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5G:开启未来无线通信创新之路
赵绍刚 (作者)。几本值得推荐的5G书籍:《大话5g》
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5G网络关键技术
为了满足5G业务需求，其架构必须具有高度灵活性。为此，需要使用上下文感知网络（Context Aware Network, CAN），CAN可以为数字网络提供最大的稳定性和灵活性。实际上，该网络是将两种不同网络与两种不同功能进行了组合：哑网络和智能网络。5G网络需要使用动态无线资源管理技术，这将基于软件定义无线电来实现。动态无线资源管理基于认知无线技术，即不同的无线技术可以共享相同的频谱，这可以通过主动方式在未使用的频谱上进行搜索和根据共享频谱的传输技术来调整传输机制来实现。网络功能虚拟化（Network Function Virtual, NFV）可以使5G网络变得更灵活。通过NFV功能，我们可以将网络功能与专用设备解耦，从而允许网络业务在虚拟机上运行。通过NFV,5G网络将导致私有硬件的大幅降低，并可以快速实现业务的部署。
在5G网络中，基于类似的移动性模式，可以大规模部署机器类通信（Machine Type Communication, MTC）设备。因此，5G需要支持更多的工作模式，例如，设备到设备通信（Device-to-Device, D2D）、具有更低的功耗，支持多RAT技术和管理，支持更高级的多址机制，在低频段支持优化操作。
5G网络还需要高密度网络，使用高级小区、高级节点互操作和自组织网络来实现。5G网络中的另一个优势就是通过考虑载波聚合来实现更高的频谱，这可以通过在许可或非许可频段上实现，可以工作在毫米波段，也可以通过认知无线电技术来实现。
在所有的5G技术中，最关键的技术之一是无线接入网技术。图1.6给出了实现5G需求所需的无线网络关键技术，在5G网络中需要可以提供几Gb/s的数据速率，这需要通过使用大MIMO、毫米波、新波形及轨道角动量复用来实现。不同的蜂窝和无线网络对于容量和带宽的需求是非常大的。在未来5G网络的数据速率必须增加到Gb/s量级。较高的数据速率可以通过使用毫米波频谱来实现，较小的毫米波长度可以与定向天线组合从而支持更高吞吐量，因为大MIMO作为空间处理技术可以提供正交极化和波束赋形。此外，5G用户大连接需求需要采用新型多址技术，即非正交多址技术（Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA）。
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