5G系统抗干扰技术研究开题报告

全文总字数：4013字

1. 研究目的与意义（文献综述）

所谓无线通信就是通过有形设备或无形介质来传播带有信息的电磁波信号，完成信息的传输和交换。移动通信就是相互通信的一端或者多端不是固定的而是处于不断移动的状态，业内一般将这两者统一称作为无线移动通信。无线移动通信作为通信领域内的主流产业，一直是各大学者研究的热点。近30 年来，随着无线移动通信技术的飞速发展，未来无线移动通信技术结合计算机互联网以提供更宽广的覆盖范围，更快捷的传输速率，更合理的传输模式成为了发展的主流趋势，这对频谱资源日益稀缺的现代无线移动通信提出了新的挑战，因此研究和建设具有更快的传输速率，更高的频谱效率和更大的网络容量的无线通信网络是下一代无线移动通信的发展目标。

无线通信首先是起源于上世纪 80 年代的第一代移动通信系统（1g），它的业务比较单一，只实现了使用频率较高的话音业务。1g 的核心技术是频分多址技术（frequency division multipleaccess，fdma）。1g 相比于以往的无线移动通信技术来讲虽然已经取得了 不可比拟的进展，但是它的缺点也非常的显而易见，例如通信速率低，保密性不高可扩展性差等。接着是起源于上世纪 90 年代初的第二代移动通信系统（2g），它的 主流业务仍然是话音业务，但是已经开始少量的使用了有关数字技术的业务，并且在欧洲统一了使用标准，进一步扩大了国际漫游的范围，使不同国家的人民通话变成了可能。2g 相对于 1g 来讲，具有保密度强，频谱效率高，业务种类丰富等优点，其关键技术是码分多址（code divisionmultiple access，cdma）技术和时分多址（time division multiple access，tdma）技术。然后是第三代移动通信系统（3g），它的主流业务是移动多媒体 ip 业务。3g 的灵活性很高，可提供的频带更宽，不仅可以满足话音业务的需求，还可以满足对容量要求比较大的视频通话需求，其核心技术是 cdma 技术。之后是第四代移动通信系统（4g），它的主流业务是宽带多媒体业务。4g 采用了正交频分复用技术（orthogonalfrequency division multiplexing，ofdm），使系统的传输速率相比 3g 提高了近一个数量级，其优点在于通信传输速率高，兼容性好，可扩展性强，通信方式灵活等。

而现在更高效率的通信技术出现了，那就是5g。5g作为新一代移动通信技术，相比4g具有更高速率、更短时延和更大连接等技术特性。5g在大幅度提升移动互联网业务能力的基础上，进一步拓展到物联网领域，服务对象从人与人通信拓展到人与物、物与物通信，将开启万物互联的新时代。5g重点支持增强移动宽带、超高可靠低时延通信和海量机器类通信三大类应用场景，将满足20 gbit/s的接入速率、毫秒级时延的业务体验、千亿设备的连接能力、超高流量密度和连接数密度及百倍网络能效提升等性能指标要求。5g技术成熟必将演化出更多新技术以及前所未有的服务，必将深入影响我们的生活。

2. 研究的基本内容与方案

5g通信系统即将在我国乃至全世界范围内得到越来越广泛的应用。由于其接收机不仅会收到多径干扰、多用户通信干扰，还会收到4g系统带来的干扰，因此，研究5g系统抗干扰技术对提高系统通信质量具有重要意义。本研究主要研究5g系统主要干扰信号的特征，提出有效的抗干扰技术并进行仿真验证。

5g无线通信过程中，会有许多的干扰产生。如果不解决这些干扰，将会导致接受到的信号失真或者错误。常见的干扰有由于电磁波经过的路径不同和各分量到达接收机的时间不同而产生的多径效应、多用户通信产生的相互干扰。若5g网络按照nsa架构部署，还会有4g系统对5g信号的干扰。只有解决这些问题，我们才能获得更高的通信质量，让通信变得可靠。

本课题主要研究5g系统抗干扰技术，通过采用mimo-ofdm系统来解决多径效应和多用户通信干扰。mimo-ofdm系统内组合了多输入和多输出天线和正交频分复用调制两大关键技术。这种系统通过空间复用技术可以提供更高的数据传输速率，又可以通过空时分集和正交频分复用达到很强的可靠性和频谱利用率，而且还能很好的解决频率选择性衰落。但是mimo系统存在一个问题，由于其同时同频收发信号，所以会产生自干扰问题，极大的影响了系统的性能。而现有的自干扰抑制技术主要可以划分为两大类如下图所示，主动自干扰抑制和被动自干扰抑制，一般来说，自干扰抑制首先采用被动自抑制方法去抑制自干扰信号，然后采用主动自干扰抑制技术来进一步抑制干扰信号。本课题将建立模型来抑制mimo系统的自干扰，并通过设计仿真系统，仿真抗干扰技术。

3. 研究计划与安排