前沿5G物聯網 生動虛擬仿生課

黃名哲

學校是早上8點開放選課系統，那天我們整個宿舍都訂好了鬧鐘，提前一小時起床，洗漱收拾去食堂吃完早餐，回到電腦前，登錄教務系統靜候選課的開放，當然，最后我們整個宿舍的同學都選到了這門課，因為學校也考慮到我們應該對這門課的熱情很大，所以開放的人數很多。

通信原理課其實一直很熱門，是我們通信學院的李學華教授來講授理論部分的，有了李老師的理論知識的傳授，才有我們接下來對這個5G實驗系統的應用。

實驗是由楊曦元老師專門負責來帶我們。整個實驗包含了兩個大部分：一個是利用客戶端，另一個是利用網頁來模擬部署5G物聯網的不同部分。因為人數比較多，老師也合理分配了賬號和實驗時間，分組先做客戶端上的，或是網頁上的，讓盡可能多的學生更充分地用好實驗的時間。

我先做的是客戶端上的部分，在這個實驗中，根據老師提前發給我們的實驗指導手冊里詳細的實驗步驟先是對核心網中主要網元的拓撲圖連接，這讓我們對整個核心網的拓撲關系有一個詳細的了解。

其次，就是按照老師提的要求，根據每個小區的人數和密集程度，進行無線覆蓋規劃。這個步驟，可以說是整個實驗里最麻煩的過程。

拓撲圖

接下來的實驗就比較有趣了，因為程序是用flash做的，所以會有動畫效果。這個部分是模擬建基站時的工作人員，對核心網機房和無線站點機房設備進行部署連接，里面有很多，不同的光纜和網線還有饋線（饋線就是負責傳輸天線接收到的信號的一種電纜線），每個設備都和真實的機房設備相差無幾。我做到這里的時候，都懷疑自己是拉網線的了。

無線覆蓋規劃中NPRACH計算結果

線纜介紹

核心網機房mme設備

上：核心網機房交換機BBU設備下：核心網機房交換機SWITCH1設備

接下來就是得熟練掌握無線和核心網中關鍵設備的配置了，在業務調試界面，有一個類似手機的測試端，如果測試連接與模擬收發數據包都能成功，就證明這個設備再此區域可以上網了。在這個部分也是最容易出問題的部分，如果你測試連接都不行，這個系統也很可能會有告警，會給你提示在哪個地方出錯了，對照著去檢查，很快便能檢查出錯誤并及時修改。

最后，是最貼近生活的一步，有智能門鎖、自動泊車、智能單車、智能家居等，只要對應的設備信息錄入了剛才提到的專門簽約用戶的設備，那么便可以一鍵遠程控制這些智能設備。比如說智能水表在連接上物聯網后，就可以實時看到每家每戶的用水情況，不用再麻煩人工上門抄表。比如自動泊車，可以將車停放在一個機器上面，一個按鈕就可以讓車自動停進規定停車點，既不用浪費時間開進停車場，也不用再去找哪里有空余車位。再說智能家居，小米正好是一個例子，通過小米近年不斷完善自己的家居智能設備，已經幾乎形成了小米智能家居這一品牌。而位于7線小城市的我的老家，這邊有人在裝修新房子的時候，就已經有人在考慮需不需要智能家居這一問題。能看出智能家居一定是今后家居產業的發展趨勢，這些智能家居連接上5G物聯網之后，都可以實時監控家居的實時狀況，并及時發出指令。以后就不用再擔心出門拿快遞時正在做的湯熬久壞掉;出門忘記空調或者門沒關等等這些瑣碎小事。這些功能都是在5G互聯網部署完成之后，老百姓能在上面應用的一部分場景。而后面還有一個特別方便我們管理人員的功能，我們可以在后臺直接遠程對設備的實時情況進行監控，并及時地發出任務或者系統更新的指令，也不再需要實地到每一個設備上進行處理，極大地方便了維護，節約了時間和人工成本。

由于老師的時間安排，我們做網頁上的實驗就推遲了幾天，因為前幾天還有人在做。這個實驗是由于5G中信號頻率高，接入量大，而針對站點在不同場景下的規劃，從而增強天線覆蓋能力。這里又分為了3個實驗，第一個的場景在一個小區里分為智能停車區域、共享單車、pos機以及智能家居等智能設備的不同區域，需要在規定有天線的地方，考慮每個小設備的計算能力、重傳次數等，對天線進行定向和范圍的設置，最后部署完成后，還會對你的設置進行一個評分，看你考慮的問題是否全面。

智能泊車模擬實驗圖智能門鎖實驗圖

第二個是基于容量規劃的站點模擬部署，這個實驗中，通過對理論容量承載的計算，部署不用頻率之間的組網共同來解決實際容量不夠的問題。這個部分對很大一片的區域進行劃分，考慮到更多的需要的容量，用戶模型以及頻率沖突等問題，這一部分要達到一個很高的分數特別困難。

小區天線規劃圖

最后的一個是增強網絡性能的計算，以智能停車為例，具體到了其中一個智能設備中的配置以及數據收發等。從天線到基站，最后再到終端設備進行數據的設置，更加幫助了我們對計算公式以及數據的理解。這一塊兒的參數和實驗與一開始的參數計算有很大的相似之處，當做到這個實驗的時候，才回想起當時我們做第一個實驗的時候，現在終于能用在具體的內容上了，最后依然是打分，當全部計算完整，你將獲得滿分的成績。

站點部署模擬

增強鏈路計算結果圖

整個實驗下來，時間上是非常充裕的，只要在實驗時間之內，你都可以回頭去鞏固自己哪些地方需要重點看看。這整個系統，對5G物聯網的部署，從總體到細節的每一個部分都有一個非常形象的理解。這個實驗也充分滿足了我們對5G的好奇心和熱情。

責任編輯：陳曉麗