5G移动通信技术一课一得

1、移动通信发展史
移动通信发展史概述：

移动通信是指在无线电技术支持下，通过移动通信设备进行语音、数据和视频传输的通信方式。移动通信的发展历程可以被分为以下四个阶段：

第一阶段：1G（第一代移动通信）时代

1G时代指的是20世纪70-90年代初期，发展了模拟信号的移动通信。1981年，美国贝尔实验室推出了第一个商用模拟蜂窝式移动通信系统——AMPS（Advanced Mobile Phone Service），随后日本、欧洲等地纷纷研发出了自己的模拟移动通信系统。

第二阶段：2G（第二代移动通信）时代

2G时代是指90年代中期到21世纪初期，数字化移动通信技术逐渐普及的时期。1991年，欧洲推出了第一个全数字化移动通信标准——GSM（Global System for Mobile Communications），并逐渐普及到全世界。此时，移动通信从模拟时代向数字化时代迈进，短信、彩信等功能也开始出现。

第三阶段：3G（第三代移动通信）时代

3G时代是21世纪初期，移动通信技术开始向宽带化方向发展的时期。2001年，日本推出了第一个3G移动通信标准——WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access），并逐渐普及到全球各地。此时，移动通信开始支持更高速率的数据传输，视频通话和互联网接入等技术也开始出现。

第四阶段：4G（第四代移动通信）时代

4G时代是指21世纪中期，移动通信技术从3G向更高速率、更低延时、更高效能的LTE（Long Term Evolution）技术迈进的时期。2010年，全球开始逐渐推广LTE网络。4G移动通信技术大幅提升了移动通信速度和用户体验，使得高清视频播放、在线游戏等应用变得更加便捷。

总的来说，移动通信技术的发展历程主要是从模拟时代向数字化、宽带化和高速率化方向发展，不断提高通信速度和用户体验，为人们的生活和工作带来了极大的便利。

 MIMO技术即多输入多输出技术，最早是由Marconi于1908年提出的，是一种在发射端和接收端采用多根天线，使信号在空间获得阵列增益、分集增益、复角增益和干扰抵消等提高系统容量的多天线技术。MIMO技术对于提高数据传输的峰值速率与可靠性、扩展覆盖、抑制干扰、增加系统容量、提开系统吞吐量等都发挥着重要作用。

大规模MIMO技术示意图

一、大规模MIMO系统的优点：
      （1）大大提升了系统总容量。随着天线数的急剧增长不同用户之间的信道将呈现出渐进正交特性，用户间干扰可以得到有效的甚至完全的消除。由于天线数目远大于UE数目，系统具有很高的空间自由度，信道矩阵形成一个很大的零空间，很多干扰均可置于零空间内，使系统具有很强的抗干扰能力。当基站天线数目趋于无穷时，加性高斯白噪声和瑞利衰落等负面影响全都可以忽略不计。

      （2）改善了信道的干扰。基站天线数的增加，使信道快衰落和热噪声被有效地平均，从而以极大概率避免了用户陷于深衰落，大大缩短了空中接口的等待延迟，简化了调度策略。更多的基站天线数目提供了更多的选择和灵活性，系统具有更高的应对突发性问题的能力。

      （3）提升了空间分辨率。大量天线的使用，使得波束能量可以聚焦对准很小的空间区域，能深度挖掘空间温度资源，使得基站覆盖范围内的多个用户在同一时频资源上利用大规模MIMO提供的空间自由度与基站同时进行通信，提升频谱资源在多个用户之间的复用能力，从而在不需要增加基站密度和带宽的条件下大幅度提升频谱效益。

      （4）有效地降低发射端的功率消耗。巨量天线的使用，使得阵列增益大大增加，系统总能效能够提升多个数量级。大规模MIMO系统可形成更窄的波束，集中辐射与更小的空间区域内，从而使基站与UE之间的射频传输链路上的能量 效率更高减少基站发射功率损耗。在多小区多用户大规模MIMO系统中，在保证一定的服务质量的情况下，具有理想的信道状态信息时，UE的发射功率与基站天线数目成反比。因此，大规模MIMO系统能大幅度提高能量效率。