5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用研究

關(guān)鍵詞：5G;移動(dòng)網(wǎng)絡(luò);網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃;智慧城市

中圖分類號(hào)：TN929.5 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）06-0062-03

Abstract：Smart city make management more intelligent through informational data transmission and internet of things. With the help of mobile internet technology platform，it brings comfort and convenience to people’s life. In the construction of smart cities，the mobile communication network is at the transmission and communication layer and is an important part of the smart city system. The overall layout of smart city planning and construction requires higher network carrying and transmission capabilities. 5G mobile network communication technology continues to develop，providing fast information transmission，shorter transmission delay time and more terminal access. Combining 5G mobile network technology with smart city construction can promote the integration of the two. Starting from the basic concept of smart city construction，this paper introduces the key technologies of 5G network，discusses the planning of mobile network in smart city from several aspects and hopes to provide reference for the design and construction of related fields.

Keywords：5G;mobile network;network planning;smart city

0 ?引 ?言

隨著城市化的發(fā)展不斷推進(jìn)，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及人口數(shù)量的不斷膨脹，引起對(duì)各類資源的占用不斷升級(jí)。在通信領(lǐng)域，傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與布局存在一些弊端，通信運(yùn)營(yíng)商在建設(shè)方面的短板不斷地暴露出來：通信建設(shè)程序不完善、基站建設(shè)缺乏合理性與前瞻性、塔型設(shè)計(jì)與塔位的選擇沒有銜接城市環(huán)境等。5G通信在技術(shù)方面越來越成熟，隨著新通信時(shí)代的到來，這些問題更加突出，使得傳統(tǒng)通信運(yùn)營(yíng)商面臨更大的壓力。為了妥善解決當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中存在的問題，在智慧城市建設(shè)中，進(jìn)行5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，應(yīng)當(dāng)將5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)與城市規(guī)劃充分地結(jié)合起來，設(shè)計(jì)出更加合理的建設(shè)布局方案;努力做好5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與道路規(guī)劃、城鄉(xiāng)土地規(guī)劃等各個(gè)方面的良好銜接，對(duì)空間資源建設(shè)的要求進(jìn)行細(xì)化，旨在使社會(huì)的綜合效益得到提升。5G是全新的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)對(duì)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有推動(dòng)作用，5G通信具有能耗低、成本低、安全性高、可靠性高的基本特點(diǎn)，傳輸效率與傳統(tǒng)移動(dòng)通信相比，能夠提升10～100倍。在用戶體驗(yàn)和系統(tǒng)運(yùn)行方面，都有較大提升。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在各個(gè)領(lǐng)域都有需求，這一先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，將成為主流趨勢(shì)。

在智慧城市的建設(shè)的過程中，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是不可或缺的。近年來，生產(chǎn)生活各個(gè)方面都對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提出了更高要求。因此，必須進(jìn)一步提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸速度，使用戶的基本通信需求得到滿足，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)試點(diǎn)已經(jīng)成熟，全面商用布局即將開展。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有顯著的優(yōu)越性，智慧城市建設(shè)中，需要充分做好5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃。

1 ?智慧城市的概念

智慧城市是城市轉(zhuǎn)型發(fā)展與新一代信息技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用的深度融合，這些信息技術(shù)包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、空間地理信息等，新時(shí)期城市呈現(xiàn)智慧化的新理念和新模式，包括城市規(guī)劃、建設(shè)、管理與綜合服務(wù)，是城市發(fā)展走向低碳、綠色、可持續(xù)發(fā)展的本質(zhì)需求。進(jìn)行智慧城市建設(shè)，需要利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)，使城市的管理與運(yùn)行呈現(xiàn)智慧化，從而創(chuàng)造更加美好的城市生活，在城市發(fā)展的過程中，展現(xiàn)出更加和諧和可持續(xù)成長(zhǎng)特征。從體系架構(gòu)上可以將智慧城市劃分為幾個(gè)層次，分別為：城市感知層、傳輸通信層、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層、支撐服務(wù)層、智慧應(yīng)用層，完善的標(biāo)準(zhǔn)體系和安全體系。

智慧城市建設(shè)的需求來源于現(xiàn)代化的城市發(fā)展，生產(chǎn)生活中所消耗的資源不斷增加，社會(huì)群體之間的聯(lián)系更加平坦和緊密，而城市管理還比較落后，這二者之間的矛盾不斷蔓延，給現(xiàn)代城市的管理工作帶來了較高挑戰(zhàn)。在管理理念和思維方式方面都需要不斷更新，需要借助高新技術(shù)，不斷創(chuàng)新管理手段和方法，逐步實(shí)現(xiàn)智能化的管理，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，以及生產(chǎn)生活與城市管理之間和諧發(fā)展。

2 ?智慧城市中5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在5G通信用戶的數(shù)量預(yù)測(cè)方面，可以對(duì)人口規(guī)模以及年齡構(gòu)成進(jìn)行劃分，分析不同年齡段的人群對(duì)通信的需求，這些需求成為預(yù)測(cè)5G用戶的依據(jù);分析人口規(guī)模與用戶數(shù)量之間的密切聯(lián)系，在規(guī)劃過程中，全面分析產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，綜合考慮城市發(fā)展和移動(dòng)通信的進(jìn)步空間，利用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，以人口分布密集、用戶量多的區(qū)域?yàn)橹行模峁?G網(wǎng)絡(luò)接入。在這種接入方式下，使多樣化的業(yè)務(wù)需求都能夠得到滿足，使數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的內(nèi)容得到提升，節(jié)約資源的利用，使程序得到簡(jiǎn)化，奠定未來通信發(fā)展的基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在確保用戶的基本需求得到滿足的前提下，還能夠優(yōu)化資源配置。將自組織技術(shù)引入到5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，使網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自我管理與優(yōu)化，使人工方面的干擾進(jìn)一步減少，使網(wǎng)絡(luò)部署與動(dòng)態(tài)化進(jìn)程相適應(yīng)。

無線傳輸技術(shù)。在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通常采用頻譜效率技術(shù)，在無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，采用新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠提高5G移動(dòng)通信的速度。如無線傳輸技術(shù)中的多載波技術(shù)和MIMO技術(shù)。在無線通信的諸多應(yīng)用中，多載波技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，處理雷達(dá)信號(hào)，在不插入循環(huán)或正交的前提下，能夠設(shè)置各個(gè)載波之間的寬帶，確保雷達(dá)信號(hào)傳輸?shù)撵`活性，進(jìn)而對(duì)一些小零件進(jìn)行控制。MIMO技術(shù)的優(yōu)勢(shì)顯著，能夠增強(qiáng)一些空間中的分辨率，并及時(shí)把握其中的維度，滿足不同用戶在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行通信的需求;同時(shí)，遇到一些區(qū)域范圍比較狹窄的情況，能夠使干擾大幅度降低，使通信質(zhì)量得到提高。該項(xiàng)技術(shù)具有一定的缺陷，所采用的TDD系統(tǒng)，通常情況下使用單天線，導(dǎo)致自身數(shù)量比天線數(shù)量小。

3 ?智慧城市5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

在進(jìn)行智慧城市建設(shè)時(shí)，應(yīng)用5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)十分必要。應(yīng)用5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的過程中，通信技術(shù)比較繁瑣，通信對(duì)象呈現(xiàn)廣義化，對(duì)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃工作的開展產(chǎn)生直接影響。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作極其復(fù)雜，要求相關(guān)技術(shù)人員做好全面統(tǒng)籌與協(xié)調(diào)等各項(xiàng)工作，確保網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃具有較強(qiáng)的前瞻性，同時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程的全面性、精準(zhǔn)度與合理化等幾個(gè)方面的要求嚴(yán)格控制，與5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求相適應(yīng)。

城市總體規(guī)劃。隨著新型業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，一些新興媒體得到更加廣泛的應(yīng)用;當(dāng)提升移動(dòng)數(shù)據(jù)后，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)也隨之改變。通信網(wǎng)絡(luò)為智慧城市的發(fā)展提供保障，因此，運(yùn)營(yíng)商在一些重點(diǎn)區(qū)域需要加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。千兆光纖在城市區(qū)域內(nèi)部署完成后，網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施得到完善，使得規(guī)劃工作的內(nèi)容更加具體。5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在完成試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)布局后，通過試點(diǎn)區(qū)域的運(yùn)營(yíng)與測(cè)試，到5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)全面商用，都為智慧城市信息化建設(shè)提供了保障。移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商需要將主導(dǎo)運(yùn)行企業(yè)的作用充分發(fā)揮出來，堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，提前做好調(diào)研與數(shù)據(jù)收集工作，為進(jìn)行前瞻性的5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和部署打下基礎(chǔ)，確保高速通信網(wǎng)絡(luò)能夠一步到位。在智慧城市建設(shè)層面，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是智能互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)能力，具備這種能力后，將對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)產(chǎn)生影響，使傳統(tǒng)行業(yè)隨之進(jìn)行相應(yīng)的改變，從而對(duì)整個(gè)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生影響。因此，要全力做好城市總體規(guī)劃，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)綠色智慧城市建設(shè)支持的力度，加強(qiáng)對(duì)數(shù)字化服務(wù)布局的構(gòu)建，在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算以及物聯(lián)網(wǎng)的推動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)的智能化。

按照“核心+中心”模式開展分區(qū)制網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，無法繼續(xù)采用傳統(tǒng)方法，需要利用層次分析方法。在“核心+中心”模式下，5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃規(guī)程要由點(diǎn)及面，逐步向城市的各個(gè)角落擴(kuò)展，以確保網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用的穩(wěn)定性。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是立體化、多層次的網(wǎng)絡(luò)，采用層次分析方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的接入、控制、轉(zhuǎn)發(fā)三大平面進(jìn)行分析。無線接入設(shè)備和多類基站都屬于接入平面，完成無線接入?yún)f(xié)同控制，確保快速靈活，提高資源利用率，各種類型的射頻卡片、基站等都屬于接入平面，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中廣泛分布在地面、樓頂、樓內(nèi)、井下等位置;控制平面通過網(wǎng)絡(luò)功能重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)無線資源的全局調(diào)度和集中控制，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)布局中，核心機(jī)房是控制中心;轉(zhuǎn)發(fā)平面的功能包括加速業(yè)務(wù)流程和分布式網(wǎng)關(guān)、集成內(nèi)容緩存等功能，由控制平面統(tǒng)一管控，進(jìn)一步提升路由的靈活性和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)效率，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署中，根據(jù)優(yōu)先級(jí)的高低，與控制平面單獨(dú)或集成設(shè)置。在智慧城市建設(shè)的整體規(guī)劃中，對(duì)本地網(wǎng)的核心以及若干中心進(jìn)行優(yōu)先搭建，以城市規(guī)劃的片區(qū)劃分為原則進(jìn)行中心劃分。與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的經(jīng)典場(chǎng)景類似，為業(yè)務(wù)需求規(guī)劃和無線傳播模型分析提供便利，本地網(wǎng)的骨架由網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的這些核心與中心構(gòu)成。根據(jù)場(chǎng)景類別的不同，采用宏站、微站、桿站、家庭基站、室分、物聯(lián)網(wǎng)等接入方式，靈活地接入5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)配型網(wǎng)絡(luò)，快速地滿足各類業(yè)務(wù)的需求。

信息安全規(guī)劃。以5G通信技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建智慧城市的通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，信息安全作為核心工作，貫穿于整個(gè)通信工程建設(shè)的始終。針對(duì)智慧城市中的重點(diǎn)企業(yè)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)安全云防護(hù)，最大限度地降低網(wǎng)絡(luò)空間中的各種流量攻擊。進(jìn)一步加大基礎(chǔ)安全體系的構(gòu)建，構(gòu)建思路堅(jiān)持以數(shù)據(jù)流量為中心，對(duì)數(shù)據(jù)生成、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存以及數(shù)據(jù)處理等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行充分地保護(hù)。在網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行中，堅(jiān)持構(gòu)建動(dòng)態(tài)化的運(yùn)行體系，從大數(shù)據(jù)、運(yùn)行、應(yīng)急響應(yīng)三個(gè)維度進(jìn)行構(gòu)建，對(duì)發(fā)生的新型網(wǎng)絡(luò)事件能夠快速解決，形成牢固的網(wǎng)絡(luò)防御體系。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，運(yùn)行模式在不斷尋求投資多元化，發(fā)展的基本前提是從技術(shù)層面確保城市信息的安全。在基礎(chǔ)網(wǎng)路支撐體系中，要加強(qiáng)安全、穩(wěn)定的信息資源支撐體系的構(gòu)建，在跨層級(jí)、跨部門的智慧綜合體系中，促進(jìn)融合創(chuàng)新的智能經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在5G通信網(wǎng)絡(luò)信息安全規(guī)劃的基礎(chǔ)上，采用多網(wǎng)絡(luò)融合的通信網(wǎng)絡(luò)形式，借助多種無線接入技術(shù)，使廣大用戶的基本需求得到滿足。

構(gòu)建海綿型網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)對(duì)突發(fā)需求與業(yè)務(wù)不均衡的狀況。5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)具有需求突發(fā)性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、業(yè)務(wù)多樣等特征，在網(wǎng)絡(luò)容量配置方面面臨著較大考驗(yàn)，這是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作中難以避免的難點(diǎn)。在后續(xù)的發(fā)展過程中，需要逐步解決和完善網(wǎng)絡(luò)容量配置規(guī)劃。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中，往往會(huì)涉及繁雜的業(yè)務(wù)，運(yùn)行結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)多樣化的形式，由于需要滿足各種業(yè)務(wù)需求，網(wǎng)絡(luò)容量配置方面的問題比較容易出現(xiàn)。面對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的這類問題，需要改變傳統(tǒng)靜態(tài)分析配置方式，采取虛擬化和共享化的容量配置模式，針對(duì)突發(fā)性的業(yè)務(wù)，采用分區(qū)容量補(bǔ)給的方式，確保調(diào)度算法的均衡性，最終能夠科學(xué)地利用網(wǎng)絡(luò)資源。

4 ?結(jié) ?論

通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日漸成熟，在大數(shù)據(jù)發(fā)展的驅(qū)使下，對(duì)智慧城市進(jìn)行規(guī)劃與布局時(shí)，要對(duì)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃，確保現(xiàn)代城市信息處理水平的提高。有效結(jié)合云計(jì)算等新型技術(shù)，充分利用5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成果，提升智能化處理通信網(wǎng)絡(luò)信息的能力，為智慧城市規(guī)劃建設(shè)以及可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：孔德好（1987-），男，漢族，河南南陽人，中級(jí)工程師，本科，研究方向：網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、信息化。