淺析4G網(wǎng)絡(luò)向5G演進(jìn)方案

聶祥

5G網(wǎng)絡(luò)在不斷的發(fā)展之下，已經(jīng)確定即將在2025年之前實現(xiàn)商用化，當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場景主要包括eMBB、mMTC和uRLLC三種，分別涵蓋了移動寬帶領(lǐng)域、物聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域和控制領(lǐng)域。世界市場中，4G技術(shù)早已經(jīng)普及多年，并且也給人們的日常生活帶來飛躍式的改變，促進(jìn)整個社會的發(fā)展，包括移動支付技術(shù)等。在擁有4G技術(shù)支撐之后都迎來更加快速的發(fā)展。而隨著人們不斷的改善自己的生活，對于通信技術(shù)的需求也在不斷的上漲，而這種需求也是推動通信技術(shù)不斷發(fā)展的動力。在這種背景之下，我國的通信界開始著手5G技術(shù)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)制定。眾所周知，我國在4G技術(shù)上曾經(jīng)落后世界，那么當(dāng)前在5G技術(shù)上領(lǐng)先世界進(jìn)行也成為國家和人民的訴求之一，為了更加快速的實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，開始積極尋求合理的演進(jìn)方案，提升用戶體驗。

一、4G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)為5G的可行性

（一）建設(shè)超密組網(wǎng)實現(xiàn)CRAN架構(gòu)集中化

隨著用戶的快速增長，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)在滿足用戶需求方面已經(jīng)越來越吃力，所以建設(shè)超密組網(wǎng)來實現(xiàn)CRAN架構(gòu)的集中化，能夠盡量滿足用戶們?nèi)找媾蛎浀捏w驗需求，在4G網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，通過CRAN的改造，能夠?qū)BU更加集中在一起，并且讓網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作能夠應(yīng)用架構(gòu)集中化。將不同通信站的BBU整合在一起并疊加，增加通信速度，盡量減少延遲情況，并統(tǒng)一管理BBU當(dāng)中的資源，讓區(qū)間內(nèi)所承受的干擾能夠盡量做到最小化，并且在不同的小區(qū)通過基站建立密切的聯(lián)系，能夠讓網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)一步提升，滿足用戶的各種不同需求。并且在處理5G的云集中架構(gòu)過程中也能夠?qū)⑦\營成本盡量降低到可以承受的范圍之內(nèi)。在4G基站的新建工程當(dāng)中，可以將 BBU最優(yōu)先選擇，并集中到一起，讓RRU的組網(wǎng)模式能夠盡量遠(yuǎn)拉，當(dāng)前的基站也需要進(jìn)行一定的改造，但是改造之前一定要確定基站的條件滿足改造需求，并且讓BBU能夠順利遷移到BBU的集中設(shè)置點中。射頻拉遠(yuǎn)能夠成為5G改造建設(shè)的首選方案，很大程度上是因為通過CRAN集中建設(shè)能夠?qū)①Y本性支出和運營成本盡量降至最低。

在今后的社會發(fā)展過程中5G肯定要遵循以人為本的服務(wù)理念，盡量滿足客戶的需求，以客戶為主體開展建設(shè)，而提升用戶體驗也是5G改造的基礎(chǔ)理念。當(dāng)前我國的通信技術(shù)當(dāng)中VoLTE的無感知已經(jīng)自動開通，而使用VoLTE的用戶也開始呈現(xiàn)直線性增長的趨勢，在這樣的環(huán)境下，帶來機遇的同時也給當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的容量是否能夠滿足用戶需求，和用戶使用過程中是否能夠保證完全安全帶來威脅。面對這樣的問題，我們要做的就是積極通過桿站對VoLTE進(jìn)行加密，并且大面積覆蓋，提升安全性，經(jīng)過調(diào)查結(jié)果表明，如果能夠?qū)⒓用苓^的D-MIMO化干擾當(dāng)做容量的話，能夠讓用戶的體驗上升近三分之一，并且在提升容量的同時也能夠增加覆蓋面。這種方法也能夠在一定程度上，加快超密組網(wǎng)的建設(shè)速度，實現(xiàn)以人為本的服務(wù)理念，打下堅固的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基礎(chǔ)。

二、4G網(wǎng)絡(luò)向5G化演進(jìn)的方案

（一）集中化組網(wǎng)方案

集中化組網(wǎng)方案的最終目的就是滿足架構(gòu)集中和超密組網(wǎng)的需求。所以集中化組網(wǎng)方案可以說是基礎(chǔ)方案之一，我們?yōu)榱四軌蛱嵘桨傅膽?yīng)用性，將其稱之為Cloud BB方案，其中Cloud技術(shù)在近年來的互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中非常受歡迎，Cloud BB方案是將光纖連接作為基礎(chǔ)，將基帶資源通過光纖連接集中化處理，并且部署到各個區(qū)間，讓無線網(wǎng)能夠通過云化組網(wǎng)接入到網(wǎng)絡(luò)層當(dāng)中。而基帶處理資源則是在不同的區(qū)間和站點更加迅速的實現(xiàn)調(diào)度工作，每個站點的BBU都會在Cloud BB當(dāng)中集中在一起并且疊加，在加快速度的同時降低延遲，將不同的設(shè)備在這個過程中互聯(lián)在一起。而BBU簇內(nèi)的資源統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理和不同站點之間的干擾協(xié)同處理等手段，能夠讓區(qū)間內(nèi)的干擾有效降低，并且大幅度提升區(qū)間邊緣的速率，有效實現(xiàn)4G向5G技術(shù)的提升。

（二）先行性技術(shù)方案

無論是4G+技術(shù)還是5G技術(shù)都需要3D-MIMO的支撐，3D-MIMO主要是利用大規(guī)模的二維天線陣列，來實現(xiàn)端口的增長，并且也可以讓波束方向在水平和垂直兩個維度當(dāng)中任意的改變，這種方式類似于雷達(dá)，在波束方面擁有更加強大的針對性，占用的空間較小，并且也能夠更精準(zhǔn)，通過這種技術(shù)能夠讓終端所接收到的信號能量大大提升，并且讓區(qū)間當(dāng)中的覆蓋更加準(zhǔn)確。在這個過程中，垂直和水平兩個維度能夠讓3D-MIMO充分利用增強自由度，并且在同一時間和頻率當(dāng)中能夠給更多的用戶提供服務(wù)，讓系統(tǒng)容量得到有效提升，同時因為區(qū)間當(dāng)中的垂直維度波束方向得到有效的協(xié)調(diào)，區(qū)間當(dāng)中的干擾也得到了有效的減少。

經(jīng)過調(diào)查數(shù)據(jù)分析，可以發(fā)現(xiàn)3D-MIMO相比起來，能夠給用戶提供更加高效的接受和發(fā)送效率，并且可以滿足的用戶數(shù)量也非常大。想要實現(xiàn)4G技術(shù)向5G技術(shù)的演變就需要這樣的核心技術(shù)作為后方支撐，保證5G網(wǎng)絡(luò)在使用過程中的穩(wěn)定性，而且3D-MIMO技術(shù)對于5G網(wǎng)絡(luò)來說也是在很多無法實現(xiàn)深度覆蓋的場景或者是容量需求更高的場景所必需的技術(shù)。

（三）AAU+BBU松耦合方案

AAU在AAU+BBU松耦合設(shè)備架構(gòu)方案當(dāng)中扮演的主要角色是將原站點的天面更加快速的更換安裝，通過射頻設(shè)計的技術(shù)支持，能夠讓AAU硬件在5G演進(jìn)的過程中發(fā)揮更大的效用，并且在今后的使用過程中如果遇到需要升級的情況，能夠?qū)⑦@些繁瑣的操作集中到BBU側(cè)當(dāng)中開展，從而減少使用過程中的改造次數(shù)。

BBU則是在分布式架構(gòu)的基礎(chǔ)中，通過多插卡的方式，將BBU進(jìn)行更大容量的擴張，從而實現(xiàn)更加便利的操作，不需要通過登上通信塔來開展難度較高的操作，并且性能的提升訴求也可以以BBU為依據(jù)，來增加或者升級基帶所需要的單板。站點的天面如果能夠穩(wěn)定不變，那么BBU側(cè)的支持協(xié)議就可以通過不斷的升級來滿足5G的需求。

AAU和BBU結(jié)合在一起，進(jìn)行基站分布，并且形成架構(gòu)基礎(chǔ)，就是AAU+BBU松耦合設(shè)備架構(gòu)方案，通過AAU+BBU松耦合設(shè)備架構(gòu)方案能夠讓3D-MIMO的天面能力更好的發(fā)揮，并且將網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)一步提升，讓3D-MIMO天面建設(shè)能夠在穩(wěn)定性上得到進(jìn)一步提升，減少過程當(dāng)中出現(xiàn)錯誤的情況。并且通過AAU+BBU松耦合設(shè)備架構(gòu)方案也能夠讓3D-MIMO天面建設(shè)在使用過程中保持穩(wěn)定性，避免使用過程中出現(xiàn)故障導(dǎo)致維修人員需要進(jìn)入基站或者通信塔進(jìn)行維修而帶來的危險。此外將AAU+BBU松耦合設(shè)備架構(gòu)方案應(yīng)用到工程建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)維護工作當(dāng)中，可以讓傳統(tǒng)宏站的建設(shè)集成優(yōu)秀的經(jīng)驗，并且現(xiàn)網(wǎng)光纖和機房的資源也能夠得到最大化利用，讓網(wǎng)絡(luò)使用過程的維護和體驗?zāi)軌騾f(xié)調(diào)統(tǒng)一，也能夠為更加集中的部署Cloud BB打下堅固的基礎(chǔ)，并且讓5G的演變過程更加平滑和順利，提升平臺的服務(wù)能力，實現(xiàn)完整的構(gòu)建工作。

三、結(jié)束語

綜上所述，5G是未來通信社會的必然趨勢，而更加快速的實現(xiàn)5G化也能夠讓我國領(lǐng)先于世界，滿足用戶的需求，實現(xiàn)4G到5G的過渡，并且盡量降低在過渡過程中所使用的成本，提升未來社會通信技術(shù)的競爭性。