前沿5G物聯(lián)網(wǎng) 生動虛擬仿生課

黃名哲

學校是早上8點開放選課系統(tǒng)，那天我們整個宿舍都訂好了鬧鐘，提前一小時起床，洗漱收拾去食堂吃完早餐，回到電腦前，登錄教務系統(tǒng)靜候選課的開放，當然，最后我們整個宿舍的同學都選到了這門課，因為學校也考慮到我們應該對這門課的熱情很大，所以開放的人數(shù)很多。

通信原理課其實一直很熱門，是我們通信學院的李學華教授來講授理論部分的，有了李老師的理論知識的傳授，才有我們接下來對這個5G實驗系統(tǒng)的應用。

實驗是由楊曦元老師專門負責來帶我們。整個實驗包含了兩個大部分：一個是利用客戶端，另一個是利用網(wǎng)頁來模擬部署5G物聯(lián)網(wǎng)的不同部分。因為人數(shù)比較多，老師也合理分配了賬號和實驗時間，分組先做客戶端上的，或是網(wǎng)頁上的，讓盡可能多的學生更充分地用好實驗的時間。

我先做的是客戶端上的部分，在這個實驗中，根據(jù)老師提前發(fā)給我們的實驗指導手冊里詳細的實驗步驟先是對核心網(wǎng)中主要網(wǎng)元的拓撲圖連接，這讓我們對整個核心網(wǎng)的拓撲關系有一個詳細的了解。

其次，就是按照老師提的要求，根據(jù)每個小區(qū)的人數(shù)和密集程度，進行無線覆蓋規(guī)劃。這個步驟，可以說是整個實驗里最麻煩的過程。

拓撲圖

接下來的實驗就比較有趣了，因為程序是用flash做的，所以會有動畫效果。這個部分是模擬建基站時的工作人員，對核心網(wǎng)機房和無線站點機房設備進行部署連接，里面有很多，不同的光纜和網(wǎng)線還有饋線（饋線就是負責傳輸天線接收到的信號的一種電纜線），每個設備都和真實的機房設備相差無幾。我做到這里的時候，都懷疑自己是拉網(wǎng)線的了。

無線覆蓋規(guī)劃中NPRACH計算結(jié)果

線纜介紹

核心網(wǎng)機房mme設備

上：核心網(wǎng)機房交換機BBU設備下：核心網(wǎng)機房交換機SWITCH1設備

接下來就是得熟練掌握無線和核心網(wǎng)中關鍵設備的配置了，在業(yè)務調(diào)試界面，有一個類似手機的測試端，如果測試連接與模擬收發(fā)數(shù)據(jù)包都能成功，就證明這個設備再此區(qū)域可以上網(wǎng)了。在這個部分也是最容易出問題的部分，如果你測試連接都不行，這個系統(tǒng)也很可能會有告警，會給你提示在哪個地方出錯了，對照著去檢查，很快便能檢查出錯誤并及時修改。

最后，是最貼近生活的一步，有智能門鎖、自動泊車、智能單車、智能家居等，只要對應的設備信息錄入了剛才提到的專門簽約用戶的設備，那么便可以一鍵遠程控制這些智能設備。比如說智能水表在連接上物聯(lián)網(wǎng)后，就可以實時看到每家每戶的用水情況，不用再麻煩人工上門抄表。比如自動泊車，可以將車停放在一個機器上面，一個按鈕就可以讓車自動停進規(guī)定停車點，既不用浪費時間開進停車場，也不用再去找哪里有空余車位。再說智能家居，小米正好是一個例子，通過小米近年不斷完善自己的家居智能設備，已經(jīng)幾乎形成了小米智能家居這一品牌。而位于7線小城市的我的老家，這邊有人在裝修新房子的時候，就已經(jīng)有人在考慮需不需要智能家居這一問題。能看出智能家居一定是今后家居產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，這些智能家居連接上5G物聯(lián)網(wǎng)之后，都可以實時監(jiān)控家居的實時狀況，并及時發(fā)出指令。以后就不用再擔心出門拿快遞時正在做的湯熬久壞掉;出門忘記空調(diào)或者門沒關等等這些瑣碎小事。這些功能都是在5G互聯(lián)網(wǎng)部署完成之后，老百姓能在上面應用的一部分場景。而后面還有一個特別方便我們管理人員的功能，我們可以在后臺直接遠程對設備的實時情況進行監(jiān)控，并及時地發(fā)出任務或者系統(tǒng)更新的指令，也不再需要實地到每一個設備上進行處理，極大地方便了維護，節(jié)約了時間和人工成本。

由于老師的時間安排，我們做網(wǎng)頁上的實驗就推遲了幾天，因為前幾天還有人在做。這個實驗是由于5G中信號頻率高，接入量大，而針對站點在不同場景下的規(guī)劃，從而增強天線覆蓋能力。這里又分為了3個實驗，第一個的場景在一個小區(qū)里分為智能停車區(qū)域、共享單車、pos機以及智能家居等智能設備的不同區(qū)域，需要在規(guī)定有天線的地方，考慮每個小設備的計算能力、重傳次數(shù)等，對天線進行定向和范圍的設置，最后部署完成后，還會對你的設置進行一個評分，看你考慮的問題是否全面。

智能泊車模擬實驗圖智能門鎖實驗圖

第二個是基于容量規(guī)劃的站點模擬部署，這個實驗中，通過對理論容量承載的計算，部署不用頻率之間的組網(wǎng)共同來解決實際容量不夠的問題。這個部分對很大一片的區(qū)域進行劃分，考慮到更多的需要的容量，用戶模型以及頻率沖突等問題，這一部分要達到一個很高的分數(shù)特別困難。

小區(qū)天線規(guī)劃圖

最后的一個是增強網(wǎng)絡性能的計算，以智能停車為例，具體到了其中一個智能設備中的配置以及數(shù)據(jù)收發(fā)等。從天線到基站，最后再到終端設備進行數(shù)據(jù)的設置，更加幫助了我們對計算公式以及數(shù)據(jù)的理解。這一塊兒的參數(shù)和實驗與一開始的參數(shù)計算有很大的相似之處，當做到這個實驗的時候，才回想起當時我們做第一個實驗的時候，現(xiàn)在終于能用在具體的內(nèi)容上了，最后依然是打分，當全部計算完整，你將獲得滿分的成績。

站點部署模擬

增強鏈路計算結(jié)果圖

整個實驗下來，時間上是非常充裕的，只要在實驗時間之內(nèi)，你都可以回頭去鞏固自己哪些地方需要重點看看。這整個系統(tǒng)，對5G物聯(lián)網(wǎng)的部署，從總體到細節(jié)的每一個部分都有一個非常形象的理解。這個實驗也充分滿足了我們對5G的好奇心和熱情。

責任編輯：陳曉麗