毫米波等通信技术在5G网络中的应用分析
（文章来源：eeworld）
当前无线通信使用的大多是6 ghz以下频段，然而随着用户数和智能设备数量的增加，有限的频谱带宽需要服务更多的终端，导致每个终端的服务质量严重下降。为了解决频谱资源有限的问题，一个可行的方法便是开发新的通信频段，拓展通信带宽。正因如此，目前有很多运营商或者设备供应商在开展毫米波频段通信的测试。
毫米波频段是指30-300 ghz的频段，相对比原来的6 ghz以下频段，是个非常丰富的频段资源，在这个频段上无线电波的波长在1-10 mm之间。由于毫米波波长较短，在实际通信中传输损耗特别严重，空气中的水蒸气等都会导致其产生严重的衰落，并且以直射波的形式传输，是一种典型的视距传输方式，穿透能力极差，墙体、树叶等都会导致信号的阻断，所以目前毫米波多用在基站与基站之间、雷达、卫星等的传输上(基站架设在高出，彼此之间通常没有建筑物的阻挡)。
因毫米波频段具有高衰落特性，所以可以与大规模mimo技术结合，来加强信号强度，或与small cell技术结合，来加强信号传播的距离。5g的实现必然是要在基础设施的建设上发生一些改变，既要兼容以往的系统也要提供更强的服务。small cell的部署是提高频谱利用率、加强用户服务质量的关键技术之一。
small cell不同与传统的宏基站，它只需要较低的发射功率，可以较容易地部署在路灯等其他设施上，服务小范围内的用户，如上图所示。由于small cell的服务范围较小，所以不同的small cell之间、以及small cell与宏蜂窝之间便可以复用相同的频谱资源，与传统的宏蜂窝形成一种异构结构，极大地提升系统频谱利用率。此外，small cell可以起到中继的效果，加强信号强度和覆盖范围，同时也能增加系统服务的终端个数。
大规模mimo是5g关键技术中非常有潜力的一个，相比4g系统中采用8根(或更少)发送天线，大规模mimo将在同一个天线阵列上部署上百根天线，将天线阵列增益提升到一个新高度!大规模mimo尚未在实际中部署和应用，目前都是在实验室或者一些特定环境下进行测试，但通过已有的测试结果可以看到：大规模mimo只需要采用简单的线性预编码处理(如mrt、zf)便可以提供极高的下行传输速率。
波束成形/预编码技术是与多天线系统密不可分的。波束成形技术可以使发送的信号具有一定的指向性，避免对周围用户的干扰，同时提升指定用户的接收信号功率。随着大规模mimo系统天线数目的增加，系统可以服务更多的终端用户，如何避免信号发送过程中产生的用户干扰是重要问题。波束成形技术是大规模mimo系统中不可或缺的一部分。
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