5G通信基站中的關(guān)鍵技術(shù)研究

摘要：為了進(jìn)一步提高移動通信整體效率，改變?nèi)藗兣c社會交互模式，提出一套行之有效的5G通信基站快速接入方案。文章闡述了5G移動通信技術(shù)相關(guān)概念和優(yōu)勢，分析了5G通信基站的構(gòu)成，從無線通信環(huán)境評估技術(shù)、32QAM技術(shù)、抗干擾技術(shù)、MSTP技術(shù)等方面入手，探討了5G通信基站關(guān)鍵技術(shù)，最后，研究了5G通信基站快速接入方案。希望通過這次研究，為相關(guān)人員提供有效的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：5G移動通信；基站建設(shè)；抗干擾

5G移動通信技術(shù)主要是在延伸和優(yōu)化4G移動通信技術(shù)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的一種先進(jìn)的新型技術(shù)，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)所對應(yīng)的運(yùn)行速度較高，達(dá)到了10GB/s，極大地提高了數(shù)據(jù)傳輸速率，同時(shí)，還降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸能耗[1]。相比于1G到4G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，5G移動通信技術(shù)表現(xiàn)出高速率、低功耗、低延時(shí)、安全性高等優(yōu)勢，將多個(gè)大規(guī)模設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行有效連接[2]，從而形成統(tǒng)一的整體，為保證網(wǎng)絡(luò)管理的高效性提供了重要的技術(shù)支持，極大地提高了用戶的使用體驗(yàn)。

一、5G通信基站構(gòu)成

5G通信基站主要是由供電設(shè)備、通信設(shè)備、照明設(shè)備、空調(diào)設(shè)備四個(gè)部分組成。其中，供電設(shè)備主要用于為基站內(nèi)各個(gè)通信設(shè)備提供源源不斷的電能，該設(shè)備主要包含電源、儲能電池兩個(gè)部分組成；通信設(shè)備主要負(fù)責(zé)對無線信號的實(shí)時(shí)接收和發(fā)送，以保證無線信號的處理水平，該設(shè)備主要是由有源天線單元、基帶單元和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備三個(gè)部分組成。

二、5G通信基站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

5G通信基站在進(jìn)行組網(wǎng)建設(shè)期間，主要運(yùn)用了混合分層網(wǎng)絡(luò)模式，通過利用該模式，確保數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性，為后期5G通信基站建設(shè)工作的有效開展提供重要技術(shù)支持。5G通信基站建設(shè)所用到的關(guān)鍵技術(shù)主要包含以下幾種。

（一）無線通信環(huán)境評估技術(shù)

通過利用無線通信環(huán)境評估技術(shù)，可以向網(wǎng)絡(luò)管理員安全、可靠地傳輸所采集好的信息，便于網(wǎng)絡(luò)管理員科學(xué)地評判信息價(jià)值[3]，為后期無線網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段，無線通信環(huán)境評估技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，主要涉及了網(wǎng)絡(luò)評估、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析、網(wǎng)絡(luò)干擾分析等內(nèi)容。通過利用無線通信環(huán)境評估技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對信號強(qiáng)度的有效渲染，確保網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)識別的精確度和真實(shí)性，從而有效地?cái)U(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋面，使得網(wǎng)絡(luò)性能得以大幅度提高。另外，通過利用無線通信環(huán)境評估技術(shù)，可以連續(xù)7天對所需數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，從而實(shí)現(xiàn)對無線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的系統(tǒng)化分析[4]，便于相關(guān)人員全面地了解和掌握無線網(wǎng)絡(luò)通話質(zhì)量，為進(jìn)一步地提高全網(wǎng)通話質(zhì)量提供重要的數(shù)據(jù)支持。最后，在進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)期間，一旦因越區(qū)覆蓋面過大而降低其他小區(qū)通信質(zhì)量，相關(guān)人員可以借助無線通信環(huán)境評估技術(shù)，直觀、形象地觀察小區(qū)覆蓋邊界，檢查該邊界是否出現(xiàn)覆蓋越區(qū)現(xiàn)象[5]，并結(jié)合實(shí)際情況，對無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)調(diào)整和優(yōu)化。通過全面地分析話務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域，可以系統(tǒng)化分析和確定話務(wù)密度、資源利用率等指標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)容量站點(diǎn)的構(gòu)建創(chuàng)造了良好的條件。

（二）32QAM技術(shù)

通過科學(xué)、合理地應(yīng)用32QAM技術(shù)，可以最大限度地提高SINR性能，并結(jié)合5G通信質(zhì)量，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)和構(gòu)建5G通信基站，從而更好地簡化5G網(wǎng)絡(luò)部署流程，降低網(wǎng)絡(luò)弱覆蓋問題出現(xiàn)的概率。另外，在嚴(yán)格按照5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求的基礎(chǔ)上，不斷地提高5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋深度，引導(dǎo)更多的用戶與5G網(wǎng)絡(luò)建立良好的連接關(guān)系，從而為用戶提供高質(zhì)量的通信服務(wù)體驗(yàn)[6]，32QAM技術(shù)在5G通信基站中的應(yīng)用主要包含以下兩個(gè)步驟：①32QAM調(diào)制。在進(jìn)行32QAM調(diào)制期間，首先，要利用32QAM技術(shù)，完成對6比特?cái)?shù)據(jù)的輸入和組建，使其形成相應(yīng)的映射關(guān)系。其次，采用正交幅度調(diào)制的方式，完成對32QAM中頻信號的構(gòu)建。在此基礎(chǔ)上，對這些信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理[7]，從而形成相應(yīng)的一路串行碼流，此時(shí)，碼流從原來的二進(jìn)制逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榘诉M(jìn)制，從而完成對RF信號的輸出和調(diào)制。②32QAM解調(diào)。在進(jìn)行32QAM解調(diào)期間，為了保證5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，要盡可能地突破自然環(huán)境的限制，避免網(wǎng)絡(luò)信號在實(shí)際傳輸期間，受到外界噪聲的不良影響。一旦網(wǎng)絡(luò)信號因受到外界噪聲不良影響而出現(xiàn)畸變現(xiàn)象時(shí)，要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信號的畸變程度，對網(wǎng)絡(luò)信號值進(jìn)行判斷和確定，如果，網(wǎng)絡(luò)信號畸變程度不明顯，無法對其信號值進(jìn)行精確判斷[8]，此時(shí)，需要采用軟硬件判斷結(jié)合法，對網(wǎng)絡(luò)信號進(jìn)行高效化、精確化識別和處理。

（三）抗干擾技術(shù)

5G通信基站在實(shí)際建設(shè)期間，通常需要對多個(gè)無線設(shè)備進(jìn)行部署，這就增加了無線設(shè)備安裝部署的復(fù)雜度，同時(shí)，各個(gè)無線設(shè)備之間很容易產(chǎn)生多種干擾問題。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的根本原因是無線設(shè)備經(jīng)過長時(shí)間的使用后出現(xiàn)異常故障問題，導(dǎo)致5G通信在實(shí)際運(yùn)行期間，經(jīng)常面臨頻道發(fā)射錯(cuò)誤問題，降低了5G通信信號質(zhì)量[9]。為了解決以上信號干擾問題，在建設(shè)5G通信基站期間，技術(shù)人員除了用到以上幾種技術(shù)外，還要重視對抗干擾技術(shù)的運(yùn)用，通過運(yùn)用該技術(shù)，確保網(wǎng)絡(luò)信號的可靠性和穩(wěn)定性，使得網(wǎng)絡(luò)控制效率和效果得以大幅度提高。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，首先，技術(shù)人員要采用全電磁檢測的方式，對基站內(nèi)所構(gòu)建好的無線電發(fā)射設(shè)備進(jìn)行全面檢測[10]，將無線設(shè)備自身所產(chǎn)生的干擾程度降到最低。其次，要對發(fā)電設(shè)備進(jìn)行定期化、實(shí)時(shí)化檢查，一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)異常問題，需要對這些問題進(jìn)行及時(shí)處理，避免對網(wǎng)絡(luò)信號產(chǎn)生不良干擾影響。

（四）MSTP技術(shù)

MSTP技術(shù)主要是在參照5G移動通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，統(tǒng)一化、集中化匯聚處理多種移動通信業(yè)務(wù)，確保多種業(yè)務(wù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，以達(dá)到綜合接入多種業(yè)務(wù)的目的。另外，在建設(shè)5G通信基站期間，技術(shù)人員要對5G傳輸網(wǎng)進(jìn)行改造處理，使其被改造為多業(yè)務(wù)傳輸平臺，以實(shí)現(xiàn)對高帶寬數(shù)據(jù)的安全化、穩(wěn)定化傳輸。此外，MSTP與覆蓋增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，使得5G通信覆蓋范圍得以顯著擴(kuò)展，從而最大限度地提高5G通信基站發(fā)射功率密度，為后期網(wǎng)絡(luò)覆蓋等級劃分打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對于5G網(wǎng)絡(luò)通信而言，其覆蓋范圍的擴(kuò)展主要用到了符號擴(kuò)頻技術(shù)、Burst重復(fù)技術(shù)，通過應(yīng)用這些技術(shù)，可以確保上行發(fā)射功率密度得以顯著提升，同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)對覆蓋等級的科學(xué)劃分。符號擴(kuò)頻主要是指通過借助擴(kuò)頻碼，以達(dá)到重復(fù)利用原始序列信號的目的。Burst重復(fù)主要是指為了提高符號擴(kuò)頻處理效果，嚴(yán)格按照Burst級相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，對相關(guān)序列進(jìn)行全面處理，從而達(dá)到2倍Burst重復(fù)處理的目的?？傊?，在MSTP技術(shù)的應(yīng)用背景下，可以實(shí)現(xiàn)對語音通話、安全防御等業(yè)務(wù)的集中化處理，并采用多種布線模式，攻克和突破傳統(tǒng)處理器存在的局限性問題，確保多用戶能夠有效接入到用戶電路板中，從而保證5G通信基站建設(shè)水平。

三、5G通信基站快速接入方案

現(xiàn)階段，在進(jìn)行5G通信基站建設(shè)期間，所用到的快速接入方案為前傳快速接入方案，該方案主要包含以下幾種方式。

（一）裸纖直連方案

裸纖直連方案主要是指在不借用其他設(shè)備的基礎(chǔ)上，采用點(diǎn)對點(diǎn)連接方式，確保DU與AAU兩者結(jié)合為統(tǒng)一整體。例如：為了提高5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)質(zhì)量，某運(yùn)營商對單個(gè)基站進(jìn)行劃分，使其劃分為若干個(gè)不同扇區(qū)，單個(gè)扇區(qū)含有唯一的AAU，另外，還要結(jié)合3DMIMO開通需求，將基站纖芯個(gè)數(shù)統(tǒng)一設(shè)置為5個(gè)。最后，為了保證纖芯的預(yù)留量，在建設(shè)單個(gè)基站期間，要做好對光纖的敷設(shè)工作，本次敷設(shè)工作中，光纖芯數(shù)為24芯。

（二）無源波分接入方案

無源波分接入方案主要是指通過利用波分復(fù)用技術(shù)，組合處理不同波長的光信號，從而形成一束特定光信號，并利用單根光纖，將該信號傳輸?shù)讲ǚ衷O(shè)備中，由波分設(shè)備的發(fā)送端集中處理所接收到的不同波長信號。同時(shí)，通過利用分波器，快速分離不同波長信號，并利用光接收機(jī)，二次處理原有信號。無源波分接入方案內(nèi)部組網(wǎng)結(jié)構(gòu)屬于典型的雙星型結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)前傳接入示意圖如圖1所示。

（三）綜合接入方案

一旦綜合業(yè)務(wù)建設(shè)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，會嚴(yán)重光纜網(wǎng)構(gòu)建水平，甚至還阻礙了運(yùn)營商的發(fā)展。而綜合接入方案的運(yùn)用，可以有效地提高綜合業(yè)務(wù)建設(shè)質(zhì)量，所以，為了促進(jìn)運(yùn)營商的健康、可持續(xù)發(fā)展，加強(qiáng)對綜合接入方案運(yùn)用顯得尤為重要。綜合接入方案主要是指根據(jù)接入業(yè)務(wù)量，在保證路網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理的基礎(chǔ)上，對城鎮(zhèn)化進(jìn)行劃分，使其劃分為若干個(gè)區(qū)域，這些區(qū)域通常表現(xiàn)出較高的接入能力。在建設(shè)單個(gè)綜合業(yè)務(wù)區(qū)而言，要做好對各個(gè)業(yè)務(wù)機(jī)房的安裝和部署工作，并結(jié)合四周業(yè)務(wù)執(zhí)行情況，向特定的綜合業(yè)務(wù)內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的主干光纜，確保所形成的光纜接入網(wǎng)絡(luò)具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、合理等特點(diǎn)，以達(dá)到降低綜合業(yè)務(wù)末端接入異常出現(xiàn)概率。另外，為了進(jìn)一步地提高5G網(wǎng)絡(luò)前傳建設(shè)質(zhì)量，相關(guān)人員要實(shí)時(shí)共享綜合業(yè)務(wù)重要資源的前提下，嚴(yán)格遵循就近接入原則，確保重要資源得以充分利用，同時(shí)，為了進(jìn)一步地提高5G網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)建設(shè)水平，相關(guān)人員要如圖2所示的綜合接入方案，對其進(jìn)行科學(xué)化構(gòu)建。

從圖2中可以看出，該方案除了用到綜合匯聚機(jī)房外，還用到了全業(yè)務(wù)機(jī)房，同時(shí)，還要用到了四個(gè)不同的主干光交以及配線光纜、聯(lián)絡(luò)光纜等多個(gè)光纜?？傊?，綜合接入方案具有較高的可靠性和可行性，通過將其應(yīng)用到5G通信基站建設(shè)中，可以有效地解決5G通信基站延遲慢問題，使得該基站穩(wěn)定性和安全性得以大幅度提高。

四、結(jié)束語

綜上所述，5G移動通信作為先進(jìn)、新型的網(wǎng)絡(luò)傳輸載體，通過利用光纖通信，促使移動互聯(lián)網(wǎng)健康、可持續(xù)發(fā)展。對于5G移動通信而言，其所用到的組網(wǎng)設(shè)備相對較多，除了包含傳統(tǒng)數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備外，還包含光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，所以，技術(shù)人員在建設(shè)5G通信基站期間，要重視對不同模式的運(yùn)用，不斷地簡化網(wǎng)絡(luò)管理流程，使得5G通信的安全性、穩(wěn)定性和可靠性得以大幅度提高，為人們便捷化進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信提供極大的便利。

作者單位：孟博 中興通訊

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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孟博（1983.06-），男，遼寧錦州，碩士研究生，通信專業(yè)技術(shù)中級，研究方向：通信與信息系統(tǒng)。