淺析4G網絡向5G演進方案

聶祥

5G網絡在不斷的發展之下，已經確定即將在2025年之前實現商用化，當前5G網絡的應用場景主要包括eMBB、mMTC和uRLLC三種，分別涵蓋了移動寬帶領域、物聯網通信領域和控制領域。世界市場中，4G技術早已經普及多年，并且也給人們的日常生活帶來飛躍式的改變，促進整個社會的發展，包括移動支付技術等。在擁有4G技術支撐之后都迎來更加快速的發展。而隨著人們不斷的改善自己的生活，對于通信技術的需求也在不斷的上漲，而這種需求也是推動通信技術不斷發展的動力。在這種背景之下，我國的通信界開始著手5G技術的協議標準制定。眾所周知，我國在4G技術上曾經落后世界，那么當前在5G技術上領先世界進行也成為國家和人民的訴求之一，為了更加快速的實現5G網絡的應用，開始積極尋求合理的演進方案，提升用戶體驗。

一、4G網絡演進為5G的可行性

（一）建設超密組網實現CRAN架構集中化

隨著用戶的快速增長，當前的網絡在滿足用戶需求方面已經越來越吃力，所以建設超密組網來實現CRAN架構的集中化，能夠盡量滿足用戶們日益膨脹的體驗需求，在4G網絡當中，通過CRAN的改造，能夠將BBU更加集中在一起，并且讓網絡建設工作能夠應用架構集中化。將不同通信站的BBU整合在一起并疊加，增加通信速度，盡量減少延遲情況，并統一管理BBU當中的資源，讓區間內所承受的干擾能夠盡量做到最小化，并且在不同的小區通過基站建立密切的聯系，能夠讓網絡性能進一步提升，滿足用戶的各種不同需求。并且在處理5G的云集中架構過程中也能夠將運營成本盡量降低到可以承受的范圍之內。在4G基站的新建工程當中，可以將 BBU最優先選擇，并集中到一起，讓RRU的組網模式能夠盡量遠拉，當前的基站也需要進行一定的改造，但是改造之前一定要確定基站的條件滿足改造需求，并且讓BBU能夠順利遷移到BBU的集中設置點中。射頻拉遠能夠成為5G改造建設的首選方案，很大程度上是因為通過CRAN集中建設能夠將資本性支出和運營成本盡量降至最低。

在今后的社會發展過程中5G肯定要遵循以人為本的服務理念，盡量滿足客戶的需求，以客戶為主體開展建設，而提升用戶體驗也是5G改造的基礎理念。當前我國的通信技術當中VoLTE的無感知已經自動開通，而使用VoLTE的用戶也開始呈現直線性增長的趨勢，在這樣的環境下，帶來機遇的同時也給當前網絡的容量是否能夠滿足用戶需求，和用戶使用過程中是否能夠保證完全安全帶來威脅。面對這樣的問題，我們要做的就是積極通過桿站對VoLTE進行加密，并且大面積覆蓋，提升安全性，經過調查結果表明，如果能夠將加密過的D-MIMO化干擾當做容量的話，能夠讓用戶的體驗上升近三分之一，并且在提升容量的同時也能夠增加覆蓋面。這種方法也能夠在一定程度上，加快超密組網的建設速度，實現以人為本的服務理念，打下堅固的5G網絡架構基礎。

二、4G網絡向5G化演進的方案

（一）集中化組網方案

集中化組網方案的最終目的就是滿足架構集中和超密組網的需求。所以集中化組網方案可以說是基礎方案之一，我們為了能夠提升方案的應用性，將其稱之為Cloud BB方案，其中Cloud技術在近年來的互聯網當中非常受歡迎，Cloud BB方案是將光纖連接作為基礎，將基帶資源通過光纖連接集中化處理，并且部署到各個區間，讓無線網能夠通過云化組網接入到網絡層當中。而基帶處理資源則是在不同的區間和站點更加迅速的實現調度工作，每個站點的BBU都會在Cloud BB當中集中在一起并且疊加，在加快速度的同時降低延遲，將不同的設備在這個過程中互聯在一起。而BBU簇內的資源統一協調管理和不同站點之間的干擾協同處理等手段，能夠讓區間內的干擾有效降低，并且大幅度提升區間邊緣的速率，有效實現4G向5G技術的提升。

（二）先行性技術方案

無論是4G+技術還是5G技術都需要3D-MIMO的支撐，3D-MIMO主要是利用大規模的二維天線陣列，來實現端口的增長，并且也可以讓波束方向在水平和垂直兩個維度當中任意的改變，這種方式類似于雷達，在波束方面擁有更加強大的針對性，占用的空間較小，并且也能夠更精準，通過這種技術能夠讓終端所接收到的信號能量大大提升，并且讓區間當中的覆蓋更加準確。在這個過程中，垂直和水平兩個維度能夠讓3D-MIMO充分利用增強自由度，并且在同一時間和頻率當中能夠給更多的用戶提供服務，讓系統容量得到有效提升，同時因為區間當中的垂直維度波束方向得到有效的協調，區間當中的干擾也得到了有效的減少。

經過調查數據分析，可以發現3D-MIMO相比起來，能夠給用戶提供更加高效的接受和發送效率，并且可以滿足的用戶數量也非常大。想要實現4G技術向5G技術的演變就需要這樣的核心技術作為后方支撐，保證5G網絡在使用過程中的穩定性，而且3D-MIMO技術對于5G網絡來說也是在很多無法實現深度覆蓋的場景或者是容量需求更高的場景所必需的技術。

（三）AAU+BBU松耦合方案

AAU在AAU+BBU松耦合設備架構方案當中扮演的主要角色是將原站點的天面更加快速的更換安裝，通過射頻設計的技術支持，能夠讓AAU硬件在5G演進的過程中發揮更大的效用，并且在今后的使用過程中如果遇到需要升級的情況，能夠將這些繁瑣的操作集中到BBU側當中開展，從而減少使用過程中的改造次數。

BBU則是在分布式架構的基礎中，通過多插卡的方式，將BBU進行更大容量的擴張，從而實現更加便利的操作，不需要通過登上通信塔來開展難度較高的操作，并且性能的提升訴求也可以以BBU為依據，來增加或者升級基帶所需要的單板。站點的天面如果能夠穩定不變，那么BBU側的支持協議就可以通過不斷的升級來滿足5G的需求。

AAU和BBU結合在一起，進行基站分布，并且形成架構基礎，就是AAU+BBU松耦合設備架構方案，通過AAU+BBU松耦合設備架構方案能夠讓3D-MIMO的天面能力更好的發揮，并且將網絡性能進一步提升，讓3D-MIMO天面建設能夠在穩定性上得到進一步提升，減少過程當中出現錯誤的情況。并且通過AAU+BBU松耦合設備架構方案也能夠讓3D-MIMO天面建設在使用過程中保持穩定性，避免使用過程中出現故障導致維修人員需要進入基站或者通信塔進行維修而帶來的危險。此外將AAU+BBU松耦合設備架構方案應用到工程建設和網絡維護工作當中，可以讓傳統宏站的建設集成優秀的經驗，并且現網光纖和機房的資源也能夠得到最大化利用，讓網絡使用過程的維護和體驗能夠協調統一，也能夠為更加集中的部署Cloud BB打下堅固的基礎，并且讓5G的演變過程更加平滑和順利，提升平臺的服務能力，實現完整的構建工作。

三、結束語

綜上所述，5G是未來通信社會的必然趨勢，而更加快速的實現5G化也能夠讓我國領先于世界，滿足用戶的需求，實現4G到5G的過渡，并且盡量降低在過渡過程中所使用的成本，提升未來社會通信技術的競爭性。