5G关键技术：确定创新机会（四）

技术挑战

        了解了5G关键技术之后，我们确定了技术挑战主要在于安全性和有限的频率资源。

A.安全性

        能够实时地扫描可用频谱，从广泛运行频率中选择，调整调制波形和自适应资源分配，新的认知无线电技术将会适应各类无线干扰条件并自适应地选择最有效的通信机制[8]。然而，除了认知无线电技术的优势和潜力外，这里还有一些关于安全性的挑战，特别是在认知无线电终端上。认知无线电系统的范例表现出了安全上的新威胁，如自私的违规行为、有害干扰、授权用户的模拟以及授权用户与窃听者之间的竞争[9]。

        这是一个机会，需要开发一个系统能够阻止在无线接口中提供高度开放性与粒度的控制的滥用。其中一个由[8]提出的框架是著名的TRIESTE，它的全称是用于强制频谱规范的可信基础设施（Trusted Radio Infrastructure for Enforcing SpecTrum Etiquettes）。TRIESTE能够确保无线设备依据他们的优先权来接入和使用频谱[8]。

B.有限的频谱资源

        有限的频谱资源带来移动和无线技术上的重要挑战。有限的频率和时间被分给许多用户使用。因此，希望它有更高的效率来增强系统的容量和质量。为实现这一点，今天已经有一些多址技术被使用了，例如时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）、码分多址（CDMA）、正交频分多址（OFDMA）等。然而，在今天使用的所有多址系统中，移动通信系统都是依赖于时间和频率的。这为发展一个多址系统以实现容量与频谱的独立带来挑战。韩国研发部门已经提出了BDMA作为5G无线接口，它不依赖于频率/时间资源[1]。

        BDMA技术的发明依据移动基站的位置分离天线波束以允许移动基站提供多址，从而显著提升系统容量[1]。在这个概念中，移动基站和一个基站要在视距（LOS）中，以便它们能准确知道彼此的位置。在这个情况下，它们能够直接向对方位置传送波束来通信，而避免了小区边缘的移动基站间的干扰[1]。

        为使BDMA系统适应5G，需要部署相控阵天线。智能天线需要能切换它的波束。波束切换天线通过从基站和移动基站收集的到达角（AOA）信息来支持无线电定位。自适应天线阵列的使用展现出提升容量的一个机会。

参考文献

[1]S. Patil, V. Patil, and P. Bhat, "A Review on 5G Technology"International Journal of Engineering and Innovative Technology, vol 1 Issue 1,January 2012. 

[8] W. Xu, P. Kamat, W. Trappe, TRIESTE: ATrusted Radio Infrastructure for Enforcing SpecTrum Etiquettes. NetworkingTechnologies for Software Defined Radio Networks, 2006. SDR '06. 1st IEEEWorkshop pp. 101-109, 25-25 September. 2006.

[9]G. A. Safdar and M. O'Neill, "Common Control Channel security Frameworkfor Cognitive Radio Networks" IEEE 69th Vehicular Technology Conference.2009.