智慧城市中5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃研究

張燕

摘要：伴隨著5G移動(dòng)通信技術(shù)的快速勃興，國家也在不斷推動(dòng)智慧城市建設(shè)發(fā)展。本文通過分析智慧城市當(dāng)前建設(shè)情況，以及5G移動(dòng)通信技術(shù)在智慧城市建設(shè)過程中所采用的波束賦形、大規(guī)模MIMO技術(shù)等核心技術(shù)，進(jìn)而探討如何通過5G移動(dòng)通信技術(shù)在智慧城市中網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃路徑。

關(guān)鍵詞：5G移動(dòng)通信技術(shù);智慧城市;網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

中圖分類號：TP393? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1009-3044（2021）26-0040-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

現(xiàn)階段，伴隨著5G移動(dòng)通信技術(shù)快速發(fā)展，通過物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)，科學(xué)建設(shè)發(fā)展智慧城市，合理調(diào)節(jié)區(qū)域協(xié)調(diào)和城市建設(shè)成為智慧城市建設(shè)背景下的關(guān)注重點(diǎn)。

1 智慧城市基本內(nèi)容

近些年來，人們與網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)系得更加緊密，并隨之提出了更高的自我需求，因此，不斷加快移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率傳輸速率成為必然的選擇。智慧城市就是基于最新信息技術(shù)推動(dòng)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)朝向可持續(xù)發(fā)展方向，通過5G移動(dòng)通信，從而實(shí)現(xiàn)不同群體的移動(dòng)通信需求。

智慧城市與人們的日常生活緊密相連，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將城市整體發(fā)展理念和大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等有效融合，便利人們生活，變革活動(dòng)方式，推動(dòng)城市恒久穩(wěn)定建設(shè)發(fā)展[1]。在城市持久發(fā)展過程中，通過物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息管理和城市管理協(xié)同有效并舉，合理調(diào)節(jié)區(qū)域協(xié)調(diào)和城市建設(shè)成為智慧城市建設(shè)背景下的關(guān)注重點(diǎn)。建設(shè)智慧城市，需要掌控細(xì)節(jié)，把握要點(diǎn)進(jìn)行具體操作，不僅需要關(guān)注數(shù)據(jù)層和數(shù)據(jù)通信層建設(shè)，還要處理好智慧應(yīng)用層和風(fēng)險(xiǎn)防控層。智慧城市體系架構(gòu)參考圖1。

2 5G移動(dòng)通信對智慧城市建設(shè)重要性及核心技術(shù)

2.1重要性

現(xiàn)階段，5G移動(dòng)通信技術(shù)在既往4G移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，達(dá)到10Gb/s增強(qiáng)了一百倍。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為現(xiàn)今發(fā)展核心，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)也在隨之不斷發(fā)展建設(shè)中。其中，中國以及歐盟等國家對于5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展力度大，開始采用高端科研人才和最新科學(xué)技術(shù)進(jìn)行研究分析[2]。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)今后也不斷應(yīng)用于更多智能裝置設(shè)備，滿足人民群眾多方面的生活需求，例如智能手表、智能家電以及智能廚衛(wèi)用具等。與此同時(shí)，應(yīng)用5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅應(yīng)該考慮城市，也應(yīng)該充分關(guān)注農(nóng)村，大力推廣5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)村生活，不斷擴(kuò)大5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)覆蓋范圍，全面構(gòu)建新社會(huì)面貌。

2.2核心技術(shù)

2.2.1波束賦形

波束賦形又叫可以稱之為波束成型、空域?yàn)V波，是一種通過運(yùn)用傳感器陣列定向發(fā)送和接收信號的信號處理技術(shù)，歸屬于大規(guī)模MIMO技術(shù)中。波束賦形根據(jù)特定場景的自適應(yīng)從而進(jìn)行天線陣列調(diào)整的輻射圖技術(shù)。傳統(tǒng)單天線通信方式主要通過基站于手機(jī)間單天線到單天線的電磁波傳輸，物理調(diào)節(jié)缺位情況下，天線輻射方位固定，進(jìn)而可能限制同時(shí)同頻可服務(wù)用戶數(shù)目。

2.2.2大規(guī)模MIMO技術(shù)

大規(guī)模MIMO技術(shù)是指分別在發(fā)射端和接收端使用多個(gè)發(fā)射天線和接收天線，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)線號通過發(fā)射端和接收端多個(gè)天線達(dá)成信息發(fā)送接收。伴隨著技術(shù)發(fā)展變革，移動(dòng)通信技術(shù)也在原有基礎(chǔ)上迭代升級。大規(guī)模MIMO技術(shù)充分運(yùn)用5G移動(dòng)通信技術(shù)，是一種會(huì)用到大量天線的MIMO系統(tǒng)，也是MIMO技術(shù)的拓展延伸，本質(zhì)可以歸結(jié)為在相同的無線信道上進(jìn)行同時(shí)段發(fā)送和接收多個(gè)數(shù)據(jù)信號的無線網(wǎng)絡(luò)。如果是標(biāo)準(zhǔn)的MIMO網(wǎng)絡(luò)一般情況下會(huì)采用2或4天線配置。

大規(guī)模MIMO技術(shù)和波束塑型結(jié)合運(yùn)用，將會(huì)以高效智能方式處理該過程，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)速率和時(shí)延在網(wǎng)絡(luò)空間達(dá)成一致。MIMO系統(tǒng)框圖參考圖2。

MIMO技術(shù)兩大優(yōu)點(diǎn)：一是，提高信道容量，及時(shí)不增加寬帶與天線發(fā)送功率，頻譜利用率也能達(dá)到成倍提升的效果;二是，提高信道可靠性，借助多天線抑制信道衰落，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流同時(shí)傳送，降低誤碼率。

3 5G移動(dòng)通信在智慧城市中網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃路徑

3.1城市規(guī)劃

隨著經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步，各類新興技術(shù)興起與應(yīng)用，尤其是在移動(dòng)數(shù)據(jù)廣泛應(yīng)用大力推動(dòng)下，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)生變化同時(shí)，也加快了智慧城市建設(shè)。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在智慧城市建設(shè)與發(fā)展中十分重要，特別是后期城市規(guī)劃，各運(yùn)營商應(yīng)將網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃核心放在重點(diǎn)區(qū)域，提升智慧城市建設(shè)實(shí)效性。出于對城市網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃考慮，在城市地區(qū)應(yīng)用千兆光纖，既能不斷完善網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施，又能滿足穩(wěn)固城市規(guī)劃需求[3]。與此同時(shí)，對移動(dòng)運(yùn)營商來說，加強(qiáng)5G試驗(yàn)網(wǎng)全面布局，是促進(jìn)智慧城市向信息化發(fā)展基礎(chǔ)，也是為了實(shí)現(xiàn)自身企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展。在明確5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要求前提下，結(jié)合智慧城市發(fā)展現(xiàn)狀，做好5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)全面布局準(zhǔn)備工作，有利于為全面建設(shè)高速寬帶提供基礎(chǔ)保障同時(shí)，也能積極促進(jìn)該行業(yè)朝著現(xiàn)代化、信息化、智能化方向發(fā)展，逐漸形成可持續(xù)發(fā)展良好局面。

3.2安全規(guī)劃

5G時(shí)代到來，改變了現(xiàn)下各行業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)與運(yùn)作方式，將5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用在智慧城市建設(shè)中，安全應(yīng)作為該項(xiàng)計(jì)劃實(shí)施著手點(diǎn)，大型企業(yè)作為智慧城市建設(shè)重要組成部分，同時(shí)也是智慧城市穩(wěn)固建設(shè)關(guān)鍵支撐，加強(qiáng)對大型企業(yè)云防護(hù)，在一定程度上能夠提升大型企業(yè)抵御非法網(wǎng)絡(luò)及黑客惡意攻擊的能力，進(jìn)而維護(hù)大型企業(yè)穩(wěn)定、健康發(fā)展及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全。為進(jìn)一步提升防護(hù)力度，構(gòu)建安全基礎(chǔ)體系，以數(shù)據(jù)流量為核心，重視數(shù)據(jù)生產(chǎn)、傳輸和處理分析等環(huán)節(jié)，增強(qiáng)智慧城市建設(shè)實(shí)效性;同時(shí)針對網(wǎng)絡(luò)防御性能完善，從運(yùn)行、大數(shù)據(jù)和應(yīng)急響應(yīng)三個(gè)方面入手，加強(qiáng)安全運(yùn)行技術(shù)應(yīng)用，形成動(dòng)態(tài)化運(yùn)行體系，既能達(dá)到完善智慧城市網(wǎng)絡(luò)防御性能效果，也能更好地解決智慧城市建設(shè)過程中各類新問題、新情況。針對智慧城市網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式，除了需要社會(huì)各界力量支持與配合以外，也要重視基礎(chǔ)性技術(shù)問題，使其提升城市信息保密性與安全性。