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高通5G技术白皮书:新一代移动通信的关键探索
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更新于2024-07-17
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“高通5G白皮书” 高通,作为全球知名的无线通信技术公司,发布了这份关于5G技术的白皮书,旨在探讨和推荐5G网络的关键波形和多址接入技术。该文档发布于2015年11月4日,详细阐述了5G技术的设计目标、物理层波形比较、多址接入技术对比以及相关的推荐方案。 在执行摘要部分,高通强调了5G技术将服务于多种应用场景,包括增强型移动宽带、广域物联网和高可靠性服务。这些场景对网络速度、连接密度和时延有着不同的要求,5G技术需兼顾这些需求以提供全面的解决方案。 高通指出,正交频分复用(OFDM)家族的技术非常适合用于移动宽带和更广泛的领域。OFDM技术因其高效的空间多工能力,能够提高频谱效率,同时具备扩展到宽频带的能力,且实现起来复杂度相对较低,这些都是5G网络设计中重要的考量因素。 白皮书中进一步讨论了单载波波形和基于OFDM的多载波波形。单载波波形通常具有更好的频谱效率和较低的峰均功率比(PAPR),但可能在频率选择性衰落环境中表现不佳。而多载波OFDM技术,如已广泛应用于4G LTE,可以提供更高的数据速率和灵活的带宽配置,但可能会有较高的PAPR。 在多址接入技术部分,白皮书涵盖了正交多址(如TDMA、FDMA和CDMA)和非正交多址(如NOMA)的对比。正交多址技术确保不同用户间信号的正交性,减少干扰,但可能限制系统容量。非正交多址则允许多个用户共享相同的资源块,从而提高频谱效率,但需要复杂的解调策略来处理用户间的信号叠加。 此外,白皮书还包含了参考文献和缩写列表,为读者提供了更深入研究5G技术的线索和基础。高通的这份5G白皮书是对5G关键技术的深度剖析,对于理解5G网络设计的底层原理和技术选择具有重要指导意义。
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资源推荐
© 2015 Qualcomm Technologies, Inc. All rights reserved.
Key design targets for physical layer waveform
8
Key
design targets
Additional details
Higher spectral efficiency
•
Ability to efficiently support MIMO
•
Multipath robustness
Lower in
-band and out-of-band
emissions
•
Reduce interference among users within allocated band
•
Reduce interference among neighbor operators, e.g. achieve low ACLR
Enables
asynchronous multiple
access
•
Support a higher number of small cell data burst devices with minimal scheduling
overhead through asynchronous operations
•
Enables lower power operation
Lower power consumption
•
Requires low PA backoff leading to high PA efficiency
Lower implementation complexity
•
Reasonable transmitter and receiver complexity
•
Additional complexity must be justified by significant performance improvements
© 2015 Qualcomm Technologies, Inc. All rights reserved.
Key design targets for multiple access technique
9
Key
design targets
Additional details
Higher network spectral efficiency
•
Maximize spectral efficiency across users and base stations
•
Enable MU-MIMO
Link budget and capacity trade off
• Maximize link budget and capacity taking into consideration their trade off as well
as the target use case requirements
Lower overhead
•
Minimize protocol overhead to improve scalability, reduce power consumption,
and increase capacity
•
Lower control overhead
© 2015 Qualcomm Technologies, Inc. All rights reserved.
Quick refresh on OFDM
Orthogonal Frequency Division Multiplexing
10
Data
Serial to
Parallel
IFFT
Foundation
to OFDM
Synthesis
Cyclic
Prefix (CP)
Insertion
Windowing
/Filtering
0s
0s
To RF
Simplified OFDM
waveform synthesis for
a transmitter
Coding &
Modulation
OFDM-based waveforms are the foundations for LTE and Wi-Fi systems today
Windowing reduces
out-of-band emissions
Helps maintain orthogonality
despite multipath fading
Data transmitted via closely-spaced, narrowband subcarriers –
IFFT operation ensures subcarriers do not interfere with each other
CP
Bandwidth
Time
Transmitted Waveform
after windowing
IFFT output
CP
Time
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