大规模MIMO
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术指在发射端和 接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端 与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量

网络吞吐量趋势
近二十年，5G无线通信需求主要通过空中接口和频谱资源获得，分别 提供20X左右和25X左右容量提升需求，再后来的二十年，系统容量的 提升将分别通过网络设备和频谱资源获得，分别提供40X-50X和5X-10X 容量的提升。
利用多种适用于短距离 通信的技术实现高速率 传输，比如60GHz毫米 波通信，可以解决频谱 稀缺问题
1、从室外大规模天线与基站。主要使用Massive MIMO技术，Massive MIMO通过接收端的多天线同时首发，使数据在发端和收端的多天线之间同时 传输多数据流。 2、从用户到室内无线接入点的通信。把室内用户与无线接入点之间的通信变 成近距离通信，因此，许多近距离通信技术可以利用。如：可见光通信、毫米 波通信，WI-FI，无线Gigabit（WI Gig）技术等。
TD-SCDMA: Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access 时分同步码分多址 CDMA2000: Code Division Multiple Access 2000 3G移动通讯标准 OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing 正交频分复用技术 LTE: Long Term Evolution 长期演进技术 LTE-Advanced: LTE技术的演进 Wimax: Worldwide Interoperability for Microwave Access 全球微波互联接入 Wireless MAN: WiMax的802.16系列标准 D2D: Device—to—Device Communication MIMO: Multiple-Input Multiple-Output 多入多出技术 NOMA: Nonorthogonal Multiple Access 非正交多址接入 Femtocell: 家庭基站，又称“飞蜂窝”，“毫微微小区” BBU: Base Band Unit 基带处理单元
大规模MIMO特点 （1）在节点方面是可扩展技术 4G在许多方面不可扩展，因为方位定向天线的空间有限，并且传播时角度 扩散是不可避免的，也就是说天线数量与设备数量必须相匹配。然而，通 过上行导频采用时分双工进行信道估计，大规模MIMO中基站天线数量没 有限制。 （2）能促使新的部署和架构产生 尽管人们可以设想直接用低增益谐振天线阵列代替宏基站，但是其他部署 也是有可能的，如在农村地区的水箱表面或摩天大楼的外墙部署共形天线 阵列。
MIMO天线系统的传输模型
假设系统为N发M收的MIMO系统，发射端装有N根天线，接收端装配M根天线。则xi （i=1,2……N）表示第i个发射天线的发射信号，rj（j=1,2……M）表示第j个接收天线的接收信号。 Hij表示第i根天线与第j根接收天线间的信道衰落系数。并且假设接收端噪声信号nj是零均值复高斯 变量，不同噪声信号间互相独立，且发射信号之间也互相独立。每根接收天线收到的噪声信号功 率相同，信道是服从独立同分布的瑞利衰落信道。
1G
20世纪70年代中期至80 年代中期
2G
20世纪80年代中期 至20世纪末
3G
2008年运营
4G
2013年运营
模拟调 制 接入方 式： FDMA 典型系 统： AMPS TACS NMT
数字调 制 接入方 式： TDMA、 CDMA 典型系 统： GSM PHS PACS DAMPS
系统标 准： WCDM A TDSCDMA CDMA2 000
接入网
异构多接入 技术的融合
基站资源的虚 拟化
内容边缘缓存 和投递
传输路径优 化，数据平 面扁平化
用一个单一无线 控制器SRC进行 操作，对SRC有 3点要求：①增 强现有接口；② SRC向后兼容； ③SRC不会影响 传统的空中接口
在集中式基站部署上， 基带处理单元BBU的 基带处理逐渐由SDR 实现，在原有CRAN[4]上演进到基于 实时云架构的虚拟化 基站，实现频谱资源 的动态调度。通过基 带池中BBU与配置的 远端射频单元协作工 作，可以实现统一平 台上的多种网络功能。
接入方式： OFDMA 标准： LTE、 LTEAdvanc ed、 Wimax、 Wireless MAN
5G
2013年运营
ITU关于5G的八大关键性能指标 （1）峰值速率数十Gbit/s； （2）用户体验速率0.1~1 Gbit/s； （3）频谱效率相比IMT-Advanced提升3倍以上； （4）移动性支持500km/h； （5）时延1m/s； （6）终端连接数10^6/km^2 （7）网络能量效率较IMT-Advanced提升100倍以上； （8）数据容量10Mbits/m^2。
几种Small cell的介绍：
（1）Femtocell：是所有异构Small cell里覆盖范围最小，发 射功率最低，支持用户数最少的网络节点，它通过Internet和 标准的IP协议传输数据到运营商的核心网。它有提高服务质量 降低运营商成本等特点。 （2）Picocell：比Femtocell有着更大的发射功率和更广的覆 盖范围。对于所有用户终端的接入都是开放性的。常用于办公 楼、教学楼、大型商场、商业区等区域及大型室内场所。 （3）Microcell：是基于开放性接入控制的网络类型，一般具 有更大的覆盖范围或更大的发射功率。主要被用于城乡环境中， 通常被用于扩展覆盖范围而不是卸载Marco cell流量。
5G网络架构
5G网络 架构
网络部署 场景
接入网
核心网
网络场景部署
室外借助分布式 天线（DAS）和 大规模MIMO配 备基站，二者通 过光纤连接起来
室内与安装在室外 建筑的大型天线阵 列的室内AP进行通 信
移动事物（如终端）部署 Mobile Femtocell,可以动 态地改变其到运营商核心网 络的连接。同时，部署虚拟 蜂窝作为宏蜂窝的补充，提 高了室外覆盖率。
蜂窝网络中的D2D通信
混合波段D2D通信示意图
基站发现在其小区内，存在用户D2D设备A希望进行通信，随即 在小区内进行广播D2D链路设置信息给所有用户，希望找到 D2D接收机。D2D接收机设备B把信息反馈于基站，基站开始准 备波束对准过程。基站通过波束对准协议后，判断通信链路为 视距传输，将会通知D2D用户对在毫米波波段进行通信，如果 通信链路有障碍或者距离太长不适宜毫米波通信，D2D对会被 告知采用毫米波波段进行通信。
D2D（device to device）通信
Device-to-Device，简 称D2D，是计算机专业术 语，指设备到设备。 Device-to-Device通信 是一种在系统的控制下， 允许终端之间通过复用小 区资源直接进行通信的新 型技术 通信过程：用户向基站 提出D2D 通信的请求， 基站接收到请求后将用 户的通信方式切换到 D2D 连接模式
智能化
一个典型的UMTS基站消耗800-1500W，单射频输出功率仅有20-40W。
参考文献显示运营商正面临着入不敷出的严峻局面，在2G、3G时代主 要依靠增加覆盖区域和提高数据速率等盈利方式难以为继，节能已成为 今后盈利的主要方式。 IMT-2020发布的《5G愿景与需求》白皮书明确期望，5G相比于4G通 信系统在频谱效率方面须提高5-15倍，在能量效率方面须实现100倍以 上的提升。 因此，要在保障用户体验的前提下，能够为异构网络的部署提供节省能 源[3]和成本的解决方案。（自组织网络、软件定义化网络、软件定义无 线电、云接入）
未来5G网络的总体趋势[1]
（1）无线接入技术的演进。从频分/时分和宽带码分多址变化为正 交频分多址接入（OFDMA），演进到5G时，可能采用非正交多 址接入（NOMA）。这个方向主要是改善资源的利用率。 （2）蜂窝覆盖范围逐渐减小。蜂窝覆盖范围的缩小是未来网络发 展的一个趋势。小蜂窝的随机部署特性，不可避免地会小蜂窝的密 集分布甚至超密集分布。由此推断，5G必然是一个超密集网络。 （3）异构性[2]。混合协同使用不同覆盖范围的蜂窝和不同技术特 征的接入点。 （4）智能化。在保障用户体验的前提下，能够为异构网络的部署 提供节省能源[3]和成本的解决方案。（自组织网络、软件定义化 网络、软件定义无线电、云接入）
NOMA系统中，当用户复用数为2时，接收端SIC解码过程如图所示，由于UE1的信道条件相较于 UE2的信道条件好，因此先对UE2的信号进行解码即可恢复出UE2的信号；在恢复UE1的信号时， 需要先恢复UE2信号，然后从接收信号中消除UE2信号，最后再检测UE1。 UE1，UE2的吞吐量如下：
从公式可以看出，功率分配能够极大影响系统吞吐量，并决定所使用的调制编码方案。基 站通过调整功率分配比P1/P2，可以灵活地控制每个用户的吞吐量。整个小区的吞吐量、 边缘用户的吞吐量以及用户公平性都与功率分配方案有着密切关系。
将内容存储和分 发能力下沉到接 入网，基于对用 户的感知[5]， 按需推送内容， 提升用户业务体 验。
核心网
控制与转 发分离
物理硬件与 逻辑分离
对业务的感 知，支持动 态数据的传 输策略
数据平面 扁平化
在控制平面中， 集中式网络控制 器负责把网络分 离后的数据转发 平面上的流量分 配给网络元件， 实现拓扑感知、 路由决策和协议 等功能。
利用IT虚拟化 技术，将核心 网设备迁移到 高性能服务器， 将核心网网元 功能从专用硬 件移植到通用 虚拟机平台。
5G关键技术
超密集异 构网络部 署
D2D通信
大规模 MIMO
绿色通 信
超密集异构网络部署
密集组网下的LTE-B异构部署场景
为应对未来持续增长的数据业务需求，密集异构网络部署将会成为当前 无线通信发展所面临挑战的一种解决方案[6]。