies have been in the 5G technology for all aspects of the test，these test results will affect the 5G standard development. In the field of communications，unified communication standards will greatly promote the development of global communications，so the early clear 5G key technology will be 5G mobile communication network development is of great significance.
Key words：5G mobile communication network；massive MIMO；full spectrum access；ultra-dense network；new multiple access
目录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 选题目的和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 论文内容与组织结构 2
第2章 5G移动通信网络 4
2.1 5G网络简介 4
2.2 5G应用场景 4
2.2.1 车联网 5
2.2.2 VR（虚拟现实） 5
2.2.3 远程医疗保健 5
2.2.4 物联网 6
2.3 5G网络的要求 6
2.4 5G网络的技术方向 6
2.5 5G网络面临的挑战 7
第3章 5G网络中的一些关键技术 9
3.1 大规模天线 9
3.1.1 大规模天线技术的应用场景 9
3.1.2 大规模天线技术的优势 9
3.1.3 大规模天线技术所面临的挑战 10
3.2 超密集组网 10
3.2.1 超密集组网技术的优势 10
3.2.2 5G网络的超密集组网技术面临的问题与挑战 11
3.3 全频谱接入 11
3.3.1 全频谱接入的应用场景 12
3.3.2 全频段接入技术的优势 12
3.3.3 全频段接入尚存在的问题 12
3.4 新型多址技术 13
第4章 大规模天线传输技术 14
4.1 大规模天线系统设计 14
4.2 系统模型上的优势 14
4.2.1 传统MIMO系统 15
4.2.2 大规模天线系统 16
4.2.3 大规模天线系统的优势 17
4.3 系统频谱效率上的优势 17
4.3.1 MIMO系统的频谱效率 17
4.3.2 大规模天线系统上行链路 18
4.3.3 大规模天线系统下行链路 18
4.3.4 大规模天线系统在频谱效率上的优势 18
4.4传播过程中的优势 19
4.4.1 传输关键参数 19
4.4.2 MIMO系统传输原理 19
4.4.3 MIMO系统的缺陷与大规模天线系统的优势 20
4.5 小结 20
总结 22
参考文献 23
致 谢 25
外文原文 26
中文翻译 39

第1章 绪论
1.1 选题目和意义
移动通信网络发展到当前一共经历了4代，第一代是模仿技术，第二代实现了数字化语音通信，第三代是3G网络，已经可以实现基本多媒体通信，第四代是咱们当前已经离不开4G网络，其标志着无线宽带时代到来。而本论文所研究5G移动通信网络指正是第五代移动通信网络[ [] 尤肖虎，潘志文，高西奇. 5G 移动通信发展趋势与若干核心技术［J］.中华人民共和国科学：信息科学，，44( 5) ：551 － 563．
]。
4G网络已经变化了咱们生活，使咱们在可以足不出户买到美丽服装和美味食物，使咱们可以更以便远行，游玩，不再紧张迷路或是无处可居。5G移动通信网络是4G网络升级版，5G网络传播速度将会更快，传播功耗将会变得更低，成本也将更低，可以承载更多设备接入。5G网络将会启动一种全新时代，它瞄准不再仅仅是人与人之间连接，更涉及了人与物，物与物连接，将会实现是整个社会全面互联。
随着5G网络到来，每种类型通信都会受到很大影响。新5G移动通信网络，面对高吞吐量需求不断增长，需要通过增长无线网络数据量，提高质量和服务，并减少价格来满足社会需求，这些是5G网络重要因素。移动网络，医疗保健，互联网上各种视频和音频，游戏，安全监控，以及咱们生活各个方面都将会运用到5G网络。它也将在商业，工业，学校和社会中发挥重要作用，改进大学生，医生，飞行员和警察生活等等。咱们生活地区5G网络最大长处之一是其可以建立全球网络。这个全球网络是基于所有可用通信。考虑可穿戴设备人造智能可用性，可以协助咱们监测咱们身体活动，如心脏速率，血压和大脑活动，并在线保持与中央卫生保健中心沟通。
5G移动通信系统想要满足移动互联网，物联网需求，最核心两点：迅速，低功耗。而想要实现这两点，最重要是对5G网络核心技术选取。5G移动通信网络实现需要足够技术支持，而5G网络无线技术是支持5G网络成功构建基石性技术，只有其无线核心技术保证达到目的，才有也许实现整个社区5G网络覆盖。5G移动通信系统所需要加强重要是无线技术和网络架构两个方面。本文重要讨论了5G网络无线技术潜在核心技术，依照国际主流组织机构发布关于5G网络最新信息，将5G网络所潜在无线核心技术，进行简介，并选取其中之一，解释其原理，应用场景，优势和问题。尽快明确5G网络概念，技术方向和其核心技术，这将对汇集全球产业力量，增进5G网络发展具备十分重要意义[[] IMT-(5G) Promotion Group. 5G 无线技术架构白皮书[R]. .
]。

1.2 国内外研究现状
移动通信具备全球统一工业生态，形成国际统一5G移动通信网络原则已成为通信行业共同声音。国际电联于推出了5G网络技术性能规定和评估方式，筹划于底开始5G网络候选方案收集，并且将在底实现原则制定。同步国际上各个国家为了获得5G网络原则技术制定权，进行着激烈竞争。
美国：7月，纽约大学设立了政府和商业组织5G联盟。9月7日，美国移动公司Verizon宣布，开始5G通信网络试用，并在于美国某些都市使用。7月，美国通信委员会宣布，将为5G网络通信开通24 GHz以上频段，并发布无线电通信研究筹划（AWRI），以增进5G网络研究与发展，并拟定将来七年 投资4亿美元用于5G通信网络研究，并且AWRI将在FCC容许5G网络频率范畴内，在4个都市中进行5G网络实验。
欧盟：9月，欧盟成立了国际顶尖5G创新中心。在移动世界大会上，欧盟委员会和欧洲技术行业提出了关于发展欧洲5G网络通信技术和构建5G网络基本设施愿景。一年后，欧洲数字经济与社会事务专人在移动世界大会上宣布，欧洲已经开始制定一这项行动筹划，到在欧盟布置5G网络技术。7月，欧洲通信行业发布了《5G宣言》，11月10日发布了欧洲5G网络频谱战略，拟定5G网络初期频谱布置筹划。
日本：10月，日本无线工业和商贸联会设立了5G研究组,研究5G网络系统构成与无线接入技术。5月，日本NTT其她各国通信公司展开5G网络联合实验，并在11月，该公司实行5G网络实验中，在商业区以70GHz频段接受到信号，实现了超过2Gbit/s无线传播。
韩国：6月韩国成立5G论坛，并提出5G网络发展战略。1月，韩国宣布投资1.6万亿韩元用以5G网络核心技术开发。7月，韩国电信和美国Verizon运营商在关于5G移动通信网络中形成统一原则，加速了韩国5G移动通信网络商业化。10月，韩国移动运营商SK电讯声明，将在韩国成立5G移动通信网络研讨中心。
中华人民共和国：2月，国内政府部门工业和信息部、科技部成立了“IMT-推动组”，提出中华人民共和国将在5G网络原则制定中，发挥主导作用目的。1月，国内台湾地区进行了5G网络发展产业和方略会议，并成立了专门部门来推动5G网络长期发展。5月31日，由美洲5G America、日本5GMF、韩国5G论坛、欧盟5G PPP、中华人民共和国IMT-推动组联合主办第一届国际性5G大会在北京召开。1月，由国内工业和信息部刊登《信息通信行业发展规划》中明确指出，支持5G网络研究和有关技术测试，加快5G网络频谱规划。3月，政府工作报告中指出要加快5G网络技术研发。

1.3 论文内容与组织构造
本篇论文重要是简介5G移动通信系统概念并分析和对比5G网络无线核心技术。
第一章重要简介本文选题目和意义，简朴简介了通信领域发展，当前国际上各国和各组织对5G移动通信网络研究与进展。
第二章专门对5G网络进行了简介，什么是5G网络、5G网络标志、5G网络技术指标、应用场景、技术方向、尚有5G网络所面临挑战。
第三章将简介四种5G移动通信系统潜在无线核心技术，并进行应用场景、技术优势、面临挑战上分析，使阅读本篇论文各位学者对大规模天线技术、全频段接入技术、超密集组网技术和新型多址有所认知。
第四章将前面所提到大规模天线技术专门提出来进行较为详细分析，将其系统模型与老式天线技术进行对比，并从大规模天线系统频谱效率，传播过程等方面进行研究，将其与老式天线技术MIMO技术进行对比，阐明大规模天线技术所具备优势。
第五章为全文总结，总结本文所简介内容与进行工作。

第2章 5G移动通信网络
2.1 5G网络简介
5G网络是指第五代移动通信网络。5G移动通信网络将会形成一种万物连接系统，创立一种完全移动和完全关联社会。5G网络重要涉及生态，客户和商业模式三个方面，在5G移动通信网络当中将软件和硬件分开研究，并引入数据中心云化，虚拟化概念[[] TULLBERG H，POPOVSKI P，GOZALVEZ-SERRANO D，et al. METIS system concept：the shape of 5G to come[J]. IEEE Communications Magazine，.
]。
到当前还没有官方5G网络，也没有全球统一原则，尽管它们正在进行中。详细原则也许因源而异，但都指向相似类型改进：更迅速度，更高容量，更高可靠性，更低延迟。5G网络预期速度范畴为千兆位到几十千兆，但在这个时候，咱们还不懂得真正5G网络将如何。
5G移动通信网络将对智能技术产生巨大影响，其速度，延迟，网络弹性和电力消耗均有所改进，特别是容许各种设备和传感器实时有效地通信。5G网络会使物联网应用成本减少诸多。
Verizon，英特尔，高通，华为，爱立信，三星等公司已经在为5G网络技术进行各方面测试，这些测试成果将影响到5G原则制定。5G移动通信网络将会使用毫米波来传播信息，这是5G移动通信网络提高速度核心。由于毫米波波长短，可以缩小发射天线和接受信天线尺寸，这为大规模天线系统布置提供了支持。
2月9日，国际通信原则组织发布了5G移动通信网络Logo。如图2.1所示

图2.1 5GLogo

2.2 5G应用场景
5G网络应用场景如图2.2所示，所有事物都互有关联，人与事物，事物与事物连接。数据云化，远程操作不再受空间约束。VR（虚拟现实）、AR（增强现实）等将成为主流设备，无人驾驶车辆将会真正实现。获取内容方式更多将是视频，直播等形式。正如两个世纪前工业革命期间新技术出当前变化了咱们生活，今天咱们正在经历另一次技术革命，5G网络将使咱们都市环境当代化，以配合咱们生活 [[] 中兴通讯. Pre5G,用技术创新勾画 5G 蓝图[J].通信产业报,(34).
]。

图2.2 5G网络应用场景

2.2.1 车联网
无人驾驶。当咱们做在车上时，汽车可以自动检测出路上风险，如果汽车行驶时离前方车辆很近，将会减少驾驶速度到安全距离。并且在车辆并行过程，能判断和自动调节左右车距离，大大提高交通安全。而在这种行驶中，需要具备超高速解决能力来解决巨大数据。这些将5G移动通信网络中得以实现。

2.2.2 VR（虚拟现实）
VR已经成为展览宠儿。但是当前VR还能不能融入咱们生活。只有当5G网络时代到来后VR才有也许真正实现普及。
在5G网络时代VR将得到真正运用，无线VR设备，只需要一种头戴显示屏，便可以随时从云端获取到内容，VR需要解决核心问题是如何实现高速运营游戏以及低延迟同步数据，这需要5G网络所提供高速度和低延时，在5G移动通信网络时代VR技术将会真正应用到生活。

2.2.3 远程医疗保健
远程医疗与保健，运用应用程序来监测身体状况，自动分析并报告健康状况，给出合理建议，自动调节减轻患者压力，特别是当病人面临突发状况时，可以运用5G网络超高可靠性和极低延迟，远程控制对病人进行简朴治疗。5G网络技术将使远程医疗和保健将得到广泛应用。远程医疗保健也许彻底变化当代医疗机构运作方式，医疗服务将与网络密切有关，通过连接和装备构成远程医疗保健生态系统，使使患者病情能被及时采集并能分析得出结论。

2.2.4 物联网
在关于5G网络讨论中，物联网是最热门话题。人和机器间通信将更加以便，几乎没有延迟。更高带宽和速度，能使机器可以更迅速地解决大量命令并迅速反馈。智能应用也将在寻常生活中随处可见，如停车场，体育馆，购物网站智能转型。5G网络将带给物联网将来，实现万物互联，智慧都市。

2.3 5G网络规定
5G网络目的是提供一种很高数据传播速率给众多顾客。它还支持模仿用于布置大量传感器连接。相比4G，5G移动通信网络频谱效率有明显提高。电信领域始终在经历新一代移动网络，几乎每浮现1代。预测在5G网络时代，通信网络将拥有更高峰值比特率，能同步解决更多数据，连接更多设备，更高频谱效率，更低电池消耗，更低停机概率，更高覆盖范畴和更大比特率，更低延迟，较低基本架构布置成本和更高安全性。5G移动通信网络筹划布置时间是[[] LI Y，WANG Q，ZHONG Z D. IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting. c:1808-1809
]。
Next Generation Mobile Network Alliance（下一代移动网络联盟）定义了5G网络如下规定：
（1）数万顾客同步使用时，数据传播速率达到10 Mbps；
（2）同步向同一楼层办公人员提供服务时，数据传播速率达到1 Gbps;
（3）支持数十万个设备同步连接，支持大量传感器网络布置;
（4）频谱效率显着提高;
（5）覆盖率高于4G;
（6）加强信号效率;
（7）延迟显着低于LTE。

2.4 5G网络技术方向
5G网络中尚有许多潜在无线技术[[] GUPTA A，JHA R K. A survey of 5G network：architecture and emerging technologies[J]. IEEE Access,，3:1206-1232
]正在研究，依照国际上对通信需求，5G网络所面临重要困难和挑战是：更快！更低功耗！而想提高通信速率和减少功耗，需要从最基本理论上开始研究，香农公式：

C=Blog2(1+S/N) （2-1）

公式（2-1）中B是信道带宽（Hz），S是信号功率（W），N为噪声功率（W），C是最大传播速率（bit/s）。由公式可以看出，信道传播速率C与信道带宽B正有关，为了提高最大传播速率C需要增大信道带宽B。

图2.3 5G网络提高速率三个基本方向

提高传播速率是5G移动通信网络核心，如图2.3所示，提高传播速率重要有三个方向：
（1）更密集布局，单位面积内增长基站或小型终端数量。
（2）扩展新频谱范畴，使用新频段。
（3）提高频谱效率，通过大规模天线技术，提高使每单位频谱资源传播速率上升。

2.5 5G网络面临挑战
整合各种原则，提供共同平台并建立适当基本设施是5G网络是设计中最重要挑战。在建立5G无线网络时，需要在三个重要类别下解决问题。一方面，从预期5G网络，它应当可以提供巨大容量和连接。第二，5G网络将支持各种服务，以及与不同生活领域内有关顾客。第三点建立5G网络运用所有可用容量，灵活满足并布置于各种不同网络场景。移动网络越来越多地覆盖了咱们寻常沟通各个方面。因此这些网络应当可以提供具备恰当QoS[[] AGYAPONG P，IWAMURA M，STAEHLE D，et al. Design considerations for a 5G network architecture[J]. Communications，，52(11)：65-75.
]连接并且具备高度可靠和安全。为实现这些目的，5G网络应当考虑支持视觉通信和多媒体互动。
5G网络最后目的是支持所有设备，从网络汽车到可穿戴设备到家用电器等等。5G网络重要目的之一是构建智能都市，提供其所需基本设施。这些聪颖都市将会提供移动工业自动化，车载连接和其她应用，这些都需要网络提供低延迟和高可靠性连接。
随着移动业务日益多元化，服务范畴越发广泛，需要不同性能规定。图2.4显示了一种概述5G网络规定，如网络遍及，延迟和连接数量。

图2.4 5G网络服务和场景规定。

依照图2.4，设计中有几种重要挑战，为了满足提供超高清视频和虚拟现实应用规定，5G网络应可以支持至少1 Gb / s或更高数据速率。图2-4清晰显示5G网络预测将有多大改进以满足所有规定：无线接入技术之间数据速率，延迟，切换时间，能源和能源消耗。普通来说，5G网络潜在规定涉及在交通负荷中增长容量，峰值数据速率为5-10，频谱效率为10 bps / Hz，对于顾客，等待时间为1，另一种规定是移动性最高速度高于350公里/小时，切换时间低于10毫秒，网络可靠性非常高。

第3章 5G网络中某些核心技术
3.1 大规模天线
，贝尔实验室，托马斯在《无线通信》[[] MARZETTA T L. Non-cooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennas[J]. IEEE Transactions on Wireless Communications，，9(11)：3590-3600.
]中简介了大规模多天线技术（Massive MIMO）应用在5G移动通信中也许产生效果。大规模天线技术可以提高数百倍系统容量，被业界以为是5G移动通信网络中核心无线技术。与此前单天线和4/8天线系统相比，大规模天线技术可以提高时域、空域和频域频谱效率。大规模天线动态组合可以使用波束赋形技术，因而较小能量束可以集中在一种较社区域，信号强度集中在一种特定方向和特定顾客基本上，显着减少了自干扰和邻域干扰[[] E. G. Larsson，F.，O.，and T. L. Marzetta. Massive MIMO for next generation wireless systems. IEEE.
]。

3.1.1 大规模天线技术应用场景
大规模天线系统重要应用场景如图3.1，分城区覆盖和郊区覆盖、无线回传和局部热点。基站之间基本数据传播、宏站和小型终端之间数据传播问题重要依托无线回传来解决。较偏僻地区无线传播依托郊区覆盖来解决，大型赛事、演唱会、商场、交通枢纽等顾客密度高地区就需要局部热点来解决传播问题。

图3.1 大规模天线技术应用场景

3.1.2 大规模天线技术优势
（1）大量提高网络容量。其波束赋形定向功能可以极大提高频谱效率，大幅度提高网络容量。
（2）可以减少单位硬件成本。波束赋形信号叠加增益功能使得每根天线只需以小功率发射信号，从而避免使用昂贵大动态范畴功率放大器，减少了硬件成本。
（3）低延时通信。大数定律造就平坦衰落信道使得低延时通信成为也许。老式通信系统为了对抗信道深度衰落，需要使用信道编码和交织器，将由深度衰落引起持续突发错误分散到各个不同步间段上，而这种过程导致接受机需完整接受所有数据才干获得信息，导致时延。在大规模天线下，得益于大数定理而产生衰落消失，信道变得良好，对抗深度衰弱过程可以大大简化，因而时延也可以大幅减少。
（4）与毫米波技术形成互补。毫米波拥有丰富带宽，但是衰减强烈，而波束赋形则正好可以解决这一问题
3.1.3 大规模天线技术所面临挑战
大规模天线技术尚有许多问题