面向5G的光纤无线融合通信技术

　　移动通信网9月6日消息，2013年宽带通信与物联网前沿技术研讨会昨日下午在深圳金中环酒店举行。会上，来自华中科技大学的张敏明博士带来了题为“面向5G的光纤无线融合通信技术”的演讲，阐述了光纤传输在面向5G的无线融合领域应用的关键技术。【OFweek2013宽带通信与物联网前沿技术研讨会专题报道】

华中科技大学　张敏明博士

　　以下为演讲内容。

　　第五代移动通信（简称"5G"）是为满足智能终端的普及以及移动互联网的高速扩容而正在研究开发的新一代移动通信技术。根据国际前沿研究，未来的5G网络建设应该体现"大容量、低能耗、低成本"三大技术要求，采用何种体制以及何种技术路线，目前国际上正在开展热烈研究，也提出多种方案。现有已经部署的3G和即将部署的4G，射频信号均采用纯无线传输，其重要特征即是"基站"和"天线"的一体化架构。而未来的5G网络，与现有的3G和4G具有极大的不同，一是天线数目从4根可能增大至128根，致使基站的处理能力要求倍增，能耗也相应增大，可能需要机房设施；二是天线覆盖范围由数公里缩小至数百米，这就要求基站数目大幅度增加，进一步形成能耗和成本压力；三是大规模天线阵列射频信号数字化的总传输容量预期将达到T比特量级，传统的信号传输方式成本将会很高。为了解决5G传输存在的瓶颈问题，因此，"光纤无线融合传输"成为国际上面向5G开展研究的关键热点技术之一。

　　随着移动通信技术的发展，基于移动通信网络的丰富应用带动了移动数据业务的大幅度增长。据预测，随着智能终端的普及以及互联网业务的飞速发展，到2020年，移动数据业务流量将增长1000倍，这就给移动和无线接入网络带来了巨大的挑战。按照诺基亚-西门子网络公司的预计，为了在大幅度扩容时同时满足绿色和低成本的运营要求，5G无线网络的频谱效率和能量效率都需要在4G标准上提高一个数量级。

　　首先，在无线网络架构层面，基于云架构大规模协作的无线网络是实现大容量、绿色和低成本5G网络的最佳选择。云架构无线接入网原理结构如图1-1所示，利用光纤分配网络连接云机房的基带处理单元（BBU）和室外的远端射频头（RRH）。其通过1) BBU"云"化方式极大减少基站机房数量，减少配套设备特别是空调的能耗（目前约占总能耗33%）；2) 减小小区覆盖以及大规模天线协作大幅提高射频功率效率（目前约占总能耗30%）；3) 网络动态资源协同调度避免负载时段潮汐效应造成的大量发射功率浪费； 4) 集中化大规模协作变小区间干扰为增益，大幅度提高频谱效率；5) 软件定义无线电技术灵活支持多标准降低运营成本。