5 G關(guān)鍵技術(shù)在4 G網(wǎng)絡應用的建設(shè)策略及方案研究

屈 剛，張若文

（中通服咨詢設(shè)計研究院有限公司，南京 210019）

移動互聯(lián)網(wǎng)當前已經(jīng)成為了人們生活當中不可獲取的一部分，尤其是智能機的普及，讓每一個人都能夠在各種場合利用移動終端連接網(wǎng)絡。目前伴隨著移動通信技術(shù)以及網(wǎng)絡技術(shù)的研制，5G技術(shù)也已經(jīng)取得了重大的成功，并且預計在未來幾年內(nèi)就會投入到使用。5G技術(shù)當中，一些技術(shù)都是在4G技術(shù)的基礎(chǔ)之上研發(fā)的，并且在實際應用中能夠提升4G的應用性能，加快網(wǎng)速、加大網(wǎng)絡承載能力

1 研究背景

自從移動網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展依賴，我們已經(jīng)從2G時代走向了3G、4G時代，并且在4G已經(jīng)普遍流行開來的當下，5G技術(shù)也在緊張的研制當中。5G技術(shù)研主要是建立在4G技術(shù)的基礎(chǔ)之上，并且迎合當前用戶對于網(wǎng)速、網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量提出的越來越高的要求而產(chǎn)生的一種新的移動網(wǎng)絡技術(shù)。

為了保證5G技術(shù)的有效應用，各個通信廠商以及相關(guān)技術(shù)企業(yè)都處于緊鑼密鼓的籌備當中。5G技術(shù)如果能夠有效投入使用，將會有效提升高清視頻、物聯(lián)網(wǎng)等主流業(yè)務水平，促進移動數(shù)據(jù)承載的提升。預計到了2020年，5G技術(shù)也會實現(xiàn)大規(guī)模的商用。5G并不能在當前馬上普及，但是相關(guān)的技術(shù)卻可以應用在已有的4G網(wǎng)絡當中，升網(wǎng)絡速率和增加容量、降低網(wǎng)絡時延以滿足行業(yè)增長的需求，成為4G網(wǎng)絡質(zhì)量提升的有效手段，增強當前已有的4G網(wǎng)絡的性能。目前5G技術(shù)在4G網(wǎng)絡中的應用已經(jīng)取得了重大的成功，并且成為當前移動通信運營商網(wǎng)絡建設(shè)的主要方向之一。

2 4G應用的5G關(guān)鍵技術(shù)

2.1 Massive MIMO技術(shù)

Massive MIMO技術(shù)是一種通過基站側(cè)利用大規(guī)模天線陣列達到多發(fā)多收目的的一種系統(tǒng)，在這種技術(shù)的應用之下，能夠保證形成更窄的波束，同時促進波束的賦形，以此來有效的提升頻譜效率，保證信號整體的質(zhì)量得到有效提升。Massive MIMO技術(shù)對于4G網(wǎng)絡和5G網(wǎng)絡來說都是適用的，并且由于其并不依賴與空口的編碼方式，因此在使用當中會獲得良好的效果。這項技術(shù)的應用，能夠幫助運營商開展多用戶之間干擾的抑制，同時還可提升單個用戶的SINR，這樣一來針對網(wǎng)絡整體的質(zhì)量都是一種提升。

利用Massive MIMO技術(shù)，和傳統(tǒng)的LTE技術(shù)之間存在有一定的差距，能夠針對更多數(shù)量的用戶進行覆蓋，從而也就提升了陣列增益，從而獲得更高的發(fā)射效率。Massive MIMO技術(shù)當中，主要從技術(shù)體制的層面分成了TDD系統(tǒng)以及FDD系統(tǒng)這兩種。首先，TDD系統(tǒng)能夠利用自身信道存在的一定互易性優(yōu)勢，立足于較為成熟的技術(shù)產(chǎn)品基礎(chǔ)之上，同時提升了網(wǎng)速以及網(wǎng)絡傳輸而對質(zhì)量。FDD的Massive MIMO技術(shù)應用，則需要能夠考慮到TM9的方式，并且功課上下行信道的不互易難點，以此來有效提升頻譜的效率。在4G技術(shù)當中應用到的Massive MIMO技術(shù)，可以有效提升用戶的網(wǎng)絡質(zhì)量，并且保證用的網(wǎng)絡擁有更加良好的承載能力。

2.2 MEC技術(shù)

在實際的應用過程當中，MEC技術(shù)能夠提升帶寬，并且保證降低時延，促進了傳輸質(zhì)量的提升。MEC技術(shù)能夠?qū)o線網(wǎng)絡以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行有效的結(jié)合，這樣一來就可以保證利用無線網(wǎng)絡技術(shù)當中的計算、存儲、處理等功能，有效構(gòu)建開放式的平臺。MEC技術(shù)實際應用會將傳統(tǒng)的無線基站進行升級，轉(zhuǎn)化成為智能化的基站[1]。并且，MEC的功能組件方面，也有著一些技術(shù)性的突破與發(fā)展。MEC技術(shù)承載業(yè)務需要能夠利用API以及上層應用層之間的接口協(xié)議進行連接與封閉，同時提供相關(guān)的無線網(wǎng)絡信息、VM通信服務等，保證在無線信息交互、上層應用注冊管理等方面提升效率。MEC的應用層是立足于網(wǎng)絡功能虛擬化VM應用架構(gòu)基礎(chǔ)之上的，保證可以利用有效的接口，和第三方的業(yè)務軟件或者開發(fā)商進行連接，促進無線網(wǎng)絡的能力開發(fā)以及調(diào)用。

現(xiàn)階段MEC技術(shù)的應用主要面臨著如下的挑戰(zhàn)：首先來自于自身的投資回報，目前運營商都是利用流量來計費的，而MEC技術(shù)應用之后如何驅(qū)動應用，成為了一個需要思考的問題。其次MEC技術(shù)應用之后，還需要能夠探索安全相關(guān)的問題，保證在各個企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換時，保證信息的安全性。最后還要保證MEC相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的形成，用來推進其中各個環(huán)節(jié)的打磨。

在現(xiàn)階段的4G網(wǎng)絡中，MEC技術(shù)是一種通過在無線接入側(cè)部署通用服務器的技術(shù)，這項技術(shù)對于5G和4G技術(shù)來說，能夠有效提供IT以及云計算的能力，保證用戶獲得更加充實的體驗。

2.3 高階調(diào)制技術(shù)

高階調(diào)制技術(shù)應用的目的是促進系統(tǒng)容量的提高，并且保證整體無線網(wǎng)絡系統(tǒng)當中，頻譜效率的提升。在相同的帶寬條件之下，為了可以有效地提升傳輸?shù)乃俾剩捅仨氁倪M調(diào)制的方案，促進整體網(wǎng)絡流量的提高。根據(jù)高階調(diào)制方案來看，16QAM調(diào)制當中的沒一個符號都能夠承載4比特信息，而在64QAM調(diào)制當中的每個符號則可以承載6比特信息，這樣一來就增加了峰值收益。

從理論角度來看，利用64QAM能夠提升百分之五十的峰值增益，也就是說對于網(wǎng)絡質(zhì)量提升具有明顯的效果[2]。但是高階調(diào)制技術(shù)特有一定的應用局限，必須要保證網(wǎng)絡質(zhì)量達標才能夠開展實用，開展高階調(diào)制方案的技術(shù)部署，也需要針對終端滲透率進行思考，一般情況下終端滲透率較低，這也意味著網(wǎng)絡質(zhì)量的要求較高，因此并不能給直接在全范圍進行推廣，必須要在一些高價值的區(qū)域進行試用。高階調(diào)制技術(shù)是提升4G用戶網(wǎng)絡質(zhì)量的一種有效手段，可以作為運營商的一種新的業(yè)務套餐開展推廣。

2.4 超密集組網(wǎng)

為了能夠有效應對當前越來越大的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量需求，保證用戶可以體驗到更快的網(wǎng)速，超密集組網(wǎng)技術(shù)可以利用先進的無線傳輸技術(shù)來有效提升頻譜利用率，并且保證提升無線系統(tǒng)的容量。超密集組網(wǎng)技術(shù)應用之后，能夠保證滿足5G時代流量爆炸的需求。開發(fā)和應用超密集組網(wǎng)，能夠針對特定區(qū)域的高流量業(yè)務做出有效的應對，接入網(wǎng)利用微基站的形式，進行熱點容量補充，還能夠結(jié)合大規(guī)模的高頻通信技術(shù)來提升無線側(cè)的吞吐量，介入分布靈活的微基站可以按照具體的需求選擇數(shù)量。

2.5 極簡載波技術(shù)

極簡載波技術(shù)對于5G來說也是一項十分重要的技術(shù)，這項技術(shù)能夠針對5G技術(shù)的密集構(gòu)造做出有效的精煉，降低了5G技術(shù)應用的復雜性。極簡載波技術(shù)的應用已經(jīng)取得了一些效果，在韓國SK電訊的實踐當中已經(jīng)利用極簡載波技術(shù)部署了相關(guān)的系統(tǒng)，當前極簡載波在4G網(wǎng)絡環(huán)境下的應用，可以有效的提升下行線路數(shù)據(jù)傳輸速率，保證網(wǎng)絡覆蓋的范圍也隨之增加。實際應用對于社區(qū)用戶等網(wǎng)絡應用群體，都能夠提升用戶的體驗，并且在此基礎(chǔ)之上也在不斷對極簡載波技術(shù)進行優(yōu)化升級。

2.6 其他5G技術(shù)作用的探討

除了上文當中提及的一些技術(shù)以外，5G技術(shù)還包含有3DMIMO技術(shù)、AAU+BBU松耦合方案、時延縮短技術(shù)等，這些技術(shù)的共同點都在于，是在4G技術(shù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)之上所研制的，能有效利用5G技術(shù)的優(yōu)勢，結(jié)合當前4G技術(shù)廣泛的普及型，能夠成為推進4G技術(shù)提升廣的重要助力[3]。

3 應用小結(jié)

4G技術(shù)和5G技術(shù)之間存在著千絲萬縷的聯(lián)系，現(xiàn)階段的運營商為了能夠降低開發(fā)成本，保證開發(fā)質(zhì)量，都會有效利用已有的技術(shù)進行優(yōu)化升級。5G技術(shù)的開發(fā)與使用，都能夠成為4G技術(shù)變革的技術(shù)來源，同時還能夠增強我過移動通訊和移動網(wǎng)絡的整體質(zhì)量，更要保證帶給用戶新的使用體驗。Massive MIMO、MEC、高階調(diào)制、超密集組網(wǎng)等技術(shù)在4.5G網(wǎng)絡的應用，已經(jīng)取得了一定的成績，但是也面臨著一些挑戰(zhàn)，針對5G關(guān)鍵技術(shù)在4G網(wǎng)絡應用過程當中遇到的一些問題，要及時進行解決，既提升當前的4G技術(shù)質(zhì)量，又能夠保證5G技術(shù)在未來推廣時，能夠以一個更加良好的姿態(tài)展現(xiàn)在用戶面前。

4 結(jié)束語

綜上所述，在5G技術(shù)不斷發(fā)展的當下，應該有效應用4G技術(shù)遺留下來的基礎(chǔ)，并且能夠保證針對未來的移動網(wǎng)絡技術(shù)通信發(fā)展打下扎實的技術(shù)根基。5G技術(shù)的發(fā)展以及運用，從本質(zhì)上來講是當前技術(shù)的一種突破，幫助用戶可以利用更加先進的科技，獲得更加順暢的網(wǎng)絡體驗。