5G技術在4G網(wǎng)絡中應用的前景

聶 祥

5G技術在4G網(wǎng)絡中應用的前景

聶 祥

中國移動通信集團吉林有限公司遼源分公司，吉林 遼源 136200

5G技術在4G技術當中的應用可以擴展到很多領域和場景，同時也面臨著各種各樣的挑戰(zhàn)。移動運營商正積極探尋5G技術在4G網(wǎng)絡中應用的前景，從而提前部署和規(guī)劃，提升5G技術的應用效率，保證較高的性能和運營能力。在4G時代，我國曾經因為起步較晚而經歷過短時間的低迷。當前5G技術探索加快步伐，也是為了提升我國通信技術在國際中的地位，滿足更多用戶對于通信技術日益增長的不同需求。

5G技術；4G網(wǎng)絡；應用前景

我國當前正在爭取在5年內實現(xiàn)將5G技術應用到商業(yè)中。5G系統(tǒng)也在不斷的發(fā)展過程中逐漸演變出規(guī)范的設計目標，要求數(shù)據(jù)的速率最高情況下需要達到20?Gbit/s，而用戶體驗的數(shù)據(jù)速度需要超過100?Mbit/s，頻譜的效率三倍于4G系統(tǒng)，移動速度不能低于500?kM/h，每毫秒的連接密度要保持在每平方千米能夠滿足10萬個終端，網(wǎng)絡能量的效率是100個4G系統(tǒng)的網(wǎng)絡能量，流量的密度不得低于每平方米10?Mbit/s。為了實現(xiàn)這個目標，通信界也在積極提升各種技術方案，5G技術在當前的4G網(wǎng)絡中擁有更加寬闊的應用前景[1]。

1 Massive MIMO技術

MassiveMIMO技術是基站側中包含的大規(guī)模天線陣列。天線的陣子可以達到128個或者更多，接收和發(fā)送頻率有顯著提升，并且波束也可以占用更小的空間，給頻譜效率帶來明顯提升，并讓傳輸過程中受到的干擾更小。Massive MIMO技術能夠擺脫編碼帶來的多種束縛，同時適用4G和5G網(wǎng)絡，更加適合5G技術在4G網(wǎng)絡中的應用。Massive MIMO技術的優(yōu)勢相比于傳統(tǒng)的LTE系統(tǒng)非常明顯。首先，在更高級的MU-MIMO中也能有效應用，支持更多的用戶同時使用傳輸或者接收數(shù)據(jù)，在覆蓋程度上也具有更明顯的提升，并且在陣列明顯較大的情況下，發(fā)射功率的效率也不會降低。由此，基站的能耗可以迎來全新的突破，節(jié)省各種資源的支出，實現(xiàn)低碳環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展理念。

TDD系統(tǒng)和FDD系統(tǒng)是Massive MIMO技術中最重要的兩個體制。TDD系統(tǒng)本身就具有較強的優(yōu)勢，技術產品的發(fā)展時間也更長，在使用階段能夠擁有更高的效率。當前，已經有很多技術產品可以達到64T64R階段，并且在16流的空間中也可以獨立復用。

FDD系統(tǒng)的Massive MIMO模式則需要利用TM9方式。以TM9方式為基礎，在估計信道和設計預編碼的過程中需要基于CSI-RS和SRS，解決在上下行信道的過程中無法實現(xiàn)互易的問題。

2 MEC技術

MEC技術指的是在無線接入側部署的通用服務器。在運行階段，主要是為了能夠給用戶提供更加親近的服務。MEC技術能夠讓無線接入網(wǎng)的服務本地化，縮短部署階段的距離。通過MEC技術能夠提升寬帶的速度，減少過程中出現(xiàn)的延遲。業(yè)務面如果出現(xiàn)下沉情況而需要本地化部署，那么也可以讓網(wǎng)絡在回傳帶寬的過程中降低要求，讓網(wǎng)絡承擔更小的荷載。此外，MEC也可以將互聯(lián)網(wǎng)中的常用技術與無線網(wǎng)絡結合在一起，在無線網(wǎng)絡側添加計算存儲和處理等互聯(lián)網(wǎng)中常用的功能，并且將應用植入到更加開放的平臺中。

MEC在邏輯實體方面有三個層次，分別是最基礎的平臺層次和功能組件層次以及最終的應用層次。這三種層次都擁有各自不同的特點。平臺層次能夠在虛擬中實現(xiàn)計算處理，并且緩存數(shù)據(jù)，交換虛擬數(shù)據(jù)等管理功能；功能組件在MEC服務器中承擔的則是封裝協(xié)議，將流量旁路，并且可以應用或者注冊各種服務，能夠解析最底層的數(shù)據(jù)，選擇內容不同的路由，交互各種不同的無線信息；應用層次在MEC服務器中承擔的任務則主要是升華MEC服務器的應用性，將第二層次中的各種功能組件通過技術手段變成虛擬的應用，讓無線網(wǎng)絡發(fā)揮更加強大的能力[2]。

3 高階調制技術

想要讓5G技術在4G網(wǎng)絡應用的過程中擁有更龐大的容量和更高速的頻譜效率，就需要在調制過程中使用更高階的方案。在16?QAM的調制過程、64?QAM的調制過程以及256?QAM的調制過程中，需要能夠承載4?bit和6?bit以及8?bit的信息，并隨QAM的增長而不斷增長[3]。在理論層面，64?QAM在上行過程中，能夠帶來最多50%的峰值，而256?QAM在下行的過程中則能夠接收到不多于33%的增益。經過測試之后所得到的結果顯示，在實現(xiàn)256?QAM的高階調制之后可以將室外的網(wǎng)絡速度提升10%左右，峰值速率提升最多30%；在室內則可以將網(wǎng)絡速度提升到22%左右。峰值的速率同樣可以得到和室外一樣的提升。高階調制雖然能夠帶來較大的提升，但是同樣需要高質量的網(wǎng)絡。質量越高的網(wǎng)絡在高階調制中就可以得到更大的效益，當終端滲透率達到一定程度之后就可以啟用高階調制技術。

4 宏微協(xié)同組網(wǎng)

宏微協(xié)同組網(wǎng)也可以稱為LIGHT-Net，俗稱擴容方案，主要是為了能夠滿足用戶日益增長的數(shù)據(jù)業(yè)務需求，從而緩解在需求增長的過程中網(wǎng)絡建設和維護所隱藏的各種隱患。當前，中國聯(lián)通已經首先提出有關于LIGHT-Net的方案，并且積極研究改進，已經能夠基本滿足用戶們日益增長的數(shù)據(jù)業(yè)務需求。LIGHT-Net可以應用在不同的場景，發(fā)揮基本相同的效果，不會因為不同場景由于頻率的差距而出現(xiàn)網(wǎng)絡質量波動。當前的LIGHT-Net技術主要是為了解決不同場景情況下網(wǎng)絡出現(xiàn)波動而出現(xiàn)的問題，比如賓館、寫字樓以及商場等室內室外混合的場景[4]。

5 結束語

綜上所述，隨著移動網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，當前的通信業(yè)界想要跟隨時代的腳步，滿足用戶的需求，就必須提升網(wǎng)絡的下載和上傳速度，滿足不同用戶對于網(wǎng)絡速度的需求，爭取能夠在我國龐大的網(wǎng)絡需求之下，達到國外網(wǎng)絡零延遲的目標。本文通過探析Massive MIMO、MEC、高階調制和宏微協(xié)同四種不同的技術，爭取能夠讓5G網(wǎng)絡更好地應用到4G中，盡量能夠在5G時代來臨之前讓4G網(wǎng)絡的服務能夠更好。

[1]侯玉儒，陳萌，王婷婷.5G移動通信技術應用及其發(fā)展前景探索[J].數(shù)字技術與應用，2017（6）：42，44.

[2]董亞兵.探討5G無線通信技術的應用前景[J].建筑與裝飾，2017（2）：175-176.

[3]張培培.5G無線通信技術的應用前景分析[J].無線互聯(lián)科技，2016（24）：32-33.

[4]徐德平.4G無線網(wǎng)絡規(guī)劃新技術運用及前景[J].電信工程技術與標準化，2016（4）：1-5.

5G Technology in the 4G Network Application Prospects

Nie Xiang

China Mobile Communications Corporation Jilin Co., Ltd., Liaoyuan Branch, Jilin Liaoyuan 136200

The application of 5G technology in 4G technology can be extended to many fields and scenarios, and these technologies face various challenges in the current market. Mobile operators are also actively exploring the application of 5G technology in 4G Network application prospects, which in advance to carry out the deployment and planning to enhance the application efficiency of 5G technology to ensure high performance and operational capabilities in the 4G era, our country has experienced a period of late start due to the downturn, The current 5G technology to accelerate the pace of exploration, but also in order to lead the world, to enhance China's communications technology in the world position, to meet the growing number of users for different communication technologies.

5G technology; 4G network; application prospect

TN929.5

A

1009-6434（2017）12-0009-02