5G網絡技術特點分析及無線網絡規(guī)劃思考

劉其琛

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5G網絡技術特點分析及無線網絡規(guī)劃思考

劉其琛

廣東省電信規(guī)劃設計院有限公司，北京 100000

隨著經濟的發(fā)展，人們對通信水平也提出了更高的要求。近年來，從通信技術的發(fā)展進程來看，4G網絡提升了對通信技術的認知，讓人們感受到了通信技術的便捷性。如今通信技術繼續(xù)發(fā)展，5G網絡技術將具備更快的傳輸速度和更強的穩(wěn)定性。因此，對5G網絡技術的應用內容進行了簡要分析。

5G網絡技術；技術特點；無線網絡規(guī)劃

5G技術是一種新型的無線移動式的通信網絡技術。隨著移動互聯(lián)網技術的迅速發(fā)展，物聯(lián)網業(yè)務需求不斷增加。在這個大發(fā)展的背景下，5G通信網絡技術在運輸過程的便捷以及安全可靠性上具有非常好的應用效果。另外，傳輸速度和效率需要至少提升10～100倍。5G研發(fā)項目是2013年由歐盟最初啟動的，主要面向MRTIS進行建設。我國在2013年6月和2014年3月提出并建設5G技術項目。

1 5G網絡發(fā)展的特點

隨著科學技術的不斷發(fā)展，網絡技術得到了更深入的變革和發(fā)展?，F(xiàn)代社會中5G網絡技術成為了人們重點研究的技術內容。當前人們對各項技術的認識程度增加，因而對技術的要求也明顯增加。網絡通信的速度和質量都需再次提升[1]。5G網絡技術從用戶的使用需求出發(fā)，保證了信息在傳輸過程中的速度和質量，實現(xiàn)了對各項資料和文件的保密和存儲，避免了出現(xiàn)信息丟失的情況。這些也是5G網絡技術建設的一項重要指標。

另外，5G網絡隨著技術的發(fā)展也必然會更加完善，與人們的實際需求也將更加符合。傳統(tǒng)的網絡通信技術一般都是一對一的運用，而想要實現(xiàn)用戶通信各方面的穩(wěn)定性能又相對比較差。5G網絡技術的應用特點就是能夠實現(xiàn)更廣、更全面的應用效果，另外應用范圍不斷擴大，保證5G網絡可以在更多的領域中被更廣泛地應用。

2 5G無線通信關鍵技術

2.1 MIMO技術

MIMO技術是一種多端口的輸入與輸出技術，通過對通信帶寬以及發(fā)射功率的復用等實現(xiàn)對網絡性能的完善和優(yōu)化。傳統(tǒng)的MIMO技術應用中更多地針對點對點的傳輸；而現(xiàn)如今傳輸技術已實現(xiàn)單點對多點的模式，具體的技術應用方案就是通過設置多根天線，將其放在接收和發(fā)射端口。另外，空間多路復用技術整體提升了對通信鏈路中的可靠性，通信系統(tǒng)中的吞吐量大幅增加，實現(xiàn)了無線接入網的融合，獲取了MIMO的全新系統(tǒng)，保證了5G無線通信網絡的性能[2]。

2.2 D2D技術

D2D技術是5G無線通信中的一種關鍵技術。此項技術實現(xiàn)了對蜂窩系統(tǒng)的補充，增加了無線數(shù)據(jù)的流量。D2D技術實現(xiàn)了傳輸過程中各項資源的簡單化，并能夠減少周圍環(huán)境中的干擾，提高傳輸效率，縮減傳輸成本。應用D2D技術，能夠實現(xiàn)通信的實時性以及對無線資源的管理和控制。上述問題解決后，D2D技術在5G無線通信中的作用將會得到最大限度的發(fā)揮。

2.3 全雙工技術

5G網絡技術中的全雙工技術還可以進一步提升和完善。此項技術的應用增強了頻率，降低了傳統(tǒng)的頻譜資源帶來的各項影響，也避免了對各項資源的阻礙，實現(xiàn)了資源高效率應用的目標[3]。全雙工技術的利用和發(fā)展，需要提高涉及的各項資源發(fā)掘能力，優(yōu)化TDD與FDD雙工技術。系統(tǒng)的優(yōu)化還可以通過全雙工技術實現(xiàn)同頻運用。但從實際的應用來看，建設過程存在一定的污染情況，因此此項技術還需要相關技術人員的進一步探索和研發(fā)。

2.4 上下行解耦技術

早期的5G部署可能最先采用3.5?GHz頻段，但相比于目前的LTE網絡，3.5?GHz頻段更高，覆蓋范圍更小。5G基站通過采用Massive MIMO技術的波束賦形增益，通過增大基站功率和手機的發(fā)射功率方式來增強5G的覆蓋范圍。但存在上行受限，3.5G 64T64R相比LTE1.8G 2T4R仍有10～12?dB的差距，3.5?GHz在覆蓋效果上相對于LTE 1.8G，5G NR單站覆蓋半徑只能達到LTE 1.8G基站的2/3。這樣要達到與4G相當?shù)母采w規(guī)模，需要的5G基站數(shù)量至少是4G的1.5～2倍。若采用上下行解耦技術，即利用低頻段（如現(xiàn)有的FDD 1.8?GHz）作為3.5?GHz上行，就可達到與LTE 1.8G基本一致的覆蓋。

3 5G網絡技術的發(fā)展趨勢

3.1 網絡實現(xiàn)動態(tài)切片

網絡技術的發(fā)展和進步，能夠實現(xiàn)網絡切片。這種技術的應用能夠通過虛擬化的技術方式實現(xiàn)多個網絡系統(tǒng)相互獨立的設置。將每個虛擬的網絡空間作為一個網絡切片，通過在每個網絡切片中進行定制的裁剪，最終通過各種動態(tài)化的網絡編排，實現(xiàn)系統(tǒng)化的網絡框架[4]。在建設網絡切片的過程中，通過創(chuàng)設不同業(yè)務內容以及場景，形成不同的形式。這樣在不同業(yè)務內容之下通過不同的網絡管理制度和結構形成了資源的分配，通過運營商以及機制的確定保證了通信過程中的各項性能要求，提升了網絡資源的應用效率。例如在超密集場景下引入本地化的控制管理機制和數(shù)據(jù)傳輸機制，降低網絡中的信令開銷和傳輸路徑的跳數(shù)。

3.2 網絡能力深度開放

當前在R13完成的AESE/MONTE項目中通過3GPP及時實現(xiàn)了各項網絡系統(tǒng)功能的開放程度，例如在終端狀態(tài)、終端位置信息等方面通過第三方的應用和建立終端通信模式來進一步實現(xiàn)網絡優(yōu)化。當前研究此項技術的應用的開放程度還比較初級化，在信息之間進行網絡運用時交互程度還比較有限，例如在一些業(yè)務中還不能分析和應用大數(shù)據(jù)，也不能實時獲取網絡中的資源信息。當然，未來5G網絡必然還會向著更開放的方向發(fā)展。網絡能夠在各項用戶信息的基礎上實現(xiàn)調度和優(yōu)化，從而提升用戶的體驗。

4 5G網絡規(guī)劃的思考

3GPP在2017年底發(fā)布了第一個5G NR版本，包括支持完全可實施的5G NR非獨立部署（NSA）規(guī)范。該版本NSA非獨立部署，即利用現(xiàn)有的LTE 無線接入網和核心網新增5G 網絡，采用與LTE雙連接的方式部署，可快速有效地在LTE的基礎上部署5G網絡，為全球統(tǒng)一的5G系統(tǒng)打下堅實的基礎，即正式邁進5G時代。

由于基站的增多，傳統(tǒng)建站方式將遇瓶頸，5G網絡規(guī)劃建設轉變模式，可充分利用城市路燈桿、電線桿等社會資源進行規(guī)劃部署。另外，5G將有源天線、RRU集成一體，目前天線相對較大、較重，還需考慮鐵塔天面空間的影響。

在室內分布方面，現(xiàn)網的室分器件大都支持到2.4～2.5?G，無法利用原有設備，需要新建部署。傳統(tǒng)室內分布系統(tǒng)采用無源器件及更高的頻段，鏈路的損耗也更大，也較難滿足性能要求。因此，5G時代采用新型室分系統(tǒng)勢在必行。

[1]姚蘊珍. 5G無線通信技術概念分析及其應用研究[J]. 電子技術與軟件工程，2017（15）：35.

[2]方汝儀. 5G移動通信網絡關鍵技術及分析[J]. 信息技術，2017（1）：142-145.

[3]趙國鋒，陳婧，韓遠兵，等. 5G移動通信網絡關鍵技術綜述[J]. 重慶郵電大學學報（自然科學版），2015，27（4）：441-452.

[4]王胡成，徐暉，程志密，等. 5G網絡技術研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 電信科學，2015，31（9）：149-155.

Analysis of Technical Characteristics of 5G Network and Thoughts on Wireless Network Planning

Liu Qichen

Guangdong Planning and Designing Institute of Telecommunications Co., Ltd., Beijing 100000

With the development and construction of economy, people have higher requirements for the level of communication. In recent years, with regard to the development of communication technology, 4G network have increased their awareness of communication technology and made people feel the convenience of communication technologies. Nowadays, communication technology continues to develop, and 5G network technology has faster transmission speed and stability. Therefore, the application content of 5G network technology is briefly analyzed.

5G network technology; technical characteristics; wireless network planning

TN929.53

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