5G移动通信网络中的关键技术.docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上毕业设计（论文）设计说明书设计(论文)题目：5G移动通信网络中的关键技术学 生： 专 业： 班 级： 指导教师： 设计日期： 专心-专注-专业毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：5G移动通信网络中的关键技术毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：题目：应简洁、明确、有概括性，字数不宜超过20个字；摘要：要有高度的概括力，语言精练、明确，中文摘要约100200字； 关键词：从论文标题或正文中挑选35个，最能表达主要内容的词作为关键词； 目录：写出目录，标明页码； 正文：本科毕业论文正文字数一般应在15000字以上，毕业论文正文：包括前言、本论、结论三个部分：前言

2、（引言）是论文的开头部分，主要说明论文写作的目的、现实意义、对所研究问题的认识，并提出论文的中心论点等。前言要写得简明扼要，篇幅不要太长。本论是毕业论文的主体，包括研究内容与方法、分析（讨论）等。在本部分要运用各方面资料，分析问题，论证观点，尽量反映出自己的科研能力和学术水平。结论是毕业论文的收尾部分，是围绕本论所作的结束语。其基本的要点就是总结全文，加深题意； 致谢：简述自己通过做毕业论文的体会，并应对指导教师和协助完成论文的有关人员表示谢意； 参考文献：在毕业论文末尾要列出在论文中参考过的专著、论文及其他资料，所列参考文献应按文中参考或引证的先后顺序排列。毕业设计（论文）主要内容：第一部分

3、，主要介绍课题研究的背景，阐述了通信网络发展历程，国内外对5G网络的研究现状,以及本课题所研究的主要内容；第二部分，介绍了5G网络的应用场景、标志、指标、技术方向；第三部分，介绍了大规模天线技术、超密集组网技术、全频谱接入、新型多址； 第四部分，设计一个简单的大规模天线系统，将其系统模型、频谱效率和传输过程与4G网络中所用的MIMO天线系统进行对比，说明其优势。说明为什么大规模天线技术会成为5G网络潜在的无线的关键技术；第五部分，总结部分，总结了在本次课程设计中得到的收获与成果，同时阐述了本次设计中遇到的难点和存在的问题，以便今后完善。学生应交出的设计文件（论文）：1、开题报告；2、中期检查表

4、；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（包含上述1-5的内容）主要参考文献（资料）：1尤肖虎，潘志文，高西奇. 5G 移动通信发展趋势与若干关键技术J.中国科学: 信息科学，2014，44( 5) : 551 5632 IMT-2020(5G) Promotion Group. 5G 无线技术架构白皮书R. 2015.3 ULLBERG H, POPOVSKI P, GOZALVEZ-SERRANO D, et al. METIS system concept: the shape of 5G to comeJ. IEEE Communications Magaz

5、ine, 2015.4中兴通讯.用技术创新勾画 5G网络蓝图J.通信产业报,2014(34).5 LI Y, WANG Q, ZHONG Z D. IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting. c2015:1808-18096 GUPTA A, JHA R K. A survey of 5G network: architecture and emerging technologiesJ. IEEE Access,2015, 3:1206-

6、12327 AGYAPONG P, IWAMURA M, STAEHLE D, et al. Design considerations for a 5G network architectureJ. Communications Magazine,IEEE, 2014, 52(11): 65-75.8 MARZETTA T L. Non-cooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennasJ. IEEE Transactions on Wireless Communications, 201

7、0, 9(11): 3590-3600.9 E. G. Larsson, F.Tufvesson, O.Edfors, and T. L. Marzetta. Massive MIMO for next generation wireless systems. IEEE. 201412 LI Q C, NIU H N, PAPATHANASSIOU A T, et al. 5G network capacity: key elements and technologies J. IEEE Vehicular Technology Magazine, 2014, 9(1): 71-78.13 Y

8、ANG F Y, WANG H, MEI C, et al. A flexible three clouds 5G mobile network architecture based on NFV & SDN J. CHINA Communication, 201514 3GPP TR 38.900. Channel model for frequency spectrum above 6 GHz S. 2016.15 ITU-R report M. Technical feasibility of IMT in bands above 6GHzS. 2015.16 ITU-R M 2083-

9、0. IMT VisionFramework and overall objectives of the future development of IMT for 2020 and beyondS. 2015.17 C. Shepard, H. Yu, N. Anand, L. E. Li, T. L. Marzetta, R. Yang, and L.Zhong, Argos: Practical many-antenna base stations in Proc. ACM Int.Conf. Mobile Computing and Networking, Aug. 201218 G.

10、 Miao, J. Zander, K-W Sung. Mobile Data Networks, Cambridge University Press. 2016.19 Goldsmith A, Jafar S A, Jindal N, et al. Capacity limits of MIMO channelsJ. Select Areas in Communications, IEEE Journal on, 2003, 21(5): 684-70220 H. Q. Ngo, E. G. Larsson, and T. L. Marzetta. Uplink power of mult

11、iuser MIMO with very large antenna arrays. Urbana-Champaign, Illinois, US, Sep. 2011.21 M. Kobayashi, N. Jindal, and G.Caire, Training and feedback optimization for multiuser MIMO downlink, IEEE Trans. Aug. 2011.22 Larsson E G, Edfors O, Tufvesson F, et al. for next generation wireless systemsJ. arX

12、iv preprint. 201323 H. Yin, D.Gesbert, M. Filippou, and Y. Liu. A coordinated approach to channel estimation in large-scale multiple-antenna systems. IEEE. 2013.24 A.Pitarokoilis, S. K. Mohammed, and E. G. Larsson. On the optimality of single-carrier transmission in large-scale antenna systems. IEEE

13、 Wireless Commun. Aug. 201225 J.Hoydis, S. ten Brink. the UL/DL of cellular networks. IEEE J. Sel. Areas Commun. Feb. 2013.26 F.Rusek, D. Persson, E. G. Larsson, T. L. Marzetta. Scaling up MIMO: Opportunities and challenges with very large arrays. IEEE Signal Process. 2013.27 Lu L, Li G, Swindlehurs

14、t A, et al. An overview of massive MIMO: benefits and challengesJ. IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, 2014, 8(5): 742-758.专业班级 学生 要求设计（论文）工作起止日期 指导教师签字 日期 教研室主任审查签字 日期 系主任批准签字 日期 5G移动通信网络中的关键技术研究摘要移动通信网络发展到现在一共经历了4代，第一代是模拟技术，第二代实现了数字化语音通信，第三代是3G网络，已经能够实现基本的多媒体通信，第四代是我们目前已经离不开的4G网络

15、，其标志着无线宽带时代的到来。而本论文所研究的5G移动通信网络指的正是第五代移动通信网络。5G网络还没有进入我们的生活，通过现有的4G网络来推测并不能准确的得知当5G网络普及之后我们的社会将发生多大的改变，本文根据各大组织，通讯企业发布的关于5G网络的信息，介绍什么是5G网络，国际上对5G网络的要求，5G网络的应用场景还有5G网络的技术发展方向。文章中主要还对5G网络潜在的无线技术进行分析，介绍大规模天线技术、超密集组网、全频谱接入和新型多址的基本概念、优势、挑战。再单独针对大规模天线技术进行研究，设计一个简单的大规模天线系统，将其系统模型、频谱效率和传输过程与4G网络中所用的MIMO天线系统

16、进行对比，说明其优势。5G网络的道路上还需要不断的探索，Verizon，英特尔，高通，华为，爱立信，三星等企业已经在为5G网络技术进行各方面的测试，这些测试结果将影响到5G网络的标准的制定。在通信领域，统一的通信标准将会极大的促进全球通信的发展，所以及早的明确5G网络的关键技术将对5G移动通信网络的发展具有极大的意义。关键词：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 NetworkAbstractMobile communication network developmen

17、t 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 cant be se

18、parated 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 t

19、he 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 de

20、velopment 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 tech

21、nology 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

22、 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

23、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目录第1章 绪论1.1 选题目的和意义移动通信网络发展到现在一共经历了4代，第一代是模拟技术，第二代实现了数字化语音通信，第三代是3G网络，已经能够实现基本的多媒体通信，第四代是我们目前已经离不开的4G网络，其标志着

24、无线宽带时代的到来。而本论文所研究的5G移动通信网络指的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关键技术J.中国科学: 信息科学，2014，44( 5) : 551 563。4G网络已经改变了我们的生活，使我们在能够足不出户的买到漂亮的服装和美味的食物，使我们能够更方便的远行，游玩，不再担心迷路或是无处可居。5G移动通信网络是4G网络的升级版，5G网络传输速度将会更快，传输功耗将会变得更低，成本也将更低，能够承载更多设备的接入。5G网络将会开启一个全新的时代，它瞄准的不再仅仅是人与人之间的连接，更包括了人与物，物与物的连接，将会实现的是整个社会的全面互联。

25、随着5G网络的到来，每种类型的通信都会受到很大的影响。新的5G移动通信网络，面对高吞吐量需求的不断增长，需要通过增加无线网络的数据量，提高质量和服务，并降低价格来满足社会的需求，这些是5G网络的重要因素。移动网络，医疗保健，互联网上的各种视频和音频，游戏，安全监控，以及我们生活的各个方面都将会利用到5G网络。它也将在商业，工业，学校和社会中发挥重要作用，改善大学生，医生，飞行员和警察的生活等等。我们生活的地区5G网络的最大优点之一是其能够建立全球网络。这个全球网络是基于所有可用的通信。考虑可穿戴设备的人造智能可用性，可以帮助我们监测我们身体的活动，如心脏速率，血压和大脑的活动，并在线保持与中央

26、卫生保健中心的沟通。5G移动通信系统想要满足2020年的移动互联网，物联网的需求，最关键的两点：快速，低功耗。而想要实现这两点，最重要的是对5G网络关键技术的选择。5G移动通信网络的实现需要足够的技术支持，而5G网络无线技术是支持5G网络成功构建的基石性技术，只有其无线关键技术确保达到目标，才有可能实现整个社区5G网络的覆盖。5G移动通信系统所需要加强的主要是无线技术和网络架构两个方面。本文主要讨论了5G网络无线技术的潜在核心技术，根据国际主流组织机构发布的关于5G网络的最新信息，将5G网络所潜在的无线关键技术，进行介绍，并选择其中之一，解释其原理，应用场景，优势和问题。尽快明确5G网络的概念

27、，技术方向和其核心技术，这将对聚集全球产业力量，促进5G网络的发展具有十分重要的意义 IMT-2020(5G) Promotion Group. 5G 无线技术架构白皮书R. 2015.。1.2 国内外研究现状移动通信具有全球统一的工业生态，形成国际统一的5G移动通信网络的标准已成为通信行业的共同声音。国际电联于2016年推出了5G网络技术性能要求和评估方式，计划于2017年底开始5G网络候选方案收集，并且将在2020年底实现标准的制定。同时国际上各个国家为了获得5G网络标准技术制定权，进行着激烈的竞争。美国：2012年7月，纽约大学设立了政府和商业组织的5G联盟。2015年9月7日，美国移动

28、企业Verizon宣布，开始5G通信网络的试用，并在2017年于美国一些城市使用。2016年7月，美国通信委员会宣布，将为5G网络通信开通24 GHz以上的频段，并发布无线电通信研究计划（AWRI），以促进5G网络研究与发展，并确定未来七年 投资4亿美元用于5G通信网络的研究，并且AWRI将在FCC允许的5G网络频率范围内，在4个城市中进行5G网络试验。欧盟：2015年9月，欧盟成立了国际顶尖的5G创新中心。在2015年移动世界大会上，欧盟委员会和欧洲的技术行业提出了关于发展欧洲5G网络通信技术和构建5G网络基础设施的愿景。一年后，欧洲数字经济与社会事务专员在2016年移动世界大会上宣布，欧洲

29、已经开始制定一这项行动计划，到2020年在欧盟部署5G网络技术。2016年7月，欧洲的通信行业发布了5G宣言，11月10日发布了欧洲5G网络频谱战略，确定5G网络初期频谱部署计划。日本：2013年10月，日本的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。2014年5月，日本NTT其他各国的通信企业展开5G网络联合实验，并在2015年11月，该公司实施的5G网络试验中，在商业区以70GHz频段接收到信号，实现了超过2Gbit/s无线传输。韩国：2013年6月韩国成立5G论坛，并提出5G网络发展战略。2014年1月，韩国宣布投资1.6万亿韩元用以5G网络核心技术的开发。

30、2016年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标准，加速了韩国5G移动通信网络的商业化。2016年10月，韩国的移动运营商SK电讯声明，将在韩国成立5G移动通信网络研讨中心。中国：2013年2月，我国政府部门工业和信息部、科技部成立了“IMT-2020推进组”，提出中国将在5G网络标准制定中，发挥主导作用的目标。2014年1月，我国台湾地区进行了5G网络发展产业和策略会议，并成立了专门的部门来推进5G网络的长期发展。2016年5月31日，由美洲5G America、日本5GMF、韩国5G论坛、欧盟5G PPP、中国IMT-2020推进组联合主办的第一届国际性

31、的5G大会在北京召开。2017年1月，由我国工业和信息部发表的信息通信行业发展规划中明确指出，支持5G网络研究和相关技术测试，加快5G网络频谱规划。2017年3月，政府工作报告中指出要加快5G网络技术研发。1.3 论文内容与组织结构本篇论文主要是介绍5G移动通信系统的概念并分析和对比5G网络的无线关键技术。第一章主要介绍本文选题的目的和意义，简单的介绍了通信领域的发展，现在国际上各国和各组织对5G移动通信网络的研究与进展。第二章专门对5G网络进行了介绍，什么是5G网络、5G网络的标志、5G网络的技术指标、应用场景、技术方向、还有5G网络所面临的挑战。第三章将介绍四种5G移动通信系统潜在的无线关

32、键技术，并进行应用场景、技术优势、面临的挑战上的分析，使阅读本篇论文的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的大规模天线技术专门提出来进行较为详细的分析，将其系统模型与传统的天线技术进行对比，并从大规模天线系统的频谱效率，传输过程等方面进行研究，将其与传统的天线技术MIMO技术进行对比，说明大规模天线技术所具有的优势。第五章为全文总结，总结本文所介绍的内容与进行的工作。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个万物连接的系统，创建一个完全移动和完全关联的社会。5G网络主要包括生

33、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，并引入数据中心的云化，虚拟化的概念 TULLBERG H, POPOVSKI P, GOZALVEZ-SERRANO D, et al. METIS system concept: the shape of 5G to comeJ. IEEE Communications Magazine, 2015.。到目前还没有官方的5G网络，也没有全球统一的标准，尽管它们正在进行中。具体标准可能因源而异，但都指向相同类型的改进：更快的速度，更高的容量，更高的可靠性，更低的延迟。5G网络的预期速度范围为千兆位到几十千兆，但在这个时候，

34、我们还不知道真正的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都有所改善，特别是允许各种设备和传感器实时有效地通信。5G网络会使物联网的应用成本降低很多。Verizon，英特尔，高通，华为，爱立信，三星等企业已经在为5G网络技术进行各方面的测试，这些测试结果将影响到5G的标准的制定。5G移动通信网络的将会使用毫米波来传输信息，这是5G移动通信网络提升速度的关键。由于毫米波的波长短，能够缩小发射天线和接收信天线的尺寸，这为大规模天线系统的部署提供了支持。2017年2月9日，国际通信标准组织公布了5G移动通信网络的Logo。如图2.1所示图2.1 5G

35、的Logo2.2 5G应用场景5G网络的应用场景如图2.2所示，所有事物都相互关联，人与事物，事物与事物连接。数据云化，远程操作不再受空间的约束。VR（虚拟现实）、AR（增强现实）等将成为主流的设备，无人驾驶车辆将会真正实现。获取内容的方式更多将是视频，直播等形式。正如两个世纪前工业革命期间新技术的出现在改变了我们的生活，今天我们正在经历另一次技术革命，5G网络将使我们的城市环境现代化，以配合我们的生活 中兴通讯. Pre5G,用技术创新勾画 5G 蓝图J.通信产业报,2014(34).。图2.2 5G网络应用场景2.2.1 车联网无人驾驶。当我们做在车上时，汽车可以自动检测出路上的风险，如果

36、汽车行驶时离前方车辆很近，将会降低驾驶速度到安全距离。而且在车辆并行的过程，能判断和自动调整左右车的距离，大大提高交通安全。而在这种行驶中，需要具有超高速处理能力来处理巨大的数据。这些将5G移动通信网络中得以实现。2.2.2 VR（虚拟现实） VR已经成为展览的宠儿。但是现在VR还能不能融入我们的生活。只有当5G网络时代到来后VR才有可能真正实现普及。在5G网络时代VR将得到真正的利用，无线VR设备，只需要一个头戴显示器，便能够随时从云端获取到内容，VR需要解决的关键问题是如何实现高速运行的游戏以及低延迟同步数据，这需要5G网络所提供的高速度和低延时，在5G移动通信网络的时代VR技术将会真正的

37、应用到生活。2.2.3 远程医疗保健远程医疗与保健，利用应用程序来监测身体的状况，自动分析并汇报健康状况，给出合理建议，自动调节减轻患者的压力，特别是当病人面临突发情况时，可以利用5G网络的超高的可靠性和极低的延迟，远程控制对病人进行简单治疗。5G网络技术将使远程医疗和保健将得到广泛应用。远程医疗保健可能彻底改变现代医疗机构的运作方式，医疗服务将与网络密切相关，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，物联网是最热门的话题。人和机器间的通信将更加方便，几乎没有延迟。更高带宽和速度，能使机器可以更快速地处理大量的命令

38、并快速反馈。智能应用也将在日常生活中随处可见，如停车场，体育馆，购物网站的智能转型。5G网络将带给物联网未来，实现万物互联，智慧城市。2.3 5G网络的要求5G网络的目标是提供一个很高的数据传输速率给众多的用户。它还支持模拟用于部署大量传感器的连接。相比4G，5G移动通信网络的频谱效率有明显的提升。电信领域一直在经历新一代移动网络，几乎每10年出现1代。预计在5G网络时代，通信网络将拥有更高的峰值比特率，能同时处理更多的数据，连接更多的设备，更高的频谱效率，更低的电池消耗，更低的停机概率，更高的覆盖范围和更大的比特率，更低的延迟，较低的基础架构部署成本和更高的安全性。5G移动通信网络的计划部署

39、时间是2020年 LI Y, WANG Q, ZHONG Z D. IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting. c2015:1808-1809。Next Generation Mobile Network Alliance（下一代移动网络联盟）定义了5G网络的以下要求：（1）数万用户同时使用时，数据传输速率达到10 Mbps；（2）同时向同一楼层的办公人员提供服务时，数据传输速率达到1 Gbps;（3）支持数十万个设备同时连接，支持大量的

40、传感器网络部署;（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网络的技术方向5G网络中还有许多潜在的无线技术 GUPTA A, JHA R K. A survey of 5G network: architecture and emerging technologiesJ. IEEE Access,2015, 3:1206-1232正在研究，根据国际上对通信的需求，5G网络所面临的主要困难和挑战是：更快！更低功耗！而想提高通信的速率和降低功耗，需要从最基本的理论上开始研究，香农公式： C=Blog2(1+S/N) （2-1）公式（2-1

41、）中B是信道带宽（Hz），S是信号功率（W），N为噪声功率（W），C是最大传输速率（bit/s）。由公式可以看出，信道传输速率C与信道带宽B正相关，为了提升最大传输速率C需要增大信道带宽B。图2.3 5G网络提升速率的三个基本方向提高传输速率是5G移动通信网络的关键，如图2.3所示，提升传输速率主要有三个方向：（1）更密集的布局，单位面积内增加基站或小型终端的数量。（2）扩展新的频谱范围，使用新的频段。（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的传输速率上升。2.5 5G网络面临的挑战整合各种标准，提供共同平台并建立合适的基础设施是5G网络是设计中最重要的挑战。在建立5G无线

42、网络时，需要在三个主要类别下解决问题。首先，从预期的5G网络，它应该能够提供巨大的容量和连接。第二，5G网络将支持各种服务，以及与不同生活领域内相关的用户。第三点建立5G网络利用所有可用容量，灵活满足并部署于各种不同网络场景。移动网络越来越多地覆盖了我们日常沟通的各个方面。所以这些网络应该能够提供具有适当QoS AGYAPONG P, IWAMURA M, STAEHLE D, et al. Design considerations for a 5G network architectureJ. Communications Magazine,IEEE, 2014, 52(11): 65-7

43、5.的连接并且具有高度的可靠和安全。为实现这些目标，5G网络应该考虑支持视觉通信和多媒体互动。5G网络的最终目标是支持所有的设备，从网络汽车到可穿戴设备到家用电器等等。5G网络的主要目标之一是构建智能城市，提供其所需的基础设施。这些聪明的城市将会提供移动工业自动化，车载连接和其他应用，这些都需要网络提供低延迟和高可靠性的连接。随着移动业务日益多元化，服务范围越发广泛，需要不同的性能要求。图2.4显示了一个概述5G网络的要求，如网络遍及，延迟和连接数量。图2.4 5G网络服务和场景的要求。根据图2.4，设计中有几个重要的挑战，为了满足提供超高清视频和虚拟现实应用的要求，5G网络应能够支持至少1

44、Gb / s或更高的数据速率。图2-4清楚显示5G网络预计将有多大的改善以满足所有的要求：无线接入技术之间的数据速率，延迟，切换时间，能源和能源消耗。一般来说，5G网络的潜在要求包括在交通负荷中增加容量，峰值数据速率为5-10Gbps，频谱效率为10 bps / Hz，对于用户，等待时间为1ms，另一个要求是移动性最高速度高于350公里/小时，切换时间低于10毫秒，网络的可靠性非常高。第3章 5G网络中的一些关键技术3.1 大规模天线2010年，贝尔实验室，托马斯在无线通信 MARZETTA T L. Non-cooperative cellular wireless with unlimit

45、ed numbers of base station antennasJ. IEEE Transactions on Wireless Communications, 2010, 9(11): 3590-3600.中介绍了大规模多天线技术（Massive MIMO）应用在5G移动通信中可能产生的效果。大规模天线技术可以提高数百倍的系统容量，被业界认为是5G移动通信网络中的关键无线技术。与以前的单天线和4/8天线系统相比，大规模天线技术可以提高时域、空域和频域的频谱效率。大规模天线的动态组合可以使用波束赋形技术，因此较小的能量束可以集中在一个较小的区域，信号强度集中在一个特定的方向和特定的用户基

46、础上，显着减少了自干扰和邻域干扰 E. G. Larsson, F.Tufvesson, O.Edfors, and T. L. Marzetta. Massive MIMO for next generation wireless systems. IEEE. 2014。3.1.1 大规模天线技术的应用场景大规模天线系统的主要应用场景如图3.1，分城区覆盖和郊区覆盖、无线回传和局部热点。基站之间的基本数据传输、宏站和小型终端之间的数据传输问题主要依靠无线回传来处理。较偏僻地区的无线传输依靠郊区覆盖来处理，大型赛事、演唱会、商场、交通枢纽等用户密度高的地区就需要局部热点来解决传输问题。图3.1 大规模天线技术的应用场景3.1.2 大规模天线技术的优势（1）大量提升网络容量。其波束赋形的定向功能能够极大提升频谱效率，大幅度提高网络容量。（2）能够减少单位硬件的成本。波束赋形的信号叠加增益功能使得每根天线只需以小功率发射信号，从而避免使用昂贵的大动态范围功率放大器，减少了硬件成本。（3）低延时通信。大数定律造就的平坦衰落信道使得低延时通信成为可能。传统通信系统为了对抗信道的深