5G移動通信技術(shù)及其對基站配套的影響分析

楊茂林

（江西省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司，江西 南昌 330001）

1 5G移動通信技術(shù)分析

將5G通信技術(shù)與4G相比較發(fā)現(xiàn)，5G通信網(wǎng)絡(luò)速度在峰值時要比4G差不多快十倍，并且網(wǎng)速可達(dá)10Gb/S。對一般用戶來說，5G網(wǎng)速可以實現(xiàn)10Gb/S，但是對特殊用戶來說，網(wǎng)速能夠?qū)崿F(xiàn)100Gb/S。將5G與4G通信網(wǎng)絡(luò)作對比分析得出，5G移動技術(shù)的可靠性更高，延時性比較低，延時性最低低至5ms，在450km/h的高速條件下能夠?qū)崿F(xiàn)通信。相比之下，5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)節(jié)能性與環(huán)保性都比較好，并且在通信能耗方面也實現(xiàn)了最優(yōu)化。

1.1 多載波技術(shù)

為了能夠快速、有效提高5G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度，就需要對帶寬進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，達(dá)到1GHz左右的標(biāo)準(zhǔn)。但是根據(jù)相關(guān)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在以前的低頻段很難獲取到寬帶頻譜層持續(xù)信息以及資源，溯源發(fā)現(xiàn)是因為該頻段應(yīng)用的是無線層面的傳輸系統(tǒng)。如此一來，與電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)差不多，也存在一些白頻譜信息資源。就這些白頻譜資源來說，在其位置上就極有可能出現(xiàn)不持續(xù)的情況。于是，將多載波技術(shù)應(yīng)用到5G技術(shù)中是十分必要的，并且還有利于對頻譜實現(xiàn)持續(xù)使用。

1.2 網(wǎng)絡(luò)智能技術(shù)

就5G移動通信中的中心網(wǎng)絡(luò)而言，在以后該技術(shù)必定會從大型層面的服務(wù)器建設(shè)成云方面的計算平臺，這樣一來就會將路由器、交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)、基站之間實現(xiàn)有效連接變成可能，同時它在大數(shù)據(jù)儲存方面也起著非常大的作用。云計算會對那些數(shù)據(jù)量大、時效性高的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理。然而對終端和基站而言，基于它在數(shù)量與形態(tài)較多的情況，往往會根據(jù)實際情況以及業(yè)務(wù)應(yīng)用不同的頻段。顯而易見的是，為了在短時間內(nèi)達(dá)到智能自主組網(wǎng)的目的，該技術(shù)需要具備較高的智能判斷識別功能以及智能配套方面的功能。在以后，也可以將網(wǎng)絡(luò)智能方面的相關(guān)技術(shù)廣泛應(yīng)用到5G移動通信技術(shù)中去。

1.3 大規(guī)模MIMO技術(shù)

大規(guī)模MIMO技術(shù)是5G技術(shù)發(fā)展過程中非常重要的關(guān)鍵技術(shù)，它被廣泛應(yīng)運(yùn)用于無線通信行業(yè)。對于5G移動通信網(wǎng)絡(luò)無線側(cè)，可以通過使用Massive MIMO技術(shù)將射頻模塊與天線有效進(jìn)行整合，進(jìn)而實現(xiàn)一體化集成建設(shè)。下圖為大規(guī)模天線應(yīng)用場景。

1.4 無線接入技術(shù)

這一技術(shù)作為5G通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)，其構(gòu)成一般包括BDMA、NOMA等技術(shù)。大力推廣該技術(shù)在一定程度上能夠提高通信信號的覆蓋面積與傳輸水平，方便給用戶提供應(yīng)用指標(biāo)。該技術(shù)實際運(yùn)用中，相關(guān)工作人員還應(yīng)當(dāng)對頻譜資源加強(qiáng)運(yùn)用效率，進(jìn)而為5G無線接口供給所需的頻率、時間等資源，確保技術(shù)運(yùn)行效率得到提升。

1.5 同時同頻全雙工技術(shù)

在5G移動通信系統(tǒng)中應(yīng)用此項技術(shù)，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號多個方向的同步傳送，并且還可以同步進(jìn)行發(fā)射、接收信號操作，進(jìn)而實現(xiàn)對空口頻率的充分利用，確保移動網(wǎng)絡(luò)的靈活性與穩(wěn)定性得到有效提升。

2 5G移動通信技術(shù)對基站配套的影響

目前，在5G移動通信技術(shù)發(fā)展過程中，為了更好地提升自身，故而需要大量的頻譜資源，進(jìn)一步實現(xiàn)從4G移動通信網(wǎng)絡(luò)的過度，早日跨入全新的5G時代。為了更高水平的創(chuàng)建出此種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，需要在5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中，確保5G頻率超過3GHz，并且對網(wǎng)絡(luò)信號能夠覆蓋的全部區(qū)域進(jìn)行有效控制。與此同時，對基站數(shù)量進(jìn)行有效控制也是十分必要的，并且盡量拉近基站間的間距。

2.1 對網(wǎng)絡(luò)部署的影響

天線數(shù)量可以由原來的4根增加至64根或更多，基站的處理能力變強(qiáng)，能源耗損被加大，要求基站機(jī)房的性能進(jìn)一步提升。對資源進(jìn)行有機(jī)整合，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享。首先，降低對基站機(jī)房數(shù)目的要求，并且縮減機(jī)房建設(shè)資金投入；基站的覆蓋面積由4G網(wǎng)絡(luò)階段的幾百米縮減到幾十米，如此一來會加大對基站數(shù)量的要求。在5G后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，小基站將會特別受歡迎，極有可能會成為未來通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主要形式。

2.2 對微基站建設(shè)的影響

微基站的發(fā)射功率通常在10～20W范圍內(nèi)，其覆蓋面積比較小。將其與宏站比較，氣體機(jī)與重量都是較小的，在安裝方式與使用方式方式比較方便。但是由于微基站覆蓋范圍不大，所以能夠跟宏基站相連接，互相補(bǔ)充，從而達(dá)到立體覆蓋的效果。在5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中，其頻段比較高。假如還是使用原有的建設(shè)方式，覆蓋效果可能會不理想。為此，5G通信網(wǎng)絡(luò)能夠借助異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到深層次覆蓋的目的?，F(xiàn)階段，許多廠商為此給出了很多類型的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)施與技術(shù)方法，其中，Small Cell體積較小、布局方式方便靈活，而且可以有效提升5G網(wǎng)絡(luò)性能與服務(wù)質(zhì)量。

2.3 對電源設(shè)備的影響

5G移動通信技術(shù)運(yùn)用過程，其基站類型使用的是Massive MTMO。此類基站運(yùn)行時，在功耗方面消耗比較多，與4G技術(shù)相比，有很大的進(jìn)步。與此同時，就5G基站的建造來說，直流負(fù)載也會產(chǎn)生功耗，與4G網(wǎng)絡(luò)下的基站建設(shè)比較，可能會有4倍及以上的提高。比如在4G技術(shù)下增加1套設(shè)備，在創(chuàng)建5G系統(tǒng)的時候，通常會需要更多的電容量。然而在目前通過對外市電側(cè)的實際情況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，基站外市電容量一般都在15-30kVA之間，因此對未來網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建設(shè)時，應(yīng)該對此設(shè)備的容量進(jìn)行一定的擴(kuò)展，避免在具體應(yīng)用過程中，對基站外市電容量產(chǎn)生不良影響，從而造成這方面的資源出現(xiàn)短缺的情況。如果站在直流電源側(cè)的角度上看，如果電源設(shè)備在交直流容量方面發(fā)生不足的情況，就必須要及時進(jìn)行替換，但是要知道，一旦這樣操作，勢必會給交流配電箱、有關(guān)開關(guān)電源帶去一定的不良影響。

2.4 對蓄電池的影響

構(gòu)建一套5G系統(tǒng)按照備電時長3小時進(jìn)行計算，應(yīng)該增加300～400Ah蓄電池，與此同時還需要安裝1至2個機(jī)架。目前，在對宏站進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)時，通常會要求安裝2組500Ah的鉛酸蓄電池。但是，如果出現(xiàn)應(yīng)用空間不足的情況，可以選用替換方案。但是要滿足2套4G系統(tǒng)以及2套5G系統(tǒng)的實際需要。反之如果空間夠用，可以安裝梯級鐵鋰電池，并且還需要用梯次電池將已有的鉛酸蓄電池進(jìn)行原位替換，同時將容量加大至1.5倍。

2.5 對空調(diào)系統(tǒng)的影響

要知道，室內(nèi)安裝1套5G設(shè)備發(fā)熱量就會增加1.5kW。在宏基站中可以安裝風(fēng)量較大的空調(diào)專用設(shè)備，從而妥善解決制冷難題。一般情況下，現(xiàn)網(wǎng)大多數(shù)室外機(jī)柜冷負(fù)荷范圍規(guī)定在500～1000W，適用性較差。應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際需要對室外機(jī)柜進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用，達(dá)到室內(nèi)設(shè)備符合熱量要求。

2.6 BBU集中放置

由于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程，是覆蓋面由廣到深持續(xù)推進(jìn)的過程，基站在對站點建設(shè)的過程中對資源需求不斷增加，致使能夠被站點進(jìn)行利用的資源數(shù)目不斷減少。要知道站點資源不足，對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，當(dāng)然這也是未來5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中必然會遇到的難題之一。與普通建站的方法進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，分布式基站具備設(shè)施小、損耗較低、成本較少、建設(shè)時間較短等特點，在一定程度上能夠有效降低建設(shè)的難度系數(shù)，加快網(wǎng)絡(luò)實際構(gòu)建速度。分布式基站還能夠?qū)⒒鶐卧c射頻單元進(jìn)行分離，方便基帶單元實現(xiàn)集中放置。集中放置的優(yōu)點在于可以減少機(jī)房建設(shè)與租賃需要，降低與物業(yè)協(xié)調(diào)的難度。對BBU進(jìn)行集中設(shè)置，能夠有效降低RRU拉遠(yuǎn)站點配套建設(shè)，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)建設(shè)資金投入，更好的提高電源供給效率，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能源與降低污染區(qū)排放。

3 結(jié)束語

總而言之，本文通過對5G移動通信技術(shù)及其對基站配套的影響進(jìn)行詳細(xì)探究。經(jīng)過此次研究發(fā)現(xiàn)，隨著有關(guān)策略的有效落實與相關(guān)技術(shù)的不斷改進(jìn)與發(fā)展，相信我們國家在5G移動通信技術(shù)發(fā)展過程中，終有一日會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，并且有效提高各個領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)效益。