面向5G的光纖無(wú)線融合通信技術(shù)

　　移動(dòng)通信網(wǎng)9月6日消息，2013年寬帶通信與物聯(lián)網(wǎng)前沿技術(shù)研討會(huì)昨日下午在深圳金中環(huán)酒店舉行。會(huì)上，來(lái)自華中科技大學(xué)的張敏明博士帶來(lái)了題為“面向5G的光纖無(wú)線融合通信技術(shù)”的演講，闡述了光纖傳輸在面向5G的無(wú)線融合領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。

華中科技大學(xué)　張敏明博士

　　以下為演講內(nèi)容。

　　第五代移動(dòng)通信（簡(jiǎn)稱"5G"）是為滿足智能終端的普及以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速擴(kuò)容而正在研究開發(fā)的新一代移動(dòng)通信技術(shù)。根據(jù)國(guó)際前沿研究，未來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)該體現(xiàn)"大容量、低能耗、低成本"三大技術(shù)要求，采用何種體制以及何種技術(shù)路線，目前國(guó)際上正在開展熱烈研究，也提出多種方案�，F(xiàn)有已經(jīng)部署的3G和即將部署的4G，射頻信號(hào)均采用純無(wú)線傳輸，其重要特征即是"基站"和"天線"的一體化架構(gòu)。而未來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)，與現(xiàn)有的3G和4G具有極大的不同，一是天線數(shù)目從4根可能增大至128根，致使基站的處理能力要求倍增，能耗也相應(yīng)增大，可能需要機(jī)房設(shè)施；二是天線覆蓋范圍由數(shù)公里縮小至數(shù)百米，這就要求基站數(shù)目大幅度增加，進(jìn)一步形成能耗和成本壓力；三是大規(guī)模天線陣列射頻信號(hào)數(shù)字化的總傳輸容量預(yù)期將達(dá)到T比特量級(jí)，傳統(tǒng)的信號(hào)傳輸方式成本將會(huì)很高。為了解決5G傳輸存在的瓶頸問(wèn)題，因此，"光纖無(wú)線融合傳輸"成為國(guó)際上面向5G開展研究的關(guān)鍵熱點(diǎn)技術(shù)之一。

　　隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的豐富應(yīng)用帶動(dòng)了移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的大幅度增長(zhǎng)。據(jù)預(yù)測(cè)，隨著智能終端的普及以及互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，到2020年，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量將增長(zhǎng)1000倍，這就給移動(dòng)和無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。按照諾基亞-西門子網(wǎng)絡(luò)公司的預(yù)計(jì)，為了在大幅度擴(kuò)容時(shí)同時(shí)滿足綠色和低成本的運(yùn)營(yíng)要求，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率和能量效率都需要在4G標(biāo)準(zhǔn)上提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　首先，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層面，基于云架構(gòu)大規(guī)模協(xié)作的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)大容量、綠色和低成本5G網(wǎng)絡(luò)的最佳選擇。云架構(gòu)無(wú)線接入網(wǎng)原理結(jié)構(gòu)如圖1-1所示，利用光纖分配網(wǎng)絡(luò)連接云機(jī)房的基帶處理單元（BBU）和室外的遠(yuǎn)端射頻頭（RRH）。其通過(guò)1) BBU"云"化方式極大減少基站機(jī)房數(shù)量，減少配套設(shè)備特別是空調(diào)的能耗（目前約占總能耗33%）；2) 減小小區(qū)覆蓋以及大規(guī)模天線協(xié)作大幅提高射頻功率效率（目前約占總能耗30%）；3) 網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)資源協(xié)同調(diào)度避免負(fù)載時(shí)段潮汐效應(yīng)造成的大量發(fā)射功率浪費(fèi)； 4) 集中化大規(guī)模協(xié)作變小區(qū)間干擾為增益，大幅度提高頻譜效率；5) 軟件定義無(wú)線電技術(shù)靈活支持多標(biāo)準(zhǔn)降低運(yùn)營(yíng)成本。