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5G空口统一框架初探：软件定义空口
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来源：《中兴通讯技术》2016年第03期
摘要：提出了软件定义空口（SDAI）的设计理念和框架，认为通过SDAI可以对多个无线空口功能模块进行灵活编程配置，有效地满足不同场景需求，是未来5G空口设计的基本理念。基于SDAI统一框架，帧结构、新波形、新型多址、调制编码、双工模式和多天线技术等可以自适应配置，使得无线信号对业务场景“量体裁衣”。另外，基本功能模块的可编程性、可配置性和可共享性，都可有效地提升空口实现效率。
关键词： 5G；软件定义空口；灵活双工；新型多址；新波形
Abstract： In this paper， the design concept and framework of software defined air interface （SDAI） is proposed. And it also points that the multiple wireless air interface function module can be flexibly programmed and configured by SDAI， which effectively meet the needs of different scenarios. Under the unified framework， the frame structure， waveform， new multiple access， coding & modulation， duplex mode， and antenna configuration can be adaptively configured. It provides a flexible composition of sets of radio technologies， and programmable and configurable functions and parameters tailored to the application scenarios. By this way， the efficiency of air interface can be greatly improved.
5G； SDAI； agile duplex； new multiple access； new waveforms
为了适应未来移动互联网和物联网的爆炸式增长，下一代移动通信系统（IMT-2024）已就应用场景、用户需求、技术趋势及其他领域全面展开讨论。国际电信联盟无线部（ITU-R）于2015年6月定义了3类典型应用场景：增强移动宽带（eMBB）、大规模机器通信（mMTC）和低时延高可靠通信（URLLC）[1]。其中，eMBB一般考虑低频和高频两种场景，URLLC在业务分类中也经常被超可靠机器通信（uMTC）替代，如图1（a）所示。中国的IMT-2024推进组于2015年5月发布了5G概念白皮书，其定义了广域连续覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠四大场景[2]。之后推进组于2015年底，具体细化了8个评估场景，如图1（b）所示。
面对未来如此多样化和差异化的业务，传统单一的空口架构很难进行高效地支撑。中国移动基于“绿色、柔性和极速”的5G愿景[3]，提出了“软件定义空口”（SDAI）的设计理念，以空口制定化的方式让无线信号“量体裁衣”。其基本思想是通过物理层不同功能模块的可配组合来满足业务的多样化需求，这些功能模块包括帧结构、双工模式、波形、多址、调制编码、多天线技术以及频谱动态适用等。基本功能模块的可编程性、可配置性和可共享性，及尽可能共享功能模块，都可有效地提升空口效率。SDAI 通过优化的定制能力满足eMBB、mMTC和uMTC 3类典型场景需求。
5G空口统一框架初探：软件定义空口
