淺談5G無線網(wǎng)絡關鍵技術建設難點與應對策略

于志廷

（中通信息服務有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引言

在信息技術遍布社會各個角落的當下，人們對通信業(yè)務需求也在朝著多元化的方向發(fā)展，原有的4G網(wǎng)絡已無法滿足人們?nèi)遮叾鄻踊膽眯枨?，促使移動通信網(wǎng)絡服務不斷作出創(chuàng)新與變革，5G網(wǎng)絡服務業(yè)務應運而生。5G網(wǎng)絡相較于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡服務，在性能方面具有低延遲和高速度的優(yōu)點，并且也可以同時使用。在節(jié)約能源和降低成本方面，在5G無線網(wǎng)絡關鍵技術建設過程中仍然需要解決許多困難，因此我們應深入探討5G無線網(wǎng)絡關鍵技術建設難點，并提出有效的應對措施。

1 5G無線網(wǎng)絡概述

5G無線網(wǎng)絡集合了多種現(xiàn)代化技術類型，涵蓋的范圍非常廣。與4G、3G網(wǎng)絡技術相比，5G無線網(wǎng)絡性能更加優(yōu)越，它是對4G、3G網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化與升級，有效解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡系統(tǒng)基站信息交互低、干擾大等不良問題，使得信息傳輸速度和質(zhì)量都大幅度提升。無線網(wǎng)絡是現(xiàn)代化人們生產(chǎn)生活中應用頻率高且范圍廣的一種技術，隨著人們對無線網(wǎng)絡應用范圍的逐步拓展，原有的網(wǎng)絡架構(gòu)系統(tǒng)已無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的通信網(wǎng)絡服務需求，這同時說明加速移動通信網(wǎng)絡的換代升級對推動社會發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

從我國移動通信技術的現(xiàn)狀和發(fā)展前景可以看出，5G無線網(wǎng)絡以優(yōu)良的應用性能將會成為社會發(fā)展過程中的重要移動通信系統(tǒng)，它具有較強的抗干擾能力、高效的信息交互率，強大的協(xié)同力，這些優(yōu)勢都是傳統(tǒng)網(wǎng)絡系統(tǒng)無法比擬的。

2 5G無線網(wǎng)絡關鍵技術建設難點

2.1 超密度異構(gòu)網(wǎng)絡

現(xiàn)階段我國網(wǎng)絡技術的發(fā)展步入了一個飛躍發(fā)展階段，5G網(wǎng)絡時代的到來表明我國的網(wǎng)絡發(fā)展趨勢正朝著智能化、多元化和集成化的方向邁進。4G、3G網(wǎng)絡系統(tǒng)的發(fā)展及應用現(xiàn)狀，已遠遠滯后于人們對網(wǎng)絡容量的發(fā)展需求，傳統(tǒng)網(wǎng)絡系統(tǒng)增加網(wǎng)絡容量的方法通常采用分裂小區(qū)的方法來減小半徑，雖然此種方法使得網(wǎng)絡容量和網(wǎng)絡覆蓋范圍較之以前有所提升，但小區(qū)半徑一旦減小而低功率節(jié)點數(shù)量就會相應的增加，網(wǎng)絡部署站點的密度由此增加，長此以往網(wǎng)絡傳輸速度和質(zhì)量就會受到影響。而5G無線網(wǎng)絡采用的是中高頻段的通信頻段，它所需的無線節(jié)點密度將會更加密集，超密度異構(gòu)網(wǎng)絡雖然能夠有效解決這一問題，但在具體建設過程中，它的應用還會引發(fā)一系列其他問題，比如將會增加用戶移動管理難度，小區(qū)切換頻繁等問題。

2.2 大規(guī)模MIMO技術

在建設5G無線通信系統(tǒng)的過程中，還需要根據(jù)網(wǎng)絡建設的實際需要，為天線結(jié)構(gòu)的安裝選擇一個合理的位置，以進一步增加網(wǎng)絡容量。將來，如果將該技術應用于實際的5G無線網(wǎng)絡建設中，將有助于改善5G網(wǎng)絡的綜合特性。就MIMO技術的當前應用狀況而言，它已在全國范圍內(nèi)逐步實施，但是從理論上講，安裝的天線結(jié)構(gòu)數(shù)量越多，其信息傳輸質(zhì)量和安全性會隨之增加。目前，華為，中興等廠商已經(jīng)開發(fā)出16（T/R），32（T/R），64（T/R）和128（T/R）AAU設備。但大規(guī)模MIMO技術在實際應用過程中，還出現(xiàn)了一些不容忽視的問題。首先MIMO技術的應用使原有的站址經(jīng)濟效益受到一定的威脅，經(jīng)濟效益作為衡量網(wǎng)絡發(fā)展質(zhì)量的重要指標，如果出現(xiàn)下降趨勢，表明該技術應用效果不理想。其次5G技術的研發(fā)及應用，導致原有的4G網(wǎng)絡系統(tǒng)頻譜資源利用范圍下降，而5G無線網(wǎng)絡系統(tǒng)需要依靠中低頻段的頻譜資源為支撐，但目前沒有足夠的頻譜資源為5G無線網(wǎng)絡所用。第三，5G下行鏈路的正常運轉(zhuǎn)是以多個天線的大功率傳輸實現(xiàn)的大范圍覆蓋，但這種現(xiàn)象又會造成對上行鏈路設備終端天線數(shù)量和發(fā)射功率的影響，由此說明大規(guī)模MIMO技術在5G無線網(wǎng)絡系統(tǒng)中的應用，將會限制其上行線路的正常運行。目前的4G網(wǎng)站建設其覆蓋范圍，即使在較集中的區(qū)域其站點之間的距離已嚴格控制在300m范圍，所以5G網(wǎng)絡覆蓋范圍如果想要實現(xiàn)預期的效果，僅僅依靠增加無線節(jié)點數(shù)量來增強信息傳輸效果，難度非常大。從上述分析可以看出，依靠現(xiàn)有的族譜資源及站址完成5G無線網(wǎng)絡建設，依然面臨很大的難題。

3 5G無線網(wǎng)絡關鍵技術建設難點的應對策略

3.1 宏觀與微觀相結(jié)合

5G無線網(wǎng)絡相較于4G無線網(wǎng)絡其建設過程更加復雜，但在性能方面明顯超出4G無線網(wǎng)絡，所以為推動5G無線網(wǎng)絡更好的發(fā)展，在其建設過程中需采取科學合理的方法來有效解決上述難題。5G無線網(wǎng)絡是集多種先進技術為一體的綜合性技術，多種先進關鍵技術在5G無線網(wǎng)絡建設中的應用，使得原始網(wǎng)絡覆蓋不完全的缺陷得到有效解決。對于居住社區(qū)，通過引用宏小區(qū)的構(gòu)造概念，可以將宏小區(qū)附近相鄰的微小區(qū)有效連接成一個整體，并且以宏基站為中心實現(xiàn)對整個小區(qū)的無線網(wǎng)絡全覆蓋。這種宏觀與微觀的構(gòu)造方式，使得5G無線網(wǎng)絡的容量載體得到進一步的拓展，將宏基站和微基站的兩個小區(qū)進行資源整合，形成一個整體。在整個結(jié)構(gòu)構(gòu)造過程中，仍然要保障終端系統(tǒng)始終停留在小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)或在容量區(qū)域內(nèi)。

3.2 合理利用低頻資源

通過上面關于5G無線網(wǎng)絡關鍵技術建設時的難點來看，這些關鍵技術的應用都會不同程度的改變系統(tǒng)的發(fā)射功率和天線數(shù)量，造成對系統(tǒng)終端結(jié)構(gòu)的制約，網(wǎng)絡覆蓋難以實現(xiàn)大規(guī)模的提升。并且5G網(wǎng)絡應用過程中最常見的頻率是中頻帶和低頻帶，而中低頻段在5G上行鏈路覆蓋頻率中不是最佳的選擇，它的使用會給上行鏈路設備終端天線數(shù)量和發(fā)射功率帶來負面影響，所以應根據(jù)網(wǎng)絡的實際結(jié)構(gòu)對5G網(wǎng)絡應用的頻段進行相應的選擇，只有這樣才能提升5G無線網(wǎng)絡的整體運行質(zhì)量。隨著5G無線網(wǎng)絡技術的發(fā)展并逐步成熟，必將取代傳統(tǒng)網(wǎng)絡方式，成為推動經(jīng)濟和社會快速發(fā)展的通信技術。

3.3 合理建設容量小區(qū)

如前所述，5G系統(tǒng)比4G網(wǎng)絡更先進。但與此同時，它也呈現(xiàn)出更復雜的特征。為了有效解決上述施工中的困難，合理的容量電池結(jié)構(gòu)是較為可行的措施。通過建設集中式小型微型基站，我國可以提高原始4G網(wǎng)絡基站的實際工作效率。具體地，在我國的各種居住社區(qū)中，可以適當?shù)匾煤暧^社區(qū)的概念。

3.4 上下行解耦

除了上面提到的合理設計容量單元和重用低頻資源外，還建議執(zhí)行上行鏈路和下行鏈路解耦。如上所述，作為5G室外頻率的3.5GHz通常由于各種原因而受到限制。例如，由于發(fā)射功率或天線數(shù)量的原因，其終端通常無法實現(xiàn)相同的下行鏈路覆蓋范圍目標?？梢钥闯?，選擇3.5GHz作為上行鏈路覆蓋頻率似乎并不理想。為了解決這個問題，我們可以放棄使用3.5GHz，而是選擇現(xiàn)有的頻率（例如1.8GHz或2.5GHz）作為上行鏈路覆蓋頻率。通常，與3.5GHz相比，1.8GHz可獲得約10dB的增益。它更接近下行鏈路覆蓋水平。這表明它是更優(yōu)選的。通過這種形式，上行鏈路和下行鏈路的解耦可以促進5G無線網(wǎng)絡的進一步發(fā)展。

4 結(jié)束語

綜上所述，總體而言，與過去使用的2G，3G和4G網(wǎng)絡相比，5G網(wǎng)絡具有許多應用優(yōu)勢，但是仍然存在許多需要有效解決的難題，需要我們繼續(xù)鉆研。但是隨著科技的發(fā)展創(chuàng)新，我們始終本著開拓進取的精神深入探索，上述問題將得到很好的解決。提升我國5G通信能力，這對提高我國綜合國力以及提升我國國民的幸福指數(shù)都具有重要意義。