5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

鄧正雄，鄧軍華，楊 勇

（湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

0 引 言

5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)能夠使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度得到顯著提高，改變現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃模式。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代人們進(jìn)行日常交流的主要基礎(chǔ)載體，也是推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、人工智能快速發(fā)展以及數(shù)據(jù)高效傳輸?shù)年P(guān)鍵。

1 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀

5G移動(dòng)通信的安全性和可靠性提高了人們對(duì)移動(dòng)通信的滿(mǎn)意度，5G移動(dòng)通信時(shí)代的來(lái)臨對(duì)整個(gè)社會(huì)的發(fā)展造成了一定沖擊[1]。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代快速發(fā)展的背景下，人們的生活、工作方式都發(fā)生了轉(zhuǎn)變，主要朝著數(shù)據(jù)化、信息化等方向發(fā)展。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不僅能夠滿(mǎn)足人們對(duì)高質(zhì)量移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的需求，也使人們的生活品質(zhì)得到了進(jìn)一步提高?，F(xiàn)階段，我國(guó)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有不錯(cuò)的發(fā)展前景，為了進(jìn)一步促進(jìn)其發(fā)展，要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)的探究，確保互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，也為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的穩(wěn)定、快速發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持[2]。人們的生活、工作、學(xué)習(xí)等各項(xiàng)內(nèi)容都與移動(dòng)通信有著緊密聯(lián)系，需要加強(qiáng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究[3]。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有容量大、數(shù)據(jù)處理速度快、延時(shí)低、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性高、運(yùn)行效能高、安全性高等特點(diǎn)，可以應(yīng)用在智慧醫(yī)療、交通、工業(yè)等情境中，應(yīng)用效果較好。特別是在安全性上的突破，能夠更好地保護(hù)個(gè)人隱私和信息，促進(jìn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展[4]。

在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量采用成熟的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈，確保建網(wǎng)成本最優(yōu)化、各項(xiàng)設(shè)備符合需求，從而提高5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益。在建設(shè)初期搭建核心匯聚層網(wǎng)絡(luò)，考慮到經(jīng)濟(jì)效益，盡量采用原設(shè)備。而在建設(shè)中期，要適當(dāng)擴(kuò)大規(guī)模，從而實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容。全面考慮未來(lái)發(fā)展方向，整體設(shè)計(jì)需要具有一定前瞻性。依據(jù)需求適當(dāng)引入新技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備發(fā)展方向的探索，從而促進(jìn)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)朝著智能化、開(kāi)放化方向發(fā)展。

5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有良好的發(fā)展前景，但在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中也會(huì)遇到各種困難，包括建設(shè)困難和信號(hào)覆蓋困難等。偏遠(yuǎn)地區(qū)信息中心覆蓋難度大，整體覆蓋率低。要想進(jìn)一步發(fā)展5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，擴(kuò)大其覆蓋面積，為人們提供高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，必須要做好信號(hào)基站部署。此處的5G信號(hào)基站并非指安裝在信號(hào)塔上的基站，而是安裝在住宅區(qū)、商業(yè)街等區(qū)域的全方位信號(hào)基站。目前，許多信號(hào)基站都安置在路燈或電線(xiàn)桿上，如圖1所示。

需要注意的是，在發(fā)展5G時(shí)不能以4G為基礎(chǔ)更新，如果在4G基礎(chǔ)上進(jìn)行更新，雖然能夠大幅度減少工作量，但這只是一種相對(duì)理想狀態(tài)，實(shí)際實(shí)行起來(lái)會(huì)存在各種阻礙。要想實(shí)現(xiàn)更新?lián)Q代，在實(shí)際發(fā)展期間必須要依據(jù)具體情況進(jìn)行大規(guī)模改動(dòng)。從實(shí)際情況來(lái)看，這一改動(dòng)難度大、成本高，考慮到工期、經(jīng)濟(jì)效益等各項(xiàng)因素，大規(guī)模改動(dòng)不如重新建設(shè)[5]。此外，隨著通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，相應(yīng)技術(shù)不斷成熟，通信網(wǎng)絡(luò)將會(huì)不斷更新?lián)Q代，需要建設(shè)更多信號(hào)塔。只有建設(shè)大量信號(hào)塔，將信號(hào)塔都布置在合理區(qū)域內(nèi)，才能擴(kuò)大信號(hào)覆蓋范圍，以免出現(xiàn)不存在信號(hào)區(qū)域。在2G時(shí)代，很多地方只需要建設(shè)1個(gè)信號(hào)塔就能夠滿(mǎn)足人們應(yīng)用需求，而隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷更新?lián)Q代，信號(hào)數(shù)量會(huì)不斷增多，信號(hào)分布范圍會(huì)更加廣泛。同時(shí)，隨著5G時(shí)代的來(lái)臨，人們需要從多個(gè)方面入手分析，不能只看到5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度快、延遲短等優(yōu)點(diǎn)，還要意識(shí)到如何增加信號(hào)塔數(shù)量并合理布局等問(wèn)題，適當(dāng)增加財(cái)力、人力等各項(xiàng)投入[6]。

2 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 關(guān)鍵技術(shù)

2.1.1 大規(guī)模多輸入輸出技術(shù)

在大規(guī)模多輸入輸出技術(shù)支持下，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的信息數(shù)據(jù)傳輸效率得到了提高，在傳輸過(guò)程中能夠利用多個(gè)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)通過(guò)獨(dú)立方式完成信息發(fā)送，一方面提高了信息傳輸速度，另一方面也增加了信息數(shù)據(jù)傳輸量[7]。在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中合理應(yīng)用大規(guī)模多輸入輸出技術(shù)，集中波束并減少干擾，進(jìn)而提高系統(tǒng)傳輸效率。

2.1.2 蜂窩通信技術(shù)

通過(guò)對(duì)蜂窩通信技術(shù)的應(yīng)用，提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用過(guò)程中的無(wú)線(xiàn)通信性能，同時(shí)也提高了客戶(hù)在應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)時(shí)的舒適度和滿(mǎn)意度。

2.1.3 超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

通過(guò)對(duì)超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，可以使網(wǎng)絡(luò)覆蓋整體環(huán)境得到改善，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用，使數(shù)據(jù)信息重復(fù)利用率和資源應(yīng)用頻率都能夠得到進(jìn)一步提高，滿(mǎn)足人們的應(yīng)用需求。

2.1.4 全雙工技術(shù)

通過(guò)全雙工技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，移動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)射機(jī)和數(shù)據(jù)接收機(jī)同時(shí)運(yùn)行，進(jìn)一步提高資源利用率。目前，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射信號(hào)會(huì)干擾接收信號(hào)，受干擾因素的影響，難以實(shí)現(xiàn)同時(shí)、同頻雙向通信。通過(guò)對(duì)同時(shí)同頻雙全工技術(shù)的應(yīng)用，可以大幅度減少非必要資源消耗量，進(jìn)而提高5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)性能，優(yōu)化其應(yīng)用效果[8]。

2.2 組網(wǎng)方式

2.2.1 致遠(yuǎn)模式

利用服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Deep Neural Network，DNN）定制、切片等不同類(lèi)型的技術(shù)，為廣域優(yōu)先型行業(yè)客戶(hù)提供端到端的差異性網(wǎng)絡(luò)連接，提高服務(wù)質(zhì)量。

2.2.2 比鄰模式

利用載波聚合、邊緣節(jié)點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)資源預(yù)留等各種技術(shù)，能夠?yàn)闀r(shí)延敏感型政企客戶(hù)提供低延時(shí)、寬帶增強(qiáng)等專(zhuān)有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。通過(guò)與云天翼、邊緣計(jì)算技術(shù)（Mobile Edge Compation，MEC）進(jìn)行配合，進(jìn)而使云協(xié)同優(yōu)勢(shì)能夠得到進(jìn)一步強(qiáng)化。

2.2.3 如翼模式

通過(guò)定制頻率，利用移動(dòng)基站為高隔離、高安全、敏感性政企客戶(hù)提供高質(zhì)量服務(wù)，與云、MEC進(jìn)行配合，制定與實(shí)際情況相符的解決方案。

3 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用效果

通過(guò)合理應(yīng)用5G移動(dòng)通信技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)化，提高網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量，為人們提供高安全性的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)自身具有跨域式發(fā)展特點(diǎn)，整體覆蓋范圍廣、規(guī)模大，包含的業(yè)務(wù)種類(lèi)十分豐富。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的合理應(yīng)用與融合能夠使互聯(lián)網(wǎng)的豐富優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，進(jìn)而滿(mǎn)足人們對(duì)其應(yīng)用的需求。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相互融合發(fā)展，可以提高信息傳播速度，為人們提供高質(zhì)量服務(wù)。與此同時(shí)，也可以采取靈活方式處理各項(xiàng)數(shù)據(jù)，提高處理各項(xiàng)信息的效率。

在日常生活中，將5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)相互融合，促使兩種技術(shù)共同進(jìn)步、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有信息傳輸速度快、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，適合被應(yīng)用到人工智能方面，能夠提高系統(tǒng)的智能化水平。隨著智能化水平的提高，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用將具有普適性、協(xié)調(diào)性，這也為其在人工智能的深入發(fā)展與應(yīng)用提供了便利。

4 結(jié) 論

隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用使人們生活質(zhì)量得到了顯著提高。隨著人們對(duì)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)研究的不斷深入，該項(xiàng)技術(shù)在具體應(yīng)用過(guò)程中的可靠性、安全性都得到了顯著提升，其應(yīng)用將會(huì)變得更加廣泛，從而促進(jìn)通信領(lǐng)域的健康長(zhǎng)久發(fā)展。