5G網(wǎng)絡技術特點分析及無線網(wǎng)絡規(guī)劃探究

劉小平

摘要：5G網(wǎng)絡技術是移動通信領域的第五次革命，標志著社會科技的創(chuàng)新和發(fā)展。本文首先介紹5G無線網(wǎng)絡技術的含義和其在功能應用、技術類別和安全性方面的特點，然后從明確地位、技術融合、布局特點和實際結合四個方面分析5G網(wǎng)絡技術背景下的無線網(wǎng)絡規(guī)劃，促進5G網(wǎng)絡技術的應用。

關鍵詞：5G網(wǎng)絡技術；無線網(wǎng)絡規(guī)劃；技術地位

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）01-0023-02

0 前言

現(xiàn)時代社會主義建設的背景下，人們對社會交流節(jié)奏有了更高的需求，對無線網(wǎng)路的更新?lián)Q代有了更大期許，5G無線網(wǎng)絡隨之誕生。5G網(wǎng)絡技術的合理應用能夠加快社會的信息交換速度，促進科技的發(fā)展，完善現(xiàn)代智能技術、大數(shù)據(jù)分析等先進技術，是現(xiàn)代社會發(fā)展的需要。

1 5G網(wǎng)絡技術含義

5G網(wǎng)絡技術是指是在第四代系統(tǒng)的基礎上發(fā)展升級而來的移動通信技術，綜合了4G、WIFI等技術，通過不斷的更新和完善，達到促進物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的目的。5G無線網(wǎng)絡技術的研發(fā)包括超密集網(wǎng)絡建構、自組織和內容自發(fā)等網(wǎng)絡系統(tǒng)、D2D和M2M等通信系統(tǒng)以及云計算技術和情境感知技術等，其中情境感知技術的融入幫助5G無線網(wǎng)絡技術的應用擺脫了人與人交流的限制，將業(yè)務有效擴展到物與物、人與物等方向的溝通上，促進現(xiàn)代科技的個性化、差異化和定制化發(fā)展?？傮w而言，5G無線網(wǎng)絡技術的研發(fā)是一次移動通信技術轉向全面發(fā)展的革新過程。

2 5G網(wǎng)絡技術特點

2.1 功能上的特點

5G網(wǎng)絡技術在使用感、效率和應用范圍都有所優(yōu)勢。一方面，相比于第四代無線網(wǎng)絡技術，5G無線網(wǎng)絡技術以手機和電腦為主實現(xiàn)多元化的用戶移動通訊需求，具有廣泛的應用領域和范圍，用戶和無線網(wǎng)絡的關系更加密切，有效提高了用戶使用度。另一方面，5G無線網(wǎng)絡技術不僅能夠加強網(wǎng)絡資源和信息的使用效率，加快用戶獲取線上信息的速度，擴展獲取信息渠道，還能夠實現(xiàn)資源的合理分配，降低了運營商的服務成本。無線網(wǎng)絡技術的發(fā)展過程是傳輸信息傳輸速率不斷增加，延遲速率逐漸降低的過程，到了5G無線網(wǎng)絡時代信息傳輸速率將到10Gbps，延遲速率將接近于零?？傮w而言，5G無線網(wǎng)絡是對4G無線網(wǎng)絡和WIFI的融合與升級。

2.2 技術應用上的特點

5G網(wǎng)絡技術會根據(jù)不同的業(yè)務需求和應用功能劃分為不同的應用場景和技術架構。國際電信聯(lián)盟指出其主要包括三個方面。第一，移動寬帶服務的增強。無線網(wǎng)絡技術必須以移動寬帶作為發(fā)展基礎，利用移動寬帶的擴展進行第五代移動網(wǎng)絡的升級和創(chuàng)新，由此開展無線網(wǎng)絡規(guī)劃工作。第二，在物聯(lián)網(wǎng)與海量機器類通信業(yè)務。這方面主要是針對低頻段移動通信，抓住低頻段用戶，增加用戶、用戶設備端和服務端的交流，滿足現(xiàn)代社會人們的需求[1]。海量機器通信設備業(yè)務是指以物聯(lián)網(wǎng)技術為基礎，結合NB-IOT技術創(chuàng)造出大規(guī)模、低成本和低耗能的用戶端設備，利用其創(chuàng)造設備的商用價值，融入社會生活，其中包括檢測系統(tǒng)、智能家居和運行設備等。第三，降低移動通信的延時技術。5G網(wǎng)絡在保證信息傳輸速率加快的同時，必須保證延時的降低。超低的可靠的延時能夠擴展5G無線網(wǎng)絡的使用領域，極強其與社會安全領域的融合，主要表現(xiàn)為自動駕駛系統(tǒng)和生產(chǎn)控制系統(tǒng)。

2.3 具有較高的安全性

相比于第四代無線網(wǎng)絡技術，5G無線網(wǎng)絡技術具有超高的可靠性和安全性，將用戶安全保護和隱私加密融入到關鍵業(yè)務控制領域，將用戶移動安全提升到極致。一方面，5G無線網(wǎng)絡技術保障了超高的數(shù)據(jù)容量和感知性，數(shù)據(jù)容量為數(shù)據(jù)的保存提供安全空間，避免了數(shù)據(jù)的短缺和丟失；感知性的提高為密碼技術和報警系統(tǒng)的應用提供條件，促進了大數(shù)據(jù)分析、自動化和智能化技術的融合。除了保證系統(tǒng)本身的安全性和可靠性外，這種技術的融合還能夠將5G無線網(wǎng)絡技術擴展到醫(yī)學、交通和工業(yè)等領域，進而提升相關產(chǎn)業(yè)的安全性。另一方面，5G無線網(wǎng)絡技術強調了服務端和用戶端的有效連接，使用戶端的安全性、傳輸速率和風險保持高度一致，服務端可以實現(xiàn)對用戶端的安全升級、查毒等細微調控?？傮w而言，5G無線網(wǎng)絡技術的應用促進安全技術的融合，提高系統(tǒng)的整體安全，順應社會發(fā)展的趨勢。

3 無線網(wǎng)絡規(guī)劃探究

3.1 明確5G網(wǎng)絡技術的地位

以5G無線網(wǎng)絡為基礎的無線網(wǎng)絡規(guī)劃應該明確5G無線網(wǎng)絡技術在應用中的地位，由于無線網(wǎng)絡規(guī)劃和布局會隨著技術的更換發(fā)生變化，所以應該重視5G無線網(wǎng)絡的技術架構和網(wǎng)絡安排。一方面，5G無線網(wǎng)絡技術能夠對無線接入網(wǎng)的運行和架構產(chǎn)生影響[2]。5G無線網(wǎng)絡的整體架構與4G無線網(wǎng)絡存在差別，轉變?yōu)楦咔逡曨l、語音、海量物聯(lián)和任務關鍵性四個部分，保證了信息傳遞的簡潔性。以CU技術應用為例，這種接入網(wǎng)架構能夠保證RRU和無線網(wǎng)絡信號的良好融合，實現(xiàn)工程一體化模式，無線網(wǎng)絡實現(xiàn)云化發(fā)展和智能化發(fā)展。由此，網(wǎng)絡的規(guī)劃上將更加強調云服務，以用戶端為主體，傳統(tǒng)的簡單規(guī)劃思路將需要完善。另一方面，5G無線網(wǎng)絡的技術手段能夠充分的發(fā)揮大寬帶的技術應用，保證信息進入的兼容性，解決用戶體驗感的需求，進而完善無線網(wǎng)絡服務。這些優(yōu)勢是4G無線網(wǎng)絡沒有的，傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡規(guī)劃思維和方案不能充分發(fā)揮5G無線網(wǎng)絡的優(yōu)勢，所以在進行無線網(wǎng)絡規(guī)劃時保證5G無線網(wǎng)絡的主體地位，依照5G無線網(wǎng)絡的特點和連接架構選擇合適的規(guī)劃方案。

3.2 加強5G網(wǎng)絡技術與關鍵技術的融合

5G無線網(wǎng)絡結合了4G無線網(wǎng)絡和WIFI的優(yōu)勢，進行升級、改革和創(chuàng)新，使用范圍進一步擴大。基于此，現(xiàn)代的無線網(wǎng)絡規(guī)劃必須注意加強關鍵技術與5G無線網(wǎng)絡技術的結合，主要從以下幾個方面入手。第一，在無線網(wǎng)絡規(guī)劃中采用新型空口技術。新型口空技術是指利用大規(guī)模多輸入輸出系統(tǒng)和5G低頻空口技術相結合，提升網(wǎng)絡頻譜的技術。在規(guī)劃上要求MIMO技術能夠包含大規(guī)模的天線，利用天線完成信號轉換和傳輸，降低外在因素的干擾，進而確保5G無線網(wǎng)絡的傳輸數(shù)據(jù)；5G低頻空口技術是確保低頻分段信息高效傳輸?shù)谋Ｕ希瑢崿F(xiàn)傳輸系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的分離，保障5G無線網(wǎng)絡傳輸基站的穩(wěn)定性。

第二，路線與場景技術與5G無線網(wǎng)絡技術結合。路線與場景技術是指無線網(wǎng)絡規(guī)劃中根據(jù)用戶需求情況和外在環(huán)境進行場景和技術的制定。有效結合路線與場景技術能夠降低運營商的網(wǎng)絡運行耗能，有效提升無線網(wǎng)絡的信號和信息傳輸速率。例如，在高頻分段頻譜中規(guī)劃中采用該混合組網(wǎng)和MIMO技術、利用皮基站技術完成回傳和網(wǎng)絡覆蓋工作，同時降低高頻器件的耗能，才能充分實現(xiàn)近距離數(shù)據(jù)的高效傳輸?？傮w而言，無線網(wǎng)絡規(guī)劃應該保證5G無線網(wǎng)絡優(yōu)勢的有效發(fā)揮。

3.3 依照5G網(wǎng)絡技術特點進行布局

為了保證規(guī)劃的可實行性，技術人員在進行無線網(wǎng)絡規(guī)劃時應該注意5G無線網(wǎng)絡的建設模式、特點和影響因素等方面，避免規(guī)劃與5G無線網(wǎng)絡技術特點相矛盾，重視預算和配套規(guī)劃。5G無線網(wǎng)絡的規(guī)劃一般分為低頻和高頻兩部分內容，技術人員應該進行分別設計[3]。一方面，低頻無線網(wǎng)絡設計主要是指6GHz以下頻譜的規(guī)劃設計，進行時可以通過增加頻譜數(shù)量、分析其他無線網(wǎng)絡技術的退聘和退網(wǎng)情況、加強5G空口關鍵技術應用等方式進行。低頻技術不需要減少發(fā)射器和接收器間的阻礙。另一方面，高頻分段的無線網(wǎng)絡規(guī)劃應該重視傳播范圍的需求，降低外在因素的干擾。高頻分段的無線網(wǎng)路接收器的信噪比較高，發(fā)射器的輸出功率較低，需要采用較寬的坡段和更復雜的信號線形度。例如，802.11a在3.5GHZ頻譜下的帶寬為11Mbps，在5GHz下的帶寬可以高達54Mbps。高頻頻段的設計可以分為長距離和短距離兩種，長距離系統(tǒng)主要應用于衛(wèi)星鏈路和基站鏈路，短距離系統(tǒng)主要應用于802.11a和802.11b中，技術人員根據(jù)不同的應用制定不同的規(guī)劃。

3.4 以用戶為中心的網(wǎng)絡規(guī)劃

5G無線網(wǎng)絡背景下的無線網(wǎng)絡規(guī)劃應該以用戶為中心進行設計，增加網(wǎng)絡的覆蓋率，根據(jù)用戶需求進行合理資源分配。以用戶為中心的無線網(wǎng)絡規(guī)劃主要從城市建設和用戶需求兩個角度進行。一方面，5G無線網(wǎng)絡作為未來物聯(lián)網(wǎng)和發(fā)展的基礎，在規(guī)劃中需要小型的基站做未來城市電力、管道和其他領域發(fā)展的網(wǎng)絡支持。規(guī)劃中根據(jù)當?shù)氐慕?jīng)濟情況和發(fā)展趨勢選擇不同的建設方式，與城市規(guī)劃相結合，做出統(tǒng)籌性的規(guī)劃。例如，某城市計劃未來將擴展一萬個監(jiān)控設備，實現(xiàn)城市的監(jiān)控更新，利用5G無線網(wǎng)絡做到高清視頻的獲取，所以這個城市在制定無線網(wǎng)絡規(guī)劃時應該擴展相應的網(wǎng)絡基站。另一方面，在基站建設點時，技術人員應該分析用戶環(huán)境，利用4G無線網(wǎng)絡的使用情況區(qū)分商用和民用；利用4G無線網(wǎng)絡的用戶數(shù)量區(qū)分市場的繁華程度，進而選擇合理的基站建設數(shù)量，制定科學的無線網(wǎng)絡規(guī)劃。

4 結語

綜上所述，5G無線網(wǎng)絡具有低耗能、傳輸速率高和延遲低等特點。制定科學的無線網(wǎng)絡規(guī)劃需要將會5G網(wǎng)絡技術與網(wǎng)絡搭建技術融合，重視5G無線網(wǎng)絡的主體地位，根據(jù)低頻和高頻選擇不同的規(guī)劃，滿足城市發(fā)展和用戶的使用需求。由此，5G無線網(wǎng)絡技術的應用研究仍需要不斷完善。

參考文獻

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[2] 袁丹丹.關于5G網(wǎng)絡安全發(fā)展趨勢探析[J].中國新通信，2018（24）：135.

[3] 張虹瓊.5G移動通信技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].科學技術創(chuàng)新，2018（35）：98-99.

Abstract：5G network technology is the fifth revolution in the field of mobile communications， marking the innovation and development of social science and technology. This paper first introduces the meaning of 5G wireless network technology and its characteristics in functional applications， technology categories and security， and then analyzes wireless network planning in the context of 5G network technology from four aspects： clear status， technology integration， layout characteristics and practical combination. Promote the application of 5G network technology.

Key words：5G network technology； wireless network planning； technical status