5G無線網絡規(guī)劃與設計分析

江 帆

（江西省郵電規(guī)劃設計院有限公司，江西 南昌 330002）

0 引 言

如果說傳統(tǒng)的4G網絡是連接人的網絡，那么當前不斷發(fā)展的5G網絡，就是能夠連接人和世間萬物的網絡。此外，在5G時代來臨之時，無線網絡的主要業(yè)務類型也會從傳統(tǒng)的以語音為主的業(yè)務，逐漸轉變?yōu)閿?shù)據業(yè)務，同時業(yè)務量還會呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長的趨勢。而為了使得5G時代的用戶體驗速率能夠獲得與時俱進的提升，同時為用戶提供更加可靠的網絡服務，相關技術人員就必須靈活使用空中接口等技術，來提高5G網絡的應用水平。最后，還必須使用新的組網架構方式以及新的業(yè)務模式，來滿足5G時代用戶的網絡使用需求。而本文也將以此為基礎展開深入分析，以探究5G時代的網絡規(guī)劃和設計方法。

1 5G時代的無線網絡規(guī)劃工作所面臨的挑戰(zhàn)分析

1.1 業(yè)務類型多樣化趨勢帶來的挑戰(zhàn)分析

在5G時代背景下，由于無線網絡的業(yè)務類型越來越豐富，而不同的業(yè)務類型對5G網絡的運行性能所提出的要求也不盡相同，因此，設計人員在進行網絡規(guī)劃的時候，也必然會面臨越來越多的挑戰(zhàn)[1]。例如，eMBB場景就要求5G網絡技術不僅要為用戶提供具有良好的移動性和連續(xù)性的業(yè)務服務，而且要使得高清視頻以及VR等業(yè)務的客戶能夠體驗到更高的網絡速率。又比如mMTC等業(yè)務，由于具有海量連接、小數(shù)據包等特點，因此要求5G網絡必須在連接數(shù)密度方面達到較高的水平。此外，諸如uRLLC等業(yè)務，由于需要為用戶提供可靠性較強的應用服務，因此也對5G無線網絡提出了更高的穩(wěn)定性要求。從總體上來看，不同的業(yè)務場景對于5G網絡的實際需求存在較大的差異，而這一業(yè)務多樣化的趨勢在未來也必然會得到進一步的發(fā)展。因此，5G網絡的規(guī)劃和設計人員必須不斷提高自身的技術研究水平，才能夠滿足現(xiàn)代化無線網絡用戶的實際需求。

而從當前的發(fā)展情況來看，在面對各類新興的業(yè)務所提出的網絡可靠性以及時延效果等方面的新要求時，我國的運營商仍然缺乏有效的應對方案。同時，針對于多種應用場景同時存在的情況，5G運營商是否能夠開發(fā)出有效的網絡規(guī)劃方案，以此來提高網絡的綜合性能，也成為了一個不容忽視的挑戰(zhàn)。

當前我國的5G網絡規(guī)劃人員一直在以優(yōu)化業(yè)務體驗為目標，不斷提高無線網絡建設效率。而技術人員是否能夠將5G網絡的規(guī)劃方案和各類業(yè)務需求進行相互的匹配，并借助多種有效的手段，來提升5G網絡的建設效率，將會在很大程度上對5G網絡的應用前景產生不容小視的影響。

1.2 頻譜復雜性帶來的挑戰(zhàn)分析

要想有效提升5G無線網絡的容量大小及其傳輸速率，技術人員就必須致力于在增加頻譜帶寬方面進行更為深入的研究。傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)在進行頻譜規(guī)劃的時候，一般都會將頻譜集中于3 GHz以下的范圍。因此，頻譜資源從整體上來看一直處于較為稀缺而且擁擠的狀態(tài)。而如果能夠將頻譜的帶寬提高到3 GHz甚至是6 GHz以上的范圍，那么5G網絡的運行速率以及所能承載的業(yè)務容量就能夠得到極大的擴展[2]。從當前我國主要使用的5G頻譜大小來看，主要有如下3種類型。第一，2.6 GHz的頻譜，這種頻譜已經被廣泛應用于LTE網絡的建設過程中。第二，3.5 GHz的頻譜；第三，4.9 GHz的頻譜。這兩種頻譜作為5G網絡最新增加的高頻段，由于其應用特點和傳統(tǒng)的頻譜之間具有較大的差異，因此，5G網絡規(guī)劃人員只有采用更加精細化的方式來對網絡方案進行設計，才能夠滿足這兩類頻譜的應用要求。

具體來說，5G網絡在進行規(guī)劃工作的過程當中，會由于頻譜復雜性不斷增加而遇到如下四方面的困難。

第一，如果使用全頻譜接入的方式來對5G網絡進行規(guī)劃，那么技術人員就必然會面臨高低頻協(xié)同規(guī)劃方面的難題。而這一問題主要是由于高低頻譜在傳播過程當中的特性和要求不同所致[3]。

第二，技術人員必須針對于3 GHz以上的頻譜資源，來開發(fā)精度水平更高的傳播模型，以此來優(yōu)化5G網絡的實際使用效果。

第三，由于高頻段的信號在進行傳輸?shù)倪^程當中，容易受到外部多種因素的影響而出現(xiàn)穿透損耗的問題，因此，規(guī)劃人員要想對室內外不同場景的網絡方案進行有效的規(guī)劃，必然會面臨較為復雜的技術難題。

第四，技術人員還必須有效解決同頻段不同類型的業(yè)務網絡之間經常出現(xiàn)的相互干擾的問題。

技術人員只有充分考量和把控多種影響因素，才能夠解決5G網絡應用過程當中所面臨的一系列問題。

1.3 空中接口差異性帶來的挑戰(zhàn)分析

和傳統(tǒng)移動網絡的接口方式相比，5G網絡由于引入了Massive MIMO等各類先進的接口技術，因此也能夠在滿足不同業(yè)務場景需求時，體現(xiàn)出更為強大的綜合性能，如時延性更佳、體驗速率更快等[3]。但是這樣一來，5G技術人員也必須在進行網絡規(guī)劃工作的時候，面臨更多由空中接口差異性所帶來的阻礙及挑戰(zhàn)。

5G網絡使用的測量方式有兩種，第一種是SS，第二種則是CSI-RS。具體來說，技術人員要想對SS-RSRP抑或是SS-SINR進行有效的測量，不管是在其處于空閑態(tài)還是連接態(tài)時，都可以展開相應的測量操作。但是諸如廣播束的數(shù)量等因素，都會對其測量效果的準確性產生極大的影響。此外，技術人員要想對CSI-RSRP進行測量，就必須在其處于連接態(tài)時展開操作?？偟膩碚f，5G研究人員只有致力于選擇最為合適的網絡覆蓋評估指標，才能夠滿足現(xiàn)代化網絡應用過程的各種測量需求。

此外，5G網絡還具備一個顯著的優(yōu)勢，那就是能夠支持廣播波束賦形。技術人員可以通過對權值進行調整以及合理化的設置，來生成能夠滿足不同場景業(yè)務需求的賦形波束。和傳統(tǒng)的LTE比起來，5G網絡雖然能夠在權值靈活度方面表現(xiàn)出更為優(yōu)越的性能，但是技術人員也必須深入研究有關權值配置以及迭代的相關課題，才能夠提高此類技術應用過程的有效性。

1.4 5G密集組網帶來的挑戰(zhàn)分析

由于5G網絡在運行過程當中對于速率以及容量的要求較高，因此，只有在對其進行網絡規(guī)劃的過程當中選擇密集組網方案，才能夠滿足5G網絡的實際運行需求。和傳統(tǒng)的3G和4G網絡相比起來，5G網絡的站點需求量顯然更高。而在進行密集組網規(guī)劃的過程當中，5G技術人員也面臨著來自于多個方面的挑戰(zhàn)。例如，在對原有的站點進行改造的過程當中，存在新舊技術交接方面的難題。而在選擇合適的管線材質和資源的時候，同樣也面臨著巨大的難題。

2 5G無線網絡規(guī)劃時的基本方法

雖然在實際的網絡規(guī)劃過程當中，5G技術人員不僅要處理來自業(yè)務需求多樣性以及頻譜復雜性等多方面的技術難題，在選擇站址時，也面臨著較多的阻礙，但是5G網絡自身所獨有的極佳的性能以及高超的靈活性，也能夠在很大程度上為技術人員的網絡規(guī)劃工作補充一定的優(yōu)勢。因此，技術人員在設計5G規(guī)劃方案時，應當積極利用此類網絡自身所具備的優(yōu)異性能，來進行優(yōu)勢互補，并盡量在確保用戶體驗以及客戶的實際需求得到有效滿足的前提下，采取多種優(yōu)化布局策略，來降低此類網絡的建設成本[4]。具體而言，技術人員可以采用如下4種基本的方法，來應對5G網絡的規(guī)劃難題。

首先，針對于業(yè)務需求多樣化的問題，技術人員可以采用如下的方式來加以解決。在對各個區(qū)域內的5G網絡進行規(guī)劃和布局的初始階段，技術人員可以先對區(qū)域內的用戶數(shù)量及用戶需求類型進行全面的考察，并收集一系列有效的數(shù)據，以此為基礎來確定5G網絡的建設范圍。這樣一來，既能夠有效滿足用戶需求，也能夠確保各個運營商的成本效益。

其次，在進行多頻段的協(xié)同部署工作的時候，技術人員可以在深入分析客戶需求情況的基礎上，將5G網絡以容量層的形式，疊加于傳統(tǒng)的LTE網絡層級之上。而如果規(guī)劃方案選擇的組網方式是SA，那么也可以將低頻頻譜設計為覆蓋層，而將中高頻頻譜設計為容量層，以此來搭建一個完善的5G網絡體系。這樣一來，不僅能夠顯著提高5G網絡的覆蓋水平以及覆蓋面積，還能夠使得用戶的體驗質量獲得極大的改善，一舉多得。

再次，在選擇配置方案的時候，技術人員也應當提前進行完善的且成規(guī)模的技術實驗，并以此來對主流業(yè)務的需求進行深入的分析。然后，再以此為基礎，來對網絡的整體規(guī)劃方式以及參數(shù)水平進行更為有效的設計。在施工初期，技術人員可以先使用靜態(tài)配置方案，來打造一個基礎的覆蓋面。之后再根據網絡的實際使用情況，來對配置方案進行優(yōu)化，使其朝向動態(tài)化的方向不斷發(fā)展。

最后，技術人員還要采用分階段部署的方式來進行5G網絡的布局工作。具體來說，相關人員要參考SA產業(yè)鏈的發(fā)展情況，如果這一產業(yè)及其技術還不甚成熟，那么技術人員就可以優(yōu)先使用NSA的方式來進行組網操作，并以此為基礎來收集一系列有效的5G網絡運營信息。具體來說，在使用NSA的方式進行組網規(guī)劃的時候，技術人員應當充分借助NSA最優(yōu)錨點等方式來進行網址的布局以及選擇[5]。

在未來，SA組網必然會成為5G網絡發(fā)展的一大趨勢。但是由于當前正處在5G網絡布局的初期階段，因此，相關人員應當將主要的精力放在選擇合適的組網類型等方面。此外，如何在現(xiàn)有的4G網絡的基礎上，無縫銜接5G網絡的布局工作，使得兩者的技術交接流暢度能夠獲得有效的保障，也是一個至關重要的問題。各大運營商只有充分把握世界范圍內5G網絡的最新技術，并充分考量各類網絡技術的使用成本，才能夠設計出最為合理的布局方案，進而滿足5G時代不同用戶的實際用網需求。

3 結 論

5G時代的到來，不僅會全面顛覆互聯(lián)網的定義，同時也會在很大程度上變革世界的信息傳輸模式。而我國的各大運營商是否能夠在此背景下，不斷對5G網絡技術進行深入的研究，同時平衡各類網絡規(guī)劃過程當中的問題，提升網絡設計的綜合效率，將會在很大程度上對我國5G網絡技術的應用水平產生不容小視的影響。而本文正式以此為基礎展開了深入的探究，希望能夠為各大運營商的技術人員提供一定的借鑒。