一文读懂为何空分复用是实现5G技术的关键“奥门新浦京网999”

频谱是无线通信尤为宝贵的资源，无线技术发展至今，频谱利用率早已遇上技术瓶颈。面临流量飞速快速增长的现状，如何解决问题频谱利用率紧绷的难题，沦为向5G演变的关键问题。就如何解决问题4G向5G演变路上的技术难题，我们邀到了中兴通讯首席科学家向际鹰博士来为我们答案。

中兴通讯首席科学家向际鹰5G前景辽阔，但目前大量杰出频谱被2G/3G/4G闲置，频谱资源将沦为5G演变的主要问题。如何解决问题频谱资源匮乏的问题呢？向：无线通信尤为宝贵的就是频谱资源，5G的比特率市场需求更大，频谱资源问题也变得更加急迫。低频的频谱路损较小，覆盖面积较好，多数运营商不愿选用低频来构建大范围覆盖面积。但优质的低频频谱完全都早已分配只剩。

为了解决问题频谱问题，业界广泛的观点是，提高频谱效率是关键，也就是挖潜，想到有什么样的技术需要使频谱效率更进一步提高。由于3G、4G通信系统早已工作于噪声无限大和单链路香农无限大，理论上不不存在大幅度提高的可能性。空分复用技术是唯一需要构建频谱效率数倍提高的技术。

因为它可以使系统在刚好、同一频段、同一宏观物理空间上展开多路通信而且彼此之间阻碍，让受限的频谱资源获得最大化的利用。3G的码分多址技术，也需要构建“同时、同频、同空间”的多路通信，但是码分多址使用向量码区分用户，多个向量码之间构成一个自阻碍系统，为了符合向量条件，所有用户都必需减少传输速率，理论上如果N个用户同时通信，则每个用户最多用1/N的速率通信，因此码分多址无法提高无限大频谱效率，其理论无限大与时分复用是一样的。而空分适配在多个用户同时通信的情况下，各个用户不必须减少速率，这样就成倍提高了频谱效率。

按照国际通信的组织与各国政府机构的规划，5G通信技术将在2020年左右月构建商用，在5G来临之前，面临流量飞速快速增长的市场需求，在4G现网中提高频谱利用率是关键。空分复用技术如何解决问题网络演变中面对的这个难题呢？向：形象地谈，通信技术的升级换代本质上类似于要提高高速公路（即通信管道）的流量——即单位时间内通过更好的车辆（数据）。

想做这一点有几种方法：一是对高速公路展开改建，例如将2车道的高速公路改建成8车道，或是将原本2车道的高速公路修建成上下2层的立体车道。将这个例子对应到通信领域，改建就相等于重新部署新的设备、铺设新的网络，成本极高。二是改动汽车，让汽车变大，或是将汽车的最低时速提升，从而让单位时间内需要通过更好的汽车。

对应到通信领域，该办法对应的是改动手机终端，让手机需要拒绝接受更好的数据。但由于现有的4G手机终端的基本架构早已成型，很难去大改为，因此这种方案也不不切实际。与此同时，一部手机不会用于多年，且5G标准与设施的手机芯片都还没面世，这种办法也不不切实际。

空分复用技术是唯一需要构建频谱效率数倍提高的技术。空分复用技术，即通过自适应天线阵列将空间拆分，在有所不同的方向上构成有所不同的波束，每个波束可获取一个无其他用户阻碍的唯一信道，进而让同一频段在有所不同的空间内以求反复利用。

这就看起来在高速公路上看见其他的车，并且很多车在同一条车道上，但是对方就像空气一样，彼此之间影响。也就是在不改建高速公路（通信网络），也不改动汽车（移动终端）的情况下提高流量。2013年，中兴通讯开始研究空分复用技术，是最先专门从事空分复用技术研发的公司。

如今，中兴通讯顺利将该技术应用于到TDD和FDD网络中，并且渐渐将自己的先发优势发展出了全面优势。

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