面向5G的移動通信市場需求及技術優化研究①

浙江郵電職業技術學院 劉雪春

與傳統4G技術、LTE技術相比，5G移動通信技術使得通信業務的開展和通信場景逐漸豐富化，超高的可靠性和超低的延時性充分滿足了人們的實際通信需要。然而在一定程度上，5G移動通信技術尚處于探索發展時期，故而在了解市場需求的基礎上，實現其傳輸方案設計和傳輸框架優化勢在必行，本文由此展開分析。

1 5G移動通信技術的應用特征

1.1 網絡性能優質化

第一，在網絡傳輸接入速率提高的同時，傳輸延遲不斷降低，從而確保了數據傳輸的可靠性；第二，頻譜效率有所提升，充分滿足而來高流量、高鏈接傳輸的傳輸需求；第三，與傳統網絡傳輸相比，5G網絡的運維成本有所降低。通過這些措施的應用，5G網絡的性能指標得以優質化保證[1]。

1.2 網絡運營智能化

在運維管理中，5G移動通信可在智能化設備的支撐下，實現地理位置、用戶偏好、終端狀態和網絡上下文特征的捕獲，并在相關數據分析的基礎上，進行解決方案制定，并以此為依據進行網絡傳輸資源的動態化布置，在保證網絡功能部署的同時，實現網絡運營的智能化[2]。

1.3 網絡功能靈活化

第一，網絡接入過程中，即插即用和自組織網是其基站運作的兩種基本形態，確保了網絡接入拓撲的已部署、易維護；第二，就核心網建設而言，分組核心網被進一步簡化和重構，確保了網絡控制轉發的高效靈活。

1.4 網絡生態友好化

充分的考慮第三方網絡應用的部署要求，并根據應用環境進行其業務部署，實現了網絡環境的創新優化和業務發展的有效刺激。從應用結果來看，5G移動通信網絡技術更加開放、友好，其實現了網絡支撐新產業和垂直行業的現代化發展，對于友好型網絡生態建設具有重大影響。

2 5G網絡的市場需求分析

2.1 實現網絡發展方向滿足

第一，注重現代化無線傳輸技術的應用，實現現有互聯網資源應用效率的提升。第二，進行5G移動通信網絡技術結構框架的建設，確保通信網絡系統具有超高的吞吐率。第三，深化網絡頻率資源的進一步開發，在保證基站網絡框架規范的同時，實現無線移動網絡通信資源應用頻率的提升。需要注意的是，在這三個發展方向建設中，互聯網體系構建是其建設的重點所在；在其建設應用過程中，網絡建設人員不僅要注重自組織網絡技術的應用，更要在軟件定義網絡、內容分發網絡方面予以保證，同時做好全頻譜接入技術、D2D通信、M2M通信、SDN/NFV等內容的具體保證，從而實現現有互聯網框架與5G移動通信網絡技術框架的有效對接。

2.2 注重5G核心性能指標滿足

對于用戶而言，5G核心性能指標是其關注的重點所在。一般情況下，流量密度、連接數、延時、移動性、用戶體驗速率和頻譜效率都是5G和移動通信網絡核心指標的主要組成部分；并且，其需滿足以下指標要求，如表1所示[3]。就流量密度而言，其是單面面積區域內5G通信網絡總流量的直觀表達；而該區域內支持在線設備的綜合通過連接數進行表達；同時，在網絡數據傳輸過程中，開始傳輸到目的節點具有異性的時間誤差，而正確接受的實踐被稱為延時指標。此外，在移動性指標和頻譜效率控制下，用戶的體驗速率能夠的以有效提升。

需要注意的是，5G移動通信網絡諸多核心指標控制過程中，流量密度、連接數和頻譜效率以5G物理層和數據鏈路層為對象，其在眾多智能終端實際部署的基礎上，實現了移動網絡性能優劣的有效測試。而在生活實際中，延時、用戶體驗速率及移動性是網絡應用層用戶使用性能的直接表達，確保其指標的不斷提升，對于用戶通信傳輸需求的滿足具有重大影響。

3 5G移動通信技術的網絡設計

3.1 5G移動通信網絡總體方案設計

就基站選址方案設計過程中，其受到以下兩個方面的嚴重制約：第一，在通信話務流量控制方面，其話務流量需求不斷增加，基站的加設必須實現這些網絡通信需求的滿足。第二，傳統基站選址中，移動通信基站的建設會對周圍環境造成一定影響，而隨著環保意識的增強，人們在基站環保方面提出了較高要求。基于此，在基站選址方案確定過程中，網絡建設人員應在勘察設計的基礎上，進行系統仿真技術的合理應用，從而實現“宏+微”和“改＋微”基站選址方案的應用，從而為覆蓋效率的提升提供保證。網絡建設人員不僅要在同頻全雙工干擾抵消上進行保證，更要深化毫米波頻段移動通信技術的成果研究，從而實現5G移動通信技術網絡渠道的進一步優化。網絡信息傳輸過程中，DU和CU是其基帶處理的兩個基本單元，要確保5G移動通信網絡傳輸的合理化，就必須確保在其傳輸方案下，5G網絡的整體框架與這兩個單元的匹配。實際傳輸方案設計中，5G移動通信網絡的傳輸方案總體設計包含了前傳網絡設計、中傳網絡設計和回傳網絡設計三個層級。前傳網絡設計處于RRU與DU之間，其包含了光纖直驅、無源波分、有源波分三種應用形態[4]。中傳網絡設計位于DU和CU之間；而回傳網絡以CU單元為起點延伸至5G核心網，從而確保了網絡整體傳輸的高效。中傳和回傳融合組網方案設計中，SPN網絡方案、L3OTN方案和端到端路由器方案是其傳輸方案的三種基本形態。SPN網絡傳輸方案基于25G、50G、DWDM等物理層技術，在鏈接回路的保證下，實現了業務層功能的合理滿足。而L3OTN方案是基于OTN技術發展起來的網絡傳輸模式，傳輸實踐中，通過L3功能的增加，綜合性的承載網絡得以建設應用。端到端傳輸方案注重路由器組網的規范一個月，其在FlexE技術應用下，實現了業務層級的有效隔離，同時通過在接入層、匯聚/核心層的應用，實現了5G不同業務的切片隔離需求的充分滿足。需要注意的是，DU單元應用中，部分需要基帶實時處理的功能必須完成，故其需要在部署位置、時延、帶寬、流量調度等方面進行規范，確保應用需要與gNB的相同。同時，在5GRRU與DU之間hing進行單獨組網建設，確保高帶寬需求和延時需求的滿足。

表1 5G移動通信網絡核心性能指標

3.2 5G移動通信網絡同步方案設計

就5G移動通信技術應用而言，網絡同步的精度需滿足以下指標，如表2所示。同時在超高精度同步網絡實踐中，應注重其關鍵技術的充分滿足。具體而言，高精度時間源技術和時間傳送技術是其網絡同步實現的兩個關鍵要素。就高精度時間源而言，網絡建設人員應在本地多時鐘源比對技術應用的同時，進行雙頻衛星接收和共模共視衛星接收技術的合理應用。而在高精度時間傳送過程中，實現其節點內部時間誤差的降低是其控制的重點所在。一般情況下，節點頻率源的噪聲、節點內部延時和非對稱性、時間戳精度誤差等都是其控制的主要內容。只有確保這些精度指標的充分滿足，才能有效的實現5G移動通信技術應用的網絡同步。

4 5G移動通信技術實現的優化策略

4.1 5G移動通信技術構架體系優化

在5G移動通信技術應用下，互聯網功能和網絡虛擬功能是其網絡傳輸平臺應用的兩個重要支撐；在硬件基礎上，通過這些新技術的搭建和應用，5G移動通信技術實現了網絡傳輸資源的高效應用，從而在網絡傳輸系統兼容的同時，實現現代通信成本的有效控制[5]。在5G移動通信技術應用中，網絡信息的傳輸不僅具有較高的容量，更要在傳輸速率方面予以保證；同時還應避免時延、傳輸干擾等因素的影響。故而在實際優化中，網絡設計人員應對原有架構的兼容性記性你優化，然后實現應用層、網絡層、數據鏈路層和物理層的合理布置。需要注意的是，為實現網絡架構的合理改變，并確保傳輸需求滿足，應對其通信模式應用的協議要求進行優化。譬如在應用層、數據鏈路層和物理層中，5G移動網絡技術應以現有IP網絡為基礎，然后進行TCP/IP協議分組數據通信模式的應用；而在網絡層，則應適時的采用中心網絡協議，從而確保信息服務質量的有效提升。

4.2 5G移動通信技術的性能測試優化

確保5G移動通信技術布置的構建體系擁有良好的使用性能，是其現代化、規范化發展的重要內容。就實際建設過程而言，《5G愿景與需求白皮書》是其性能優化的基本依據。在其要求下，5G移動通信技術的傳輸速率應保持在10GB/s；而用戶體驗速率應保持在0.1～1GB/s；此外，就端到端巖石和移動性能而言，其應分別保持在1ms和500km/h。唯有如此，才能確保人們高鏈接、高容量和高速率的信息傳輸需求。

5G移動通信技術建設中，要確保這些指標的滿足，網絡建設人員在性能指標測試中就必須注重以下要點把控：首先，進行硬件平臺的設計，確保數據傳輸擁有良好的基礎環境支撐。另外，確保設計硬件的數據傳輸速率保持在10Gbit/s，同時拓撲結構節點不少于25個，保證互聯網系統的仿真環境功能滿足等。其次，進行設計參數的系統保證，確保其最低設計要求符合《5G愿景與需求白皮書》的應用規范。最后，進行相關設計數據性能結構的有效檢驗，確保用戶體驗速率、端到端傳輸延時、傳輸干擾時間控制均符合優質化網絡性能的應用要求，從而實現5G移動網絡技術應用的靈活化、智能化和友好化。

5 結語

網絡建設人員只有充分認識到5G移動通信技術應用的優勢所在，并在其網絡性能優質化、網絡運營智能化、網絡功能靈活化和網絡生態友好化發展目標的基礎上，進行5G移動通信技術市場需求的充分調研，并在通信技術傳輸過程中，注重總體傳輸方案和同步傳輸方案的設計，同時合理優化系統架構體系和性能指標體系。才能確保5G移動通信技術應用水平的提升，進而實現現代通信工程的進一步發展。

表2 5G移動通信網絡同步精度指標