5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建設(shè)難點及應(yīng)對策略

吳志昊

中電科普天科技股份有限公司 廣東 廣州 510310

引言

5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為第5代通信技術(shù)，其在通信速度、網(wǎng)絡(luò)覆蓋面、信息延遲、容量等方面具有更大的優(yōu)勢。伴隨現(xiàn)代大數(shù)據(jù)、智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)對無線通信網(wǎng)絡(luò)的高要求，已經(jīng)得到大范圍普及的4G、3G無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無法滿足實際的需求。同時，我國在5G無線網(wǎng)絡(luò)的研究、建設(shè)方面位于世界領(lǐng)先地位，在大力提升5G無線網(wǎng)絡(luò)普及度的過程中，其帶來的便利已經(jīng)得到用戶的廣泛認可。但總體而言，由于5G無線網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)過程中的成本、技術(shù)、資源等問題，導(dǎo)致其的覆蓋率提升依然面臨較多的阻礙，對此需要對其的特點進行充分研究，并在此基礎(chǔ)上針對難點解決相關(guān)的問題，從而有效提升5G無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率，使整個社會都能夠享受5G無線網(wǎng)絡(luò)帶來的技術(shù)福利。

1 5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

首先，作為第5代通信技術(shù)，5G無線網(wǎng)絡(luò)解決了4G、3G無線網(wǎng)絡(luò)中干擾大、容量小、協(xié)同難度較大問題。在帶來技術(shù)、性能、功能全面提升的同時，5G無線網(wǎng)絡(luò)的可控性、可統(tǒng)籌性，使其在現(xiàn)代社會建設(shè)的過程中具有極強的應(yīng)用價值。其在接入網(wǎng)絡(luò)的過程中，改變原有的BBU功能，并主要使用CU和DU確保各項基站信息得以準(zhǔn)確顯示，在管理的過程中，可以根據(jù)相關(guān)的信息分配網(wǎng)絡(luò)資源，從而進一步提升5G無線網(wǎng)絡(luò)的靈活度[1]。

其次，采用MIMO技術(shù)的輸入輸出方法，對于提升無線網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)量具有重要的意義。雖然該技術(shù)已經(jīng)在4G網(wǎng)絡(luò)中得到較為廣泛的應(yīng)用，但其的應(yīng)用深度依然有限。而5G無線網(wǎng)絡(luò)對該技術(shù)進行了進一步的嚴格要求。將4G網(wǎng)絡(luò)的8天線通道進一步擴大，從而有效提升無線網(wǎng)絡(luò)的容量，使5G無線網(wǎng)絡(luò)能夠全面覆蓋遠近端小區(qū)。此外，在采用UDN技術(shù)的情況下，進一步縮短了基站之間的距離，雖然會使基站數(shù)量大規(guī)模增加，從而增加基站建設(shè)成本。但是各個基站之間的協(xié)作變得更加和諧、穩(wěn)定，從而為5G通信網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)量提供了可靠的保障。在此基礎(chǔ)上，提升對空間利用率的同時，還可以進一步增加無線通信頻率的重復(fù)利用效果[2]。而在5G多址技術(shù)、MUSA、D2D等技術(shù)的支持下，5G無線網(wǎng)絡(luò)可靠性、通訊效率都得到有效保障。但同時，在實際建設(shè)的過程中，由于這些新興技術(shù)的應(yīng)用，也導(dǎo)致了相關(guān)問題的產(chǎn)生。因此需要對其進行充分研究，以確保5G無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對我國社會發(fā)展、經(jīng)濟增速所帶來的積極作用。

2 5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建設(shè)難點

2.1 超密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

超密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建設(shè)的首要難點，由于現(xiàn)代智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，對5G無線網(wǎng)絡(luò)的要求更加多樣化、多元化，要求5G無線網(wǎng)絡(luò)能夠提供綜合通訊服務(wù)的同時，還需要進一步提升服務(wù)的范圍。在此過程中，現(xiàn)有的4G無線網(wǎng)絡(luò)容量已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代社會的多方面需求。為此，多數(shù)小區(qū)的通訊基站建設(shè)，在增加容量的過程中，采用減少覆蓋面積、提升基站數(shù)量的方式來增加無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。這種方式在增加5G無線網(wǎng)絡(luò)基站密集度的同時，有效拓展了5G無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)容量。同時，有別于低頻段網(wǎng)絡(luò)，5G無線網(wǎng)絡(luò)基站多采用低功率、更密集、數(shù)量更多的通訊節(jié)點形成超密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。這種方式在增加5G無線網(wǎng)絡(luò)可靠性的同時，也增加了技術(shù)應(yīng)用的難度[3]?，F(xiàn)階段來講，超密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)在我國5G通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程中，技術(shù)應(yīng)用依然不是很成熟，因此會遇到各種各樣的問題，也是5G無線網(wǎng)絡(luò)提升覆蓋率的過程中急需解決的首要問題。

2.2 上行覆蓋的限制

根據(jù)我國工信部對無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)定中可以看到，5G無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋過程中需要進一步加強對低頻段的重視。對低頻段網(wǎng)絡(luò)資源進行整合，才能有效節(jié)省在5G無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中花費的成本。但是低頻段的網(wǎng)絡(luò)存在上行覆蓋的工作限制，導(dǎo)致5G無線網(wǎng)絡(luò)在取代4G的過程中存在技術(shù)上的困難。例如我國現(xiàn)階段對中低頻段的利用主要為3.6GHz、3.5GHz，而中國聯(lián)通、電信等運營商低頻段資源有限，在5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的過程中存在一定的網(wǎng)絡(luò)連接困難。而我國前期4G網(wǎng)絡(luò)的主導(dǎo)地位，使5G網(wǎng)絡(luò)不能輕易取代4G網(wǎng)絡(luò)，并使用其低頻資源，從而導(dǎo)致5G無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)遇到困難。

2.3 建設(shè)資源協(xié)調(diào)

5G無線網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)的過程中，建設(shè)資源的協(xié)調(diào)變得越來越復(fù)雜。由于5G無線網(wǎng)絡(luò)主要采用低耗、低頻段、高數(shù)量的小微型基站，并伴隨基站數(shù)量的提升，傳輸?shù)乃俣取r延都會得到有效改善，在滿足5G無線網(wǎng)絡(luò)對容量需求的同時，可以進一步提升信息傳輸?shù)乃俣?。而現(xiàn)階段5G無線網(wǎng)絡(luò)相比于4G網(wǎng)絡(luò)，可以提升幾倍到幾十倍的速度提升。但是這種高密集度的建設(shè)，很容易帶來建設(shè)資源的協(xié)調(diào)，在協(xié)調(diào)相關(guān)資源的過程中很容易產(chǎn)生糾紛和沖突。而在5G基站數(shù)量、功率成倍提升的過程中，5G無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、維護成本也會成倍增加，從而導(dǎo)致建設(shè)資源協(xié)調(diào)困難，以及建設(shè)成本增加的問題出現(xiàn)，對于5G無線網(wǎng)絡(luò)的有效建設(shè)帶來不良的影響[4]。

2.4 低頻段的發(fā)展限制

現(xiàn)階段，我國5G無線網(wǎng)絡(luò)最常用的低頻段3.5GHz，其頻率只有200MHz。導(dǎo)致在5G無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程中，移動、聯(lián)通、電信三家通信服務(wù)商需要平均分配相關(guān)的資源。而每個企業(yè)只能獲得70MHz不到的頻段資源，其他的低頻段同樣如此，資源的限制對于5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的建設(shè)帶來了較大的影響。也因此，現(xiàn)階段我國的5G無線網(wǎng)絡(luò)與4G無線網(wǎng)絡(luò)還需要長期共存一段時間，要想完全取代4G無線網(wǎng)絡(luò)，還需要解決在低頻段資源、建設(shè)資源、上行覆蓋等方面存在的問題。

3 5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建設(shè)難點的應(yīng)對策略

3.1 宏基站與微基站的資源整合

5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由于其采用超密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在建設(shè)的過程中需要考慮更加復(fù)雜的建設(shè)情況。雖然在性能方面具有更高的優(yōu)勢，但在推動5G無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程中，還需要采取有效的措施來解決超密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)所帶來的影響[5]。首先，由于5G無線網(wǎng)絡(luò)基站在建設(shè)的過程中，還需要一系列的配套技術(shù)改善傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存在的缺陷問題。因此，在建設(shè)5G無線網(wǎng)絡(luò)微機站的過程中，需要充分考慮各個小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，在聯(lián)系各個小區(qū)，將其有效進行整體化、宏觀結(jié)合的過程中，使微基站能夠進行有效的資源整合，從而形成宏基小區(qū)。并在建設(shè)的過程中需要進一步確保小區(qū)整體的構(gòu)造、5G無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、通訊的保障終端系統(tǒng)必須位于宏基站的覆蓋范圍內(nèi)，從而確保5G無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的有效實現(xiàn)。

3.2 上下行鏈路的解耦處理

5G無線網(wǎng)絡(luò)作為第5代通信技術(shù)，相對于3G、4G具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，同時也有更高的復(fù)雜度。在充分拓展5G無線網(wǎng)絡(luò)基站的同時，還需要進一步展開上下行鏈路的解耦。一方面，由于我國工信部對室外5G無線網(wǎng)絡(luò)的頻率要求在3.5GHz，由于天線、網(wǎng)格發(fā)射功率、天線數(shù)量等客觀因素的影響，5G無線終端很難對下行鏈路進行全面的覆蓋。從而導(dǎo)致3.5GHz作為上行鏈路時，很難取得良好的覆蓋效果。另一方面，為了進一步確保覆蓋效果的提升，并在此基礎(chǔ)上有效拓展5G無線網(wǎng)絡(luò)的容量，還可以采用1.8GHz或者2.5GHz作為上行鏈路頻率，利用其在下行鏈路較為接近的優(yōu)勢，并利用其較為完善的通訊基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有效提升5G無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率，并在頻率轉(zhuǎn)變的過程中，提升上下行鏈路解耦的效果，從而確保5G無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率得到有效提升。

3.3 容量小區(qū)的合理建設(shè)與規(guī)劃

為了充分發(fā)揮5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在日常生活工作中的技術(shù)優(yōu)勢，在容量小區(qū)的建設(shè)過程中需要進行合理的規(guī)劃和布局。一方面，需要根據(jù)5G無線網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)類別，對其在周邊小區(qū)所帶來的影響、發(fā)展形勢進行分析，明確建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)內(nèi)容，在確保5G無線網(wǎng)絡(luò)安全性、通訊效果的同時，還需要全面發(fā)揮 5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動作用，為覆蓋范圍內(nèi)的居民提供工作、生活上的便利。另一方面，則需要充分發(fā)揮高密度覆蓋的重要作用，改善5G無線網(wǎng)絡(luò)基站的體積、功耗，提升其性能的同時，多個運營商還應(yīng)當(dāng)聯(lián)合展開共建，共同展開傳統(tǒng)4G設(shè)備的更換或者升級，在實現(xiàn)混模的同時，提升已有設(shè)備的利用效率。并在此基礎(chǔ)上，多個運營商的合作可以有效節(jié)省5G無線網(wǎng)絡(luò)配套設(shè)施的建設(shè)成本和維護成本。在展開針對性網(wǎng)絡(luò)布局建設(shè)的同時，使布局更加合理化、基站分布更加科學(xué)化[6]。此外，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的過程中，還需要針對不同地區(qū)的5G網(wǎng)絡(luò)使用需求，對基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)進行有效的方案優(yōu)化。不但需要確?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)周邊不存在過多的干擾因素，還需要確?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)能夠為該區(qū)域用戶信號的穩(wěn)定提供便利。同時，還需要對不同容量小區(qū)中對5G無線網(wǎng)絡(luò)有影響的不利因素進行及時處理，從而完善5G無線網(wǎng)絡(luò)的全面建設(shè)。

3.4 低頻段資源的充分使用

5G無線網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)的過程中，天線的數(shù)量、發(fā)射功率、終端結(jié)構(gòu)都會對建設(shè)效果帶來較大的影響。由于5G無線網(wǎng)絡(luò)主要使用低頻段展開信息傳輸，其與上行鏈路的匹配度較低，從而帶來相應(yīng)的不良影響。為此，運營商在建設(shè)5G無線網(wǎng)絡(luò)低頻段資源的過程中，還需要根據(jù)已有的網(wǎng)絡(luò)頻段資源合理利用已有的頻段，并在此基礎(chǔ)上對5G無線網(wǎng)絡(luò)頻段進行有效的完善，從而提升5G網(wǎng)絡(luò)整體的建設(shè)質(zhì)量。同時，為了確保5G無線網(wǎng)絡(luò)能夠逐步取代傳統(tǒng)的4G網(wǎng)絡(luò)，還需要循序漸進的推動5G無線網(wǎng)絡(luò)的改革。并在此基礎(chǔ)上，在原有的基站地點上，對低頻段資源進行有效的完善，合理利用、整合頻段資源，使其滿足5G無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需求，并在此基礎(chǔ)上新增相關(guān)的低頻段設(shè)備，對已有的低頻段資源進行整合，使其能夠為5G無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供良好的基礎(chǔ)，并有效降低建設(shè)的成本。

3.5 加強5G無線網(wǎng)絡(luò)的后期管理

首先，5G無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋過程中應(yīng)當(dāng)進一步加強對其的后期管理，明確5G無線網(wǎng)絡(luò)作為公共通信設(shè)施的作用。網(wǎng)絡(luò)運營商、政府部門、相關(guān)企業(yè)需要共同展開對5G無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的日常管理與維護，明確各自的分工、責(zé)任，從而充分協(xié)調(diào)5G無線網(wǎng)絡(luò)資源的使用，并對其進行有效的維護；其次，應(yīng)當(dāng)將無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的建設(shè)納入到政府部門的督查工作中，積極推進5G無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的同時，通過有效的考核監(jiān)督以及相應(yīng)的政策鼓勵，確保5G無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)得以有效的實施。此外，針對破壞5G無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)建立明確的懲罰追責(zé)制度，積極宣傳5G無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備重要性的同時，還需要懲治相關(guān)的違法現(xiàn)象，以確保5G無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)得以順利展開。

4 結(jié)束語

5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為第5代通信技術(shù)，其在容量、傳輸速度、延遲等各方面具有較大的優(yōu)勢，可以進一步滿足新技術(shù)對通信網(wǎng)絡(luò)的高要求。但同時，新的技術(shù)應(yīng)用意味著技術(shù)會帶來更多的建設(shè)難點，為此需要對相關(guān)技術(shù)進行深入的研究，解決相關(guān)的困難，充分發(fā)揮5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢，保障其通訊效果，使其對我國社會的發(fā)展和建設(shè)提供可靠的通訊保障。