面向5G的移动前传关键技术研究

With the development of intelligent terminals and Internet, the next generation mobile fronthaul supporting the fifth generation (5G) mobile communication system (5G), has become a hot research topic in the field of mobile communications at home and abroad. The further development of mobile fronthaul for 5G is facing several challenges in system capacity, ROF signal’s nonlinearity compensation, low cost implementation scheme, and cooperate of multiple points (CoMP). This project is aimed at intensive studies by using digital domain channel aggregation technique, novel DSP-based solutions, and low cost wavelength division multiplexing (WDM) technique to resolve the problems above. We will do our best to propose novel next generation mobile fronthaul interface to make it not only meet the 5G centralized access network deployment requirements, but also ensure the bandwidth efficient, supporting multiple wireless channels and CoMP with low cost. Finally, the research is expected to provide important theoretical evidence and technical basis for future application of the 5G systems.

随着移动互联网进入高速发展期，面向下一代无线移动通信系统（5G）的移动前传网络，已经成为国内外移动通信领域的研究热点。面向5G的移动前传的发展主要面临着系统容量、光载无线信号非线性补偿机制、低成本实现结构、站点协作等四方面的重大挑战。本项目将针对这些重大挑战，运用数字域信道聚合技术，先进数字信号处理技术、低成本波分复用技术等，从理论与实验两个方面进行深入研究，提出新的前传模块接口技术，使之既能满足5G集中式接入网集中部署的低成本要求，又能保证大带宽、多通道、相互协作的无线前传，同时还能支持无线通信技术的平滑演进。

随着移动互联网进入高速发展期，面向5G的移动前传网络，已经成为国内外移动通信领域的研究热点。在5G场景下，移动前传面临的挑战主要表现在现有的前传接口方案与新技术、新要求之间的矛盾。现有的5G通信系统将会支持许多新的用户应用，随着射频带宽和天线数的增加，现有移动前传上的传输带宽急剧增加，移动前传接口的设计不能满足大规模多输入多输出、高阶正交幅度调制等新技术的要求；同时，高带宽、低时延的前传设计也是满足5G上层业务需求的基础。因此，通过设计先进高效的移动前传方案来实现多通道、大容量、高频谱效率、低延时的移动前传是5G网络与业务研究中的重要环节。. 本项目针对这一重大需求，开展了系统深入的研究，具体包括：1)为解决大容量高频谱效率低延时的前传接口设计，提出并实验验证了采用噪声整形差分脉冲编码调制的数字移动前传、以及基于数字余弦变换和分段量化的数字移动前传，相比于通用公共无线电接口，频谱效率大大提高。2）针对无线信号光纤中传输的非线性失真问题，提出并实验验证了基于码字预留的降低移动前传聚合信号峰均比的方法。有效减小了PAPR过高导致的非线性失真3)针对高可靠性的控制信息传输需求，提出了基于数字域码分复用的控制信息与数据波形传输架构设计，将控制信号用正交幅度调制（QAM），并分配相应的正交码，再与基带OFDM信号一同经过CDM信道聚合，经过一条光纤链路传输，解决了控制信息传输存在的频谱效率低的问题，能满足数据信息和控制信息高谱效率、高质量、低延时的传输。4)为实现灵活可扩展的低成本前传链路设计，提出并实验验证了基于实数Alamouti编码结合外差单光电探测器的低成本相干无源光网络架构，大大降低了相干接收机的成本，从而能够支持大容量低沉本的移动前传。. 项目研究取得了一系列创新成果，在国际期刊和学术会议上发表多篇论文，并申请了多项国内发明专利。