5G移動通信技術(shù)及發(fā)展趨勢

羅智敏，關(guān)翠霞

（國家無線電監(jiān)測中心檢測中心，北京 100041）

5G移動通信技術(shù)及發(fā)展趨勢

羅智敏，關(guān)翠霞

（國家無線電監(jiān)測中心檢測中心，北京 100041）

5G移動通信技術(shù)作為未來滿足人們通信需求的重要技術(shù)，已然成為業(yè)界研究的熱點。本文首先在分析大規(guī)模MIMO技術(shù)、無線接入技術(shù)、超密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)5G關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，再對5G技術(shù)發(fā)展（主要對基站配套的發(fā)展）的影響及發(fā)展趨勢進(jìn)行了重點分析，目的在于5G移動通信技術(shù)發(fā)展的同時對未來基站配套建設(shè)提供必要參考。

移動通信；5G技術(shù)；通信技術(shù)

1 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)等新興業(yè)務(wù)的不斷興起，對網(wǎng)絡(luò)速度有著更高的要求，這無疑成為推動5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要因素，為了滿足未來通信的需要，研究人員在4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展5G網(wǎng)絡(luò)。以可持續(xù)發(fā)展的方式，解決超千倍移動數(shù)據(jù)增長需求，提供超高速率、超低時延、海量連接的多場景一致性體驗，最終實現(xiàn)“萬物互聯(lián)”的5G愿望。本文分析了5G移動通信技術(shù)的基礎(chǔ)，并對5G技術(shù)發(fā)展對基站配套的影響及發(fā)展趨勢進(jìn)行了重點分析與探究。

2 5G移動通信技術(shù)概述

5G通信中，主要的通信技術(shù)包括無線接入技術(shù)、超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、大規(guī)模MIMO等。評價的主要指標(biāo)有峰值速率、用戶體驗速率、頻譜效率、移動性、時延、連接數(shù)密度、網(wǎng)絡(luò)能量效率及流量密度。

2.1 大規(guī)模MlMO

作為5G通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，大規(guī)模MIMO技術(shù)（largescaleMIMO）自2010年貝爾實驗室提出后，獲得了國際標(biāo)準(zhǔn)的審核、鑒定，并在無線鏈路頻譜效率領(lǐng)域獲得了廣泛的運用。該技術(shù)的推廣運用能夠確保無線頻譜效率提升5倍以上，從而實現(xiàn)了對于天線信道容量問題的優(yōu)化解決。

2.2 無線接入技術(shù)

作為5G移動通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)，無線接入技術(shù)一般由BDMA、NOMA等技術(shù)組成。該技術(shù)的推廣運用往往能夠在最大程度上實現(xiàn)無線通信訊號覆蓋范圍以及傳輸質(zhì)量的提升，從而為用戶提供便捷化的應(yīng)用指標(biāo)。在運用該技術(shù)的過程中，技術(shù)人員還需要加強(qiáng)對于頻譜資源的合理化運用，從而為5G技術(shù)無線接口提供必要的頻率、時間資源，促進(jìn)技術(shù)運行效率的提升。

2.3 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

為了保障5G通信系統(tǒng)的運行質(zhì)量，技術(shù)人員在項目建設(shè)的過程中需要增加低功率節(jié)點數(shù)量，并促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)小區(qū)半徑的縮減。該網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推廣運用能夠最大程度上促進(jìn)移動通信終端設(shè)備與節(jié)點距離的縮減，并由此帶動網(wǎng)絡(luò)功率的提升，并實現(xiàn)接入技術(shù)的覆蓋層次性能的充分發(fā)揮。以5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)跨層干擾協(xié)調(diào)優(yōu)化為例，微小基站在運行過程中普遍具有覆蓋范圍缺點，但是其具有存在能耗效率高、網(wǎng)絡(luò)信號強(qiáng)的特點。

3 5G技術(shù)發(fā)展（對基站配套發(fā)展）的影響分析

從5G的技術(shù)特點以及發(fā)展趨勢來看，5G時代顯著的特點是頻譜資源需求寬，導(dǎo)致需要用到3GHz以上的頻率，小區(qū)半徑變小，基站站距變小，5G基站數(shù)量將遠(yuǎn)大于4G；并且設(shè)備、功率趨于小型化，對配套的要求也不一樣。

3.1 5G網(wǎng)絡(luò)部署的差異

天線數(shù)目可能從4根增至64根或者更高，致使基站的處理能力倍增，能耗也相應(yīng)增大，這將對基站機(jī)房的要求進(jìn)一步提高。帶資源進(jìn)行集中放置，實現(xiàn)資源共享。一方面減少對于機(jī)房數(shù)量的需求，同時降低機(jī)房建設(shè)成本；基站的覆蓋范圍有可能從4G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)百米縮小至數(shù)十米，這將極大地增加對于基站數(shù)目的需求。在未來5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，小基站將會得到極大的應(yīng)用，成為未來5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主要形式。

3.2 BBU集中放置

隨著網(wǎng)絡(luò)建設(shè)從廣覆蓋向深度覆蓋不斷推進(jìn)，基站建設(shè)站點資源需求的急劇增加，造成可用站點資源數(shù)量不斷減少，站點資源的不足，將嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，這將是未來網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中必將面臨的問題。與常規(guī)建站方式相比，分布式基站設(shè)備小、功耗低、投資省，建設(shè)周期短，大大降低了建設(shè)難度，加快了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度。分布式基站（BBU+RRU），實現(xiàn)了基帶單元和射頻單元的分離，有利于實現(xiàn)基帶單元的集中放置。集中放置，優(yōu)點在于降低機(jī)房的新建和租賃需求，降低物業(yè)協(xié)調(diào)難度，BBU集中設(shè)置時，能明顯降低RRU拉遠(yuǎn)站點配套建設(shè)，有效降低建網(wǎng)成本，提高了電源供給的效率，能有利促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能減排。靈活的部署策略，使得基站建設(shè)不再受限于基站機(jī)房選址難題，能有效地提高建網(wǎng)進(jìn)度，實現(xiàn)快速運營。

3.3 微基站建設(shè)

微站發(fā)射功率一般為1～5W或者是百毫瓦級，覆蓋范圍較為有限。相比宏站，微站的體積和重量大約只有宏站的一半，使用靈活，安裝便利。微站的具有使用靈活、安裝便利的優(yōu)點，但覆蓋范圍有限，可與宏站相互結(jié)合，作為宏站建設(shè)方式的一種有利補(bǔ)充，有效提升立體覆蓋效果。未來的5G網(wǎng)絡(luò)頻段普遍較高，因此傳統(tǒng)建設(shè)方式覆蓋效果不佳，5G網(wǎng)絡(luò)將主要采用異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深度覆蓋和熱點容量吸收。國內(nèi)外相關(guān)廠商、研究機(jī)構(gòu)提出了多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)底層網(wǎng)絡(luò)覆蓋的技術(shù)和設(shè)備，其中SmallCell具有體積小，功耗低，部署靈活，貼近用戶部署等特點，可以有效提高網(wǎng)絡(luò)性能和服務(wù)質(zhì)量，近年來受到了廣泛的關(guān)注，SmallCell有望成為未來解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)底層覆蓋的重要手段。

3.4 5G時代基站配套建設(shè)的發(fā)展方向

（1）集：網(wǎng)絡(luò)扁平化，帶來的BBU或相關(guān)設(shè)備“集中放置”問題，對電源、配套要求的等級變高（IDC機(jī)房），標(biāo)準(zhǔn)變高；

（2）大：追求高增益天線滿足網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，導(dǎo)致部分場景使用“大”型天線，體現(xiàn)在貼片天線面積大、有源天線系統(tǒng)體積大、重量大，對塔桅提出了更高的要求；

（3）小：基站小型化更為普遍，為滿足網(wǎng)絡(luò)需求，射頻上塔，甚至帶電上塔已成普遍現(xiàn)象，帶來的安全問題，需要進(jìn)一步思考和投入；

（4）微：城區(qū)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)微型化，數(shù)十米一個基站，隱蔽型微站成為主流，如何整合、利用各行業(yè)資源成為運營、建設(shè)、維護(hù)需要考慮的主要問題。

4 結(jié)束語

本文在分析5G移動通信技術(shù)內(nèi)涵（無線接入技術(shù)、超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、大規(guī)模MlMO）基礎(chǔ)上，對5G技術(shù)發(fā)展對基站配套的影響及發(fā)展趨勢進(jìn)行了重點分析。筆者認(rèn)為隨著硬件及軟件措施的落實到位，我國的5G通信技術(shù)定將獲得更好的發(fā)展，并由此促進(jìn)各產(chǎn)業(yè)鏈效益的提升。

[1] 彭景樂，5G移動通信發(fā)展趨勢與相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的探討[J].中國新通信，2014, (20)：52

[2] 尤肖虎，潘志文，鄔賀銓.5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關(guān)鍵技術(shù)[J].中國科學(xué):信息科學(xué)，2014, (5)：551-562

5G Mobile Communication Technology and Development Trend

Luo Zhimin, Guan Cuixia
(State Radio_monitoring_center Testing Center, Beijing, 100041)

5G mobile communication technology, as the key technology to meet the communication needs of the people in the future, has become the focus of the industry research. This paper first analyzes the key technologies of 5G, such as large scale MIMO technology and hyper density heterogeneous network. Then,it analyzes the impact of 5G technology development (mainly on the development of base station supporting) and its development trend, with the purpose of providing reference for the future base station supporting construction.

Mobile communication; 5G technology; Communication technology

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.12.013

TN929.53文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A

1672-7274（2017）12-0040-02

羅智敏，男，1989年生，漢族，本科畢業(yè)，現(xiàn)就職于國家無線電監(jiān)測中心檢測中心。

關(guān)翠霞，女，1990年生，漢族，本科畢業(yè)，現(xiàn)就職于國家無線電監(jiān)測中心檢測中心。