5G無線網(wǎng)技術(shù)特征及部署應(yīng)對(duì)策略研究

◆柏 松

5G無線網(wǎng)技術(shù)特征及部署應(yīng)對(duì)策略研究

◆柏 松

（中郵通建設(shè)咨詢有限公司 廣東 510000）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展達(dá)到了前所未有的高度。從最初的2G、3G到現(xiàn)在普遍應(yīng)用的4G，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推廣及應(yīng)用只用了短短的幾十年。隨著時(shí)代的進(jìn)一步發(fā)展，面向大眾的5G技術(shù)也將應(yīng)運(yùn)而生，可以預(yù)見在未來5G的發(fā)展趨勢(shì)下，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將向著更加高速、穩(wěn)定的方向邁進(jìn)。本文通過分析5G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特征，提出了未來發(fā)展下5G無線網(wǎng)技術(shù)的部署應(yīng)對(duì)策略。

5G無線網(wǎng)技術(shù)；特征；部署；應(yīng)對(duì)策略

0 前言

目前，國內(nèi)應(yīng)用最為普遍的網(wǎng)絡(luò)莫過于4G無線網(wǎng)絡(luò)。其覆蓋范圍廣、運(yùn)行穩(wěn)定等特征得到了用戶肯定。隨著國家對(duì)于建設(shè)現(xiàn)代化智能城市、智慧城市及寬帶戰(zhàn)略與信息化戰(zhàn)略的實(shí)施下，將為城市民眾提供更加便捷、優(yōu)質(zhì)、高效的生活及居住環(huán)境。新的要求之下，迫切需要更加強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)來適應(yīng)城市居民生活及工作的需要，因此，5G網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和應(yīng)用，將在未來社會(huì)發(fā)揮重要作用。現(xiàn)今，探討比較廣泛的主要為在良好的發(fā)展愿景及應(yīng)用需求下，針對(duì)5G的技術(shù)特征及關(guān)鍵性指標(biāo)進(jìn)行的部署與規(guī)劃。

1 5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述

在對(duì)5G無線網(wǎng)技術(shù)特征及部署應(yīng)對(duì)進(jìn)行研究前，我們首先需要了解什么是5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。5G無限網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是相對(duì)于4G/3G/2G來說的，在業(yè)界又被稱為第五代移動(dòng)通信技術(shù)，其網(wǎng)速可達(dá)到5M-6M/S,它是下一代的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,是4G無線網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)，其信息傳輸?shù)乃俣雀欤?G網(wǎng)絡(luò)的幾百倍，通常一部超高清的視頻文件可在1秒內(nèi)下載完成。而隨著5G技術(shù)的發(fā)展及推廣，用戶可以更為方便地在智能化的終端界面進(jìn)行數(shù)據(jù)的分享及下載[1]。

無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展協(xié)會(huì)對(duì)于5G的發(fā)展要求：（1）通過引進(jìn)5G無線傳播技術(shù)，使無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源的利用率在原4G的基礎(chǔ)上提升10倍以上；（2）在原有無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，通過引進(jìn)新型的體系結(jié)構(gòu)、更加廣闊的智能化服務(wù)能力將系統(tǒng)的吞吐能力提升2倍左右；（3）擴(kuò)大未來無限移動(dòng)通信的頻率資源，開發(fā)及利用新頻率資源，如高頻段數(shù)據(jù)傳輸、毫米波數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?/p>

2 5G無線網(wǎng)技術(shù)特征

（1）帶給用戶更加豐富的體驗(yàn)升級(jí)

更加注重5G給用戶帶來的多角度、全方位的體驗(yàn)，這是5G的一大優(yōu)點(diǎn)。用戶可以在無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用下，體驗(yàn)更快的網(wǎng)絡(luò)吞吐速率及下載速度。同樣，信息技術(shù)的發(fā)展需要更加完善的基礎(chǔ)支撐，因此，為適應(yīng)5G發(fā)展而產(chǎn)生的新興業(yè)務(wù)會(huì)應(yīng)運(yùn)而生，虛擬現(xiàn)實(shí)、3D及各種交互式游戲產(chǎn)業(yè)將得到極大提升。

（2）改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)通訊

傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)集中在網(wǎng)絡(luò)的大范圍覆蓋上，無線網(wǎng)絡(luò)的集中性更多服務(wù)于大眾人群。隨著話務(wù)密度的不斷提升，一些規(guī)模較大、質(zhì)量優(yōu)越的構(gòu)筑物或建筑物往往對(duì)于無線信號(hào)具有較強(qiáng)的屏蔽作用。在一些大型的地下停車場或地下商場，無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)往往較弱，而在一些建筑物的中間層，受不同基站信號(hào)的重疊影響，無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)經(jīng)常出現(xiàn)掉線的現(xiàn)象。因此，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)通訊，有效改善室內(nèi)無線信號(hào)質(zhì)量，是5G發(fā)展下的重點(diǎn)。

（3）尋求更為廣泛的多點(diǎn)、多用戶、多小區(qū)協(xié)作組網(wǎng)

傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心目標(biāo)是將物理層傳輸及信道編譯碼作為技術(shù)開發(fā)的核心。在這樣的核心目標(biāo)發(fā)展之下，系統(tǒng)的整體性能往往得不到有效提升。而5G網(wǎng)絡(luò)則是將多角度、多用戶、多區(qū)域協(xié)作組網(wǎng)作為技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)，在這樣的整體發(fā)展理念之下，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的大幅度提升。

（4）受高頻段無線電波穿透能力限制，更多新興技術(shù)將被普遍應(yīng)用

在5G的發(fā)展中，高頻段頻譜資源將在應(yīng)用中更加廣泛，但受限于高頻段無線電波的穿透能力有限，因而在5G的未來發(fā)展中，將擴(kuò)大未來無限移動(dòng)通信的頻率資源，如采用無線、有線相融合，光載無線組網(wǎng)技術(shù)等。

3 5G無線網(wǎng)技術(shù)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)

（1）頻譜效率及系統(tǒng)容量的挑戰(zhàn)

鑒于在5G的發(fā)展要求上，追求的是網(wǎng)速的全面提速，這就給5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提出了更高的要求?，F(xiàn)今，隨著科技的日益發(fā)展，通信產(chǎn)業(yè)也得到了快速發(fā)展，那些較早占據(jù)頻帶的通信企業(yè)往往能夠站在制高點(diǎn)上，而隨著頻帶資源的日益減少，5G在發(fā)展上更應(yīng)該提高對(duì)于頻帶的利用率。在客觀規(guī)律的基礎(chǔ)之上，整個(gè)頻帶系統(tǒng)容量是有限的，鑒于未來5G的用戶規(guī)模數(shù)量龐大、對(duì)于數(shù)據(jù)的要求更高，因此5G無線網(wǎng)絡(luò)在發(fā)展上，更應(yīng)該在分析系統(tǒng)容量的基礎(chǔ)上采取合理的對(duì)策。

（2）成本控制與網(wǎng)絡(luò)能耗的挑戰(zhàn)

在未來的發(fā)展中，要使5G無線技術(shù)得到大力推廣，得到更多人們的認(rèn)可，那就需要從5G應(yīng)用的成本角度出發(fā)。通常，廣泛被人們所接受的是物美價(jià)廉的產(chǎn)品。而5G作為一種4G技術(shù)的升級(jí)，在原有網(wǎng)速、效率的基礎(chǔ)上提升幾百倍的速度，而其用戶成本、運(yùn)營成本又不能大幅增加，這就給成本控制和網(wǎng)絡(luò)能耗帶來巨大的挑戰(zhàn)。降低成本及網(wǎng)絡(luò)能耗需要從網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)、路由傳輸、網(wǎng)絡(luò)管理及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面著手。

（3）與物聯(lián)網(wǎng)融合的挑戰(zhàn)

所謂物聯(lián)網(wǎng)就是指物與人、物與物之間的聯(lián)網(wǎng)，其應(yīng)用基礎(chǔ)不僅涉及到個(gè)人，同時(shí)還涉及到各行各業(yè)。如利用物聯(lián)網(wǎng)對(duì)蔬菜種植基地的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，又如針對(duì)家庭的自動(dòng)化操控系統(tǒng)等，在未來的發(fā)展中，5G既要能夠滿足對(duì)于靜止的和低速上的需求，也要滿足鐵路、航空等的高速、超高速的需求。這無疑也給5G技術(shù)的發(fā)展帶來極大地挑戰(zhàn)[2]。

（4）終端設(shè)備及運(yùn)營上的挑戰(zhàn)

就以手機(jī)來講，手機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)接收及信息接收的有效載體，其相對(duì)于用戶來說就是一種終端設(shè)備。而隨著未來科技的發(fā)展，人們所接觸到的終端設(shè)備會(huì)越來越多樣化。未來爆炸式的信息增長，往往會(huì)使我們應(yīng)接不暇。對(duì)于用戶這一體驗(yàn)者來說，如何使用戶應(yīng)用終端設(shè)備時(shí)感到更加的友好，才是服務(wù)的核心所在。

當(dāng)下，通信市場呈現(xiàn)出激烈的競爭態(tài)勢(shì)，各通信市場間往往因經(jīng)濟(jì)利益的不同而缺乏一定的協(xié)調(diào)性，在5G無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用及推廣下，急需解決通信市場間的協(xié)調(diào)問題。

4 5G無線網(wǎng)技術(shù)的部署

（1）統(tǒng)籌兼顧、因地制宜，使5G與4G無線網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)并存

當(dāng)前，4G網(wǎng)絡(luò)得到了較強(qiáng)的普及，其根本在于4G無線網(wǎng)絡(luò)的管理成本、運(yùn)營成本及建設(shè)成本上價(jià)格低廉。另外，4G技術(shù)因發(fā)展較早，覆蓋范圍較廣，相對(duì)來說信號(hào)質(zhì)量也較為穩(wěn)定。而相對(duì)于4G無線網(wǎng)絡(luò)來說，5G無線網(wǎng)絡(luò)帶來的是高速、高容量、業(yè)務(wù)能力更加強(qiáng)大的體驗(yàn)，對(duì)大部分消費(fèi)者來說，都是一種新穎的無線體驗(yàn)方式。因此，在當(dāng)前形勢(shì)下，應(yīng)該統(tǒng)籌兼顧、因地制宜，既要及早部署5G無線網(wǎng)絡(luò)，也要保證4G無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)5G與4G無線網(wǎng)的互補(bǔ)并存。如對(duì)于高容量需求的情況下，應(yīng)優(yōu)先部署5G網(wǎng)絡(luò)，以應(yīng)對(duì)持續(xù)增長的高容量需求。在網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋上，堅(jiān)持4G網(wǎng)絡(luò)的托底作用[3]。

（2）針對(duì)4G頻譜資源不足的場景狀況下優(yōu)先部署5G網(wǎng)絡(luò)

在通信業(yè)競爭激烈的大城市及省份，以往2G或者3G往往根據(jù)語音基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的需要選擇整個(gè)系統(tǒng)的頻率需求。而在4G發(fā)展之下，以語音為基礎(chǔ)的通信逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐远嗝襟w為基礎(chǔ)的通信，對(duì)于4G的普及，出現(xiàn)了巨大的矛盾，即對(duì)4G頻譜資源的急劇需求同頻譜緊缺之間的矛盾。因此，可以在這些4G頻譜不足的場景下優(yōu)先部署5G網(wǎng)絡(luò)，滿足其對(duì)于無線網(wǎng)絡(luò)的需求。例如在一些大城市、重點(diǎn)城市開設(shè)5G示范，通過5G的連續(xù)部署，使更多的用戶了解5G、感受5G無線網(wǎng)絡(luò)的便利性，從而增加對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)同感。同時(shí)，通過廣泛傳播，形成良好的5G口碑效應(yīng)。在建設(shè)過程及5G部署中，應(yīng)充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)址資源，降低建設(shè)成本及費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)5G示范城市的網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)先性。

（3）綜合利用各種網(wǎng)絡(luò)能力及手段，實(shí)現(xiàn)5G業(yè)務(wù)多樣性

在5G網(wǎng)絡(luò)的部署與發(fā)展中，應(yīng)積極做好各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估，綜合利用多樣性的網(wǎng)絡(luò)能力進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)的部署及發(fā)展。本著因地制宜、因時(shí)制宜的方針政策，全面加強(qiáng)與之相匹配的終端設(shè)備建設(shè)及業(yè)務(wù)建設(shè)，豐富5G的業(yè)務(wù)內(nèi)涵，如利用5G技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)種植監(jiān)控、遠(yuǎn)程操縱、全息圖像會(huì)議等的業(yè)務(wù)拓展。

5 結(jié)語

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，它可以帶給用戶更加豐富的體驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)通訊，也可以建設(shè)更加廣泛的多點(diǎn)、多用戶、多小區(qū)協(xié)作組網(wǎng)。然而，其在發(fā)展中也面臨著一系列的挑戰(zhàn)，如頻譜效率及系統(tǒng)容量的挑戰(zhàn)、成本控制與網(wǎng)絡(luò)能耗的挑戰(zhàn)、與物聯(lián)網(wǎng)融合的挑戰(zhàn)、終端設(shè)備及運(yùn)營上的挑戰(zhàn)等。隨著經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們相信這些問題也會(huì)得到有效解決。對(duì)通過5G無線網(wǎng)絡(luò)的合理部署，在未來將會(huì)呈其現(xiàn)更加廣闊的發(fā)展空間。

[1]袁榮娟，陶國寶.5G無線網(wǎng)技術(shù)特征及部署應(yīng)對(duì)策略分析[J].電腦迷，2018.

[2]王祖陽，楊傳祥，張進(jìn)，張國棟.5G無線網(wǎng)技術(shù)特征及部署應(yīng)對(duì)策略分析[J].電信科學(xué)，2018.

[3]程日濤，張海濤，王樂.5G無線網(wǎng)部署策略[J].電信科學(xué)，2018.