5G網絡規劃技術研究

宋濤

在4G網絡技術的支撐下，物聯網業務逐漸擴展，移動互聯網技術日新月異，5G網絡技術以新時代的特點在通信行業中出現并實現了逐漸發展。相對4G網絡技術而言，5G網絡具有一定的優越性，主要體現在通信時延、通信速率及其穩定性等方面。文章將以5G網絡為研究對象，分析其技術特點，探究其發展現狀，并進一步研究了5G 網絡規劃的相關問題，以期促進5G網絡技術的推廣，推動移動互聯網技術的發展。

當今社會是一個快節奏、高要求的發展時代，新形勢下對移動網絡通信提出了一定的要求，以滿足各行業的全新的發展需求。5G網絡技術作為繼4G后出現的一代新型移動通信網絡技術，其對于整個通信網絡的發展以及社會信息化的進步有著積極作用。因此，要對5G網絡進行有效規劃，以保證網絡技術發揮其應有的作用，為各領域的發展提供移動網絡通信的保障，進而促進數字化經濟實現更廣闊的發展。

一、5G網絡規劃的必然性

移動通信技術帶給人們日常生活、各行業發展的變化是有目共睹的。20世紀90年代開始到2008年，是2G網絡的發展階段，經過10多年的發展，客戶量達到了3億左右，實現了移動通信網絡用戶規模的開拓。2008年，3G網絡步入商用時代，其表現出寬帶更快、傳輸速度更快的優勢，使數據傳輸業務更優秀，也給基于4G的百兆寬帶傳輸業務奠定了堅實的基礎。2013年，4G網絡步入商用時代，基于3G網絡技術融合TDD 和FDD 兩種工作制式，同時緊密結合無線局域網，實現了傳輸速率的提升，最快達到了100MHz/s。

歷經五年的發展，4G網絡不斷完善和進步，可以說，4G已經步入了千家萬戶，拓展了龐大的用戶規模，也實現了用戶業務的持續增長。為了進一步增強用戶的體驗效果，同時也為了滿足移動通信網絡行業的發展需求，發展5G網絡技術十分必要。

當前階段是4G網絡業務過渡到5G網絡業務的重要時期，中國移動通信公司等國內大型運營企業正在逐步實施5G業務的試點工作，華為、高通等通信生產企業也緊隨時代發展，相應的進行5G移動終端芯片的研發，一些手機制造企業也逐步發布5G 業務的手機。

由此可見，全面實施5G網絡業務推廣及全面部署，為期不遠了。為了確保5G 網絡優勢、功能的充分發揮，降低業務推廣及網絡部署的成本，需要在正式實施前以4G 網絡運營的相關經驗和參數指標，并結合5G 網絡的特點和現實發展需求進行5G 網絡的規劃建設。

二、5G 網絡技術特點

移動通信網絡在發展過程中比較重視用戶的體驗，因此傳輸速率方面的要求逐漸提高，而5G達到超快的傳輸效率。并且，5G具有覆蓋面積廣、系統性能的持續性較強的特點，基于此，5G的信號覆蓋范圍可以從點及面的涉及，進而滿足人們工作生活的現實需求。5G的另一應用兩點是靈活性較強。運營商可以根據流量的實時情況，動態配置網絡資源，最大化利用網絡資源，節約網絡運營成本。

根據應用場景來分析，5G網絡的應用涵蓋了三個層面，一是增強移動寬帶（eMBB）；二是低時延高可靠（uRLLC）；三是海量大連接（mMTC）。增強移動寬帶能夠滿足移動互聯網發展的需求，為其業務發展方面提供高品質的體驗感受，例如在下一代社交網絡、超高清界面展示、全息視頻、浸入式游戲等方面的應用，對于一些邊界地帶或局部熱點區域，比如小區邊緣、高速移動、極端環境等，可以帶來全方位的高速網絡業務。低時延高可靠和海量大連接的相關內容，主要應用在物聯網以及垂直行業的多樣化發展過程中。關于智慧農業、智慧城市、在線環境監測、森林火災監測與預防等方面的應用，是海量大連接的主要場景，這些場景的應用目的是進行傳感以及數據采集，因此需要數據傳輸具有低功耗的特性，同時要求數據包小以及海量連接。低時延高可靠能夠給用戶帶來毫秒級的端到端時延，大幅度提高業務的穩定性提，這一應用場景主要針對車聯網、遠程手術、工業控制等方面，具體應用中會要求可靠性較強、低時延，這些應用場景的相關垂直行業，也會提出相似的要求。

三、5G 網絡技術的應用現狀及現實需求

近年來，在科技高速發展的大背景下，人工智能也在不斷加快發展速度，不僅各種家用電器走向智能化，而且生產自動化、無人駕駛也逐漸成為可能。同時，許多城市建設的基礎設施以及個人用品等都打破了原先的固有模式而紛紛與移動網絡緊密相連，促使社會走向信息化階段。根據有關部門對于未來網絡發展的預測可知，在不久的將來，其需要容納的設備、機器越來越多，而4G網絡已經遠遠達不到社會發展對于網絡的要求，尤其是在人口數量大且流量需求高的區域，難以保證網絡的運轉速度滿足人們的實際需求。相對而言，5G網絡則具備更大的優勢，主要體現在傳輸速度快、網絡容量大且更加安全可靠。此外，遠程醫療和無人駕駛都是當前階段的熱門話題，而這兩個領域的研究都與人們的生命安全密不可分。從醫療角度來講，通過5G網絡的應用可建立一個更為優質的遠程醫療平臺，這是提高遠程手術精準性的重要手段。從汽車行業來講，由于5G網絡的特點不但可做到高速瞬時反應，而且可使遠程控制精準度更高，其應用對于這一行業的發展也非常重要。

四、5G 網絡規劃技術研究

（一）演進型空口

在建立這一技術的基礎上，再加上3D-MIMO技術的科學運用，以及在鏈路中運用高階調制技術、載波聚合技術和多用戶干擾消除技術，通過這些技術的有效應用，可在一定程度上實現其峰值速率、頻譜效率的合理提升。為使無線網絡具備良好的應用效果，就應做好相應的規劃工作。首先要確保網絡結構性符合相關標準，進而從整體上提高網絡的覆蓋質量。而3DMIMO技術則可對各個客戶進行全面的分析，其中包括他們的具體特征以及業務模型等，并做出相應的處理，而后再對站點參數做出正確的選擇。另外，也要充分利用仿真工具，根據實際情況做好場景網絡規劃仿真工作。

（二）新空口

在接入網中，需要滿足兩個條件，一是要有效處理業務體驗感差異問題，二是要達到不同物聯網業務要求。在網絡設計中，5G網絡是以用戶作為接入網絡構建的中心，UE 會和小區進行解耦。通過對CoF和UoF 進行對比發現，二者側重點不同，前者為資源而后者為用戶，且通過系統可完成這二者的匹配工作。用戶級和小區級兩種元素可實現靜態解耦和動態匹配。而在運營商內部可充分利用QoS 機制，并使其管理粒度更強。當遇到業務面時延較長，業務側優化調整和空口波動不符合這種情況時，只有業務下沉才可以跨層優化增益。由此可見，5G在處理相關業務時可利用UE實現對eNodeB的輔助作用，這樣可將設備復雜程度有效減小，而且可通過DPI 獲得部分時延。所以，在這種技術作用下，各個用戶要與小區完成解耦，才可獲得一致的體驗。

（三）靈活無線資源管理

靈活無線資源管理可通過多種方法在虛擬化的技術中得以充分的體現，其中多流數據傳輸、授權和非授權的頻譜聚合技術等都是其重要的表達方式。在這種技術的應用中能夠以多條無線鏈路為途徑快速完成上、下行同步的數據傳輸工作。在這一虛擬化架構中，對線資源進行合理的分割一般通過其對平面的有效控制來實現，應確保各個切片中都擁有接入網絡和無線資源，而后在這個基礎上達到多流數據傳輸的目的。而在應用授權和非授權的頻譜聚合技術時情況較為復雜，需全面分析頻譜的質量如何以及能否滿足實際業務需要。由于非授權段位于多個通信系統間的，此時就必須綜合考慮載波聚合系統的具體情況，對其運行特征進行系統的分析，接著將其與通信系統、非授權頻段做共存，從而更好的進行非授權載波的傳輸，對用戶需求的不同進行合理的控制，以提高無線網絡運行質量。

五、結語

綜上所述，5G是時代發展的需求，其應用可為人們提供更優質的移動網絡服務。為了保證5G將來的應用效果就必須做好相關網絡規劃工作，對5G網絡進行合理的部署。只有這樣，5G網絡才能發揮其顯著的性能優勢，并實現更廣闊的發展，從而為移動通信行業做出巨大的貢獻。

作者單位：中通服咨詢設計研究院有限公司