5G移動通信傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)探究

顏 為

(海南電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司，海南 ?？?571100)

0 引言

當(dāng)前，用戶對移動通信的需求不斷提升，使得廣泛使用的4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無法滿足人民日益增長的高質(zhì)量通信要求。由此引入了5G通信技術(shù)應(yīng)用，并在移動通信網(wǎng)絡(luò)傳輸中表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用效果。但5G通信技術(shù)的應(yīng)用尚不成熟，仍舊需要進(jìn)一步強(qiáng)化5G建設(shè)與推廣，以提高普及度。因此，必須要加強(qiáng)對5G移動通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)研究，實(shí)現(xiàn)5G業(yè)務(wù)拓展，提升數(shù)據(jù)吞吐量，為移動通信傳輸水平的進(jìn)一步提升提供有利條件。

1 5G移動通信分析

5G移動通信也被稱為第五代蜂窩移動通信，具有時間短、速率高、節(jié)約能源、成本低、容量大等特點(diǎn)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)與大規(guī)模設(shè)備之間的連接。相較于4G通信，5G移動通信的速度更快，在很大程度上優(yōu)化了用戶對移動通信的體驗。此項技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了信息通信的即時性發(fā)展。流暢的網(wǎng)絡(luò)通信體驗極大地提升了用戶的使用滿意度。具體的5G網(wǎng)絡(luò)切片內(nèi)容分析如圖1所示。

圖1 5G網(wǎng)絡(luò)切片內(nèi)容

基于5G移動通信技術(shù)的快速發(fā)展，通信傳輸設(shè)備也變得越發(fā)輕巧而且個性化，能夠更好地滿足人們對移動通信的個性化需求。此外，這些全新的通信設(shè)備能夠更好地支持通信傳輸，降低故障的發(fā)生概率，進(jìn)而充分實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化配置，在提高用戶服務(wù)體驗的同時降低運(yùn)營成本[1]。

2 5G移動通信關(guān)鍵技術(shù)

2.1 大規(guī)模天線列陣技術(shù)

在5G移動通信快速發(fā)展的過程中，大規(guī)模天線列陣技術(shù)的應(yīng)用能夠保障基站發(fā)射及信號接收的容量需求，此項技術(shù)在高校、密集社區(qū)或者大型商圈得到了廣泛的應(yīng)用。同時，此項技術(shù)能夠形成更加靈活且多元化的復(fù)用空間，既能夠避免用戶之間出現(xiàn)相互干擾的情況，又能夠提升接收端信號接收效率?；诋?dāng)前的廣域覆蓋主流需求，這一技術(shù)能夠依托于已有的存量網(wǎng)絡(luò)資源，在遇到特殊應(yīng)用場景時，通過此項技術(shù)的應(yīng)用便能夠?qū)崿F(xiàn)信號傳輸頻率的提升。此項技術(shù)的具體應(yīng)用情況如圖2所示。

圖2 大規(guī)模天線列陣技術(shù)應(yīng)用

大規(guī)模天線列陣技術(shù)在技術(shù)應(yīng)用場景及環(huán)境部署方面都表現(xiàn)出了顯著的優(yōu)越性能，尤其是在TDD，F(xiàn)DD系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了對這項技術(shù)的廣泛應(yīng)用，大大提升了系統(tǒng)的頻譜效率，并且實(shí)現(xiàn)了對用戶體驗的優(yōu)化，提升了信號傳輸可靠性[2]。未來，針對此項技術(shù)的應(yīng)用會更加深入，而且其在5G通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用也將更加深入，必然能夠進(jìn)一步提升5G通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸水平。

2.2 低時延高可靠技術(shù)

低時延高可靠技術(shù)屬于一個完善的技術(shù)體系，依托此項技術(shù)，5G技術(shù)能夠為用戶帶來更佳的應(yīng)用體驗，同時對出現(xiàn)的新興業(yè)務(wù)也有較強(qiáng)的適應(yīng)性[3]。此項技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)勢在于可以減少空口及網(wǎng)絡(luò)時延情況，同時能夠提升單次傳輸?shù)目煽啃?。因此，在處理高精尖業(yè)務(wù)時，低時延高可靠技術(shù)能夠進(jìn)一步提升時延及可靠性，達(dá)到相應(yīng)的要求。具體的技術(shù)流程如圖3所示。

圖3 低時延高可靠技術(shù)應(yīng)用流程

在處理業(yè)務(wù)的過程中，低時延高可靠技術(shù)還能夠?qū)Σ煌慕K端進(jìn)行協(xié)同處理，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，這樣即使終端不同，也能夠形成相互補(bǔ)充，形成相互之間的中繼，實(shí)現(xiàn)空間分集，以促進(jìn)冗余空間在數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用。在應(yīng)用此項技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)充分考慮具體的應(yīng)用場景及情況的復(fù)雜性，并適當(dāng)調(diào)整，以進(jìn)一步提升傳輸效率。

2.3 先進(jìn)的調(diào)制編碼技術(shù)

在應(yīng)用5G移動通信技術(shù)的過程中，無論是推廣還是部署，都需要考慮到具體的應(yīng)用場景，以確保能夠為場景內(nèi)的用戶提供最佳的服務(wù)體驗，由此便對網(wǎng)絡(luò)性能及差異性提出了更高的要求[4]。例如，在一些大型商圈或者是密集社區(qū)、醫(yī)院等，規(guī)劃通信網(wǎng)絡(luò)時應(yīng)當(dāng)確保在滿足大容量需求的同時能夠保障傳輸速率及穩(wěn)定性，這就需要通過建立扁平化組網(wǎng)及空口傳輸特性。通過應(yīng)用先進(jìn)調(diào)制編碼技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)鏈路糾錯保護(hù)。在傳統(tǒng)編碼無法解決應(yīng)用問題時，應(yīng)用先進(jìn)調(diào)制編碼技術(shù)能夠改造通道，升級鏈路，提高兼容性，以保障移動通信可靠性的提升。

通常情況下，應(yīng)用的調(diào)制編碼技術(shù)主要包括以下3個方面。

2.3.1 鏈路級編碼

通過對此項技術(shù)應(yīng)用，基于伽羅華域運(yùn)算和比特之間建立交織關(guān)系，能夠?qū)㈡溌分械耐饨缬绊懸蛩乜刂圃诤侠矸秶鷥?nèi)，而且不會對鏈路的傳輸質(zhì)量產(chǎn)生影響，還能夠最大限度地提升通信質(zhì)量，進(jìn)一步提升映射頻率利用率。

2.3.2 網(wǎng)絡(luò)編碼

網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的應(yīng)用能夠充分發(fā)揮廣播特性，基于無線傳輸實(shí)現(xiàn)通信，節(jié)點(diǎn)之間的信號傳輸能夠?qū)崿F(xiàn)識別與對比，從而最大限度地提升信息吞吐量[5]。

2.3.3 鏈路自適應(yīng)編碼

鏈路自適應(yīng)編碼技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在Rateless及碼率兼容的相關(guān)場景。通過對碼字結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化，能夠更加合理地分布比特，進(jìn)而對調(diào)制編碼進(jìn)行有效調(diào)整，促使其與信道的變化情況更加匹配。

3 5G移動通信傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方法

2019年6月6日，工信部正式發(fā)放了5G商用牌照，由此拉開了5G建設(shè)序幕。至此，三大運(yùn)營商對于5G基站的建設(shè)力度也在不斷加大，數(shù)量更是快速上漲。2019—2028年，5G新建基站數(shù)量如圖4所示。

圖4 2019—2028年5G新建基站數(shù)量

由圖4可知，5G通信基站的建設(shè)數(shù)量不斷增加，而且這兩年將進(jìn)入巔峰發(fā)展時期，因此，必須對5G移動通信傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)加強(qiáng)研究，確保通信傳輸質(zhì)量的提升，為用戶提供最優(yōu)服務(wù)體驗。

3.1 對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)升級改造

在傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)層次化熱點(diǎn)，無法保證通信傳輸?shù)倪B貫性，在一定程度上影響了通信傳輸效果，用戶體驗也受到了一定限制。對此，通信企業(yè)首先應(yīng)當(dāng)對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行升級改造處理，尤其要注重網(wǎng)絡(luò)扁平化設(shè)計的實(shí)現(xiàn)。例如，當(dāng)前5G通信中LTE技術(shù)的應(yīng)用。其次，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對無線承載業(yè)務(wù)的分析，并且注重對無線空口技術(shù)的應(yīng)用。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改造與升級時，要注重對運(yùn)維成本的有效控制，減少對光纖資源的應(yīng)用[6]。最后，應(yīng)當(dāng)盡量減少網(wǎng)絡(luò)層次，對這一過程應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理規(guī)劃，并且按照要求逐步完成。另外，還要注意對網(wǎng)絡(luò)格局進(jìn)行合理布局和規(guī)劃，確保能夠滿足容量擴(kuò)充建設(shè)的需求，然后基于其自身所具備的優(yōu)勢進(jìn)行工作調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次的減少，最大限度地提升寬帶質(zhì)量。

3.2 完善PTN網(wǎng)絡(luò)

通信傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的加強(qiáng)是保障5G移動通信技術(shù)應(yīng)用效果的關(guān)鍵。在通信傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程中，需要對現(xiàn)有的PTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不斷優(yōu)化和完善，才能夠?qū)崿F(xiàn)對骨干網(wǎng)QoS的優(yōu)化與完善，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的端對端信號傳輸。LTE站點(diǎn)的數(shù)量非常多，而且這些站點(diǎn)會隨著5G移動網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展而深入擴(kuò)展，進(jìn)一步提升集約化水平。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的過程中，應(yīng)當(dāng)對相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行綜合利用與優(yōu)化配置，同時結(jié)合QoS技術(shù)及IP等相關(guān)的應(yīng)用場景，以促進(jìn)Diff-Serv技術(shù)的廣泛推廣與深入應(yīng)用。此外，對于PTN網(wǎng)絡(luò)的完善，還應(yīng)當(dāng)注重對老舊設(shè)備的更新?lián)Q代，確保在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改造的過程中能夠同時實(shí)現(xiàn)設(shè)備更新，以滿足網(wǎng)絡(luò)改造要求。對于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的節(jié)點(diǎn)位置，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)分析，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的批量化更新，以確保網(wǎng)絡(luò)最大限度地實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，提高移動通信傳輸水平，并實(shí)現(xiàn)5G移動通信的廣泛普及。

3.3 進(jìn)一步加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展雖然為人們帶來了良好的服務(wù)體驗，但同時也導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)安全問題頻發(fā)，人們的隱私信息容易泄露，進(jìn)而影響到人們的日常生產(chǎn)及生活安全。針對此項問題，在進(jìn)行5G移動通信傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程中，應(yīng)當(dāng)注重網(wǎng)絡(luò)安全的建設(shè)，強(qiáng)化對人們的隱私保護(hù)，尤其注重對信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸及存儲的防護(hù)，以確保提升用戶隱私水平，實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用普及。對于網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸與存儲，可以構(gòu)建一個可視化的動態(tài)信息管理系統(tǒng)，有關(guān)用戶隱私的核心內(nèi)容應(yīng)當(dāng)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)安全的保護(hù)網(wǎng)中，如果發(fā)現(xiàn)漏洞，系統(tǒng)就能夠快速產(chǎn)生響應(yīng)，同時啟動相關(guān)的信息保護(hù)應(yīng)急預(yù)案，提高信息保護(hù)水平，將損失降到最低。

3.4 強(qiáng)化中傳及回傳網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

要想提升5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)質(zhì)量，必須充分考慮到對帶寬及組網(wǎng)的多元化應(yīng)用。在對網(wǎng)絡(luò)的具體建設(shè)過程中，可以根據(jù)具體的承載方案實(shí)施具體的措施，這主要是因為不同層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在較大的差異。故而，對于通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化對中傳及回傳網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化調(diào)整，尤其是針對骨干層、接入層和匯聚層，可以基于OTN技術(shù)進(jìn)行綜合分析與調(diào)整，以確保提升5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的承載性能。與此同時，還可以將以太網(wǎng)技術(shù)整合到網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，以確保構(gòu)件網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量的提升，在滿足移動通信標(biāo)準(zhǔn)的同時更好地提升網(wǎng)絡(luò)通信傳輸水平。

3.5 加快網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)革新

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與完善，依賴于快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)通信傳輸技術(shù)，只有實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，才能夠為網(wǎng)絡(luò)通信傳輸提供基礎(chǔ)的技術(shù)支持。對此，除了要不斷引入先進(jìn)的通信技術(shù)，例如SDN，NFC技術(shù)等，同時應(yīng)當(dāng)針對網(wǎng)絡(luò)層次做好重新規(guī)劃設(shè)計的處理，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的最大程度優(yōu)化。MPLS技術(shù)是當(dāng)前在網(wǎng)絡(luò)傳輸中主要應(yīng)用的一項技術(shù)，其能夠確保通信信號的科學(xué)轉(zhuǎn)換，同時能夠確保信號傳輸質(zhì)量的提升，以保障通信傳輸效果。此外，數(shù)字信號處理技術(shù)、微處理器技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用，前者能夠?qū)π盘栠M(jìn)行有效轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對數(shù)字信號的高效處理，提升抗干擾性能；后者則能夠提升網(wǎng)絡(luò)傳輸穩(wěn)定性，對于整體的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)水平提升具有重要意義。

4 結(jié)語

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用具有強(qiáng)大的功能，能夠全面覆蓋大規(guī)模的服務(wù)器，其能夠為用戶提供高速率的網(wǎng)絡(luò)傳輸信息，從而充分滿足人們的應(yīng)用體驗。因此，在未來的發(fā)展過程中，必須針對5G通信進(jìn)行分析，并且掌握其中的關(guān)鍵技術(shù)，并基于此開展移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，以最大限度地實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)水平的提升，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)。