淺談5G無線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)建設(shè)難點與應(yīng)對策略

于志廷

（中通信息服務(wù)有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引言

在信息技術(shù)遍布社會各個角落的當(dāng)下，人們對通信業(yè)務(wù)需求也在朝著多元化的方向發(fā)展，原有的4G網(wǎng)絡(luò)已無法滿足人們?nèi)遮叾鄻踊膽?yīng)用需求，促使移動通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不斷作出創(chuàng)新與變革，5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)業(yè)務(wù)應(yīng)運而生。5G網(wǎng)絡(luò)相較于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，在性能方面具有低延遲和高速度的優(yōu)點，并且也可以同時使用。在節(jié)約能源和降低成本方面，在5G無線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)建設(shè)過程中仍然需要解決許多困難，因此我們應(yīng)深入探討5G無線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)建設(shè)難點，并提出有效的應(yīng)對措施。

1 5G無線網(wǎng)絡(luò)概述

5G無線網(wǎng)絡(luò)集合了多種現(xiàn)代化技術(shù)類型，涵蓋的范圍非常廣。與4G、3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，5G無線網(wǎng)絡(luò)性能更加優(yōu)越，它是對4G、3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的優(yōu)化與升級，有效解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基站信息交互低、干擾大等不良問題，使得信息傳輸速度和質(zhì)量都大幅度提升。無線網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代化人們生產(chǎn)生活中應(yīng)用頻率高且范圍廣的一種技術(shù)，隨著人們對無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍的逐步拓展，原有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)系統(tǒng)已無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求，這同時說明加速移動通信網(wǎng)絡(luò)的換代升級對推動社會發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

從我國移動通信技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景可以看出，5G無線網(wǎng)絡(luò)以優(yōu)良的應(yīng)用性能將會成為社會發(fā)展過程中的重要移動通信系統(tǒng)，它具有較強的抗干擾能力、高效的信息交互率，強大的協(xié)同力，這些優(yōu)勢都是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無法比擬的。

2 5G無線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)建設(shè)難點

2.1 超密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)階段我國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展步入了一個飛躍發(fā)展階段，5G網(wǎng)絡(luò)時代的到來表明我國的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢正朝著智能化、多元化和集成化的方向邁進(jìn)。4G、3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于人們對網(wǎng)絡(luò)容量的發(fā)展需求，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)增加網(wǎng)絡(luò)容量的方法通常采用分裂小區(qū)的方法來減小半徑，雖然此種方法使得網(wǎng)絡(luò)容量和網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍較之以前有所提升，但小區(qū)半徑一旦減小而低功率節(jié)點數(shù)量就會相應(yīng)的增加，網(wǎng)絡(luò)部署站點的密度由此增加，長此以往網(wǎng)絡(luò)傳輸速度和質(zhì)量就會受到影響。而5G無線網(wǎng)絡(luò)采用的是中高頻段的通信頻段，它所需的無線節(jié)點密度將會更加密集，超密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)雖然能夠有效解決這一問題，但在具體建設(shè)過程中，它的應(yīng)用還會引發(fā)一系列其他問題，比如將會增加用戶移動管理難度，小區(qū)切換頻繁等問題。

2.2 大規(guī)模MIMO技術(shù)

在建設(shè)5G無線通信系統(tǒng)的過程中，還需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的實際需要，為天線結(jié)構(gòu)的安裝選擇一個合理的位置，以進(jìn)一步增加網(wǎng)絡(luò)容量。將來，如果將該技術(shù)應(yīng)用于實際的5G無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，將有助于改善5G網(wǎng)絡(luò)的綜合特性。就MIMO技術(shù)的當(dāng)前應(yīng)用狀況而言，它已在全國范圍內(nèi)逐步實施，但是從理論上講，安裝的天線結(jié)構(gòu)數(shù)量越多，其信息傳輸質(zhì)量和安全性會隨之增加。目前，華為，中興等廠商已經(jīng)開發(fā)出16（T/R），32（T/R），64（T/R）和128（T/R）AAU設(shè)備。但大規(guī)模MIMO技術(shù)在實際應(yīng)用過程中，還出現(xiàn)了一些不容忽視的問題。首先MIMO技術(shù)的應(yīng)用使原有的站址經(jīng)濟效益受到一定的威脅，經(jīng)濟效益作為衡量網(wǎng)絡(luò)發(fā)展質(zhì)量的重要指標(biāo)，如果出現(xiàn)下降趨勢，表明該技術(shù)應(yīng)用效果不理想。其次5G技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用，導(dǎo)致原有的4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)頻譜資源利用范圍下降，而5G無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要依靠中低頻段的頻譜資源為支撐，但目前沒有足夠的頻譜資源為5G無線網(wǎng)絡(luò)所用。第三，5G下行鏈路的正常運轉(zhuǎn)是以多個天線的大功率傳輸實現(xiàn)的大范圍覆蓋，但這種現(xiàn)象又會造成對上行鏈路設(shè)備終端天線數(shù)量和發(fā)射功率的影響，由此說明大規(guī)模MIMO技術(shù)在5G無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用，將會限制其上行線路的正常運行。目前的4G網(wǎng)站建設(shè)其覆蓋范圍，即使在較集中的區(qū)域其站點之間的距離已嚴(yán)格控制在300m范圍，所以5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍如果想要實現(xiàn)預(yù)期的效果，僅僅依靠增加無線節(jié)點數(shù)量來增強信息傳輸效果，難度非常大。從上述分析可以看出，依靠現(xiàn)有的族譜資源及站址完成5G無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，依然面臨很大的難題。

3 5G無線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)建設(shè)難點的應(yīng)對策略

3.1 宏觀與微觀相結(jié)合

5G無線網(wǎng)絡(luò)相較于4G無線網(wǎng)絡(luò)其建設(shè)過程更加復(fù)雜，但在性能方面明顯超出4G無線網(wǎng)絡(luò)，所以為推動5G無線網(wǎng)絡(luò)更好的發(fā)展，在其建設(shè)過程中需采取科學(xué)合理的方法來有效解決上述難題。5G無線網(wǎng)絡(luò)是集多種先進(jìn)技術(shù)為一體的綜合性技術(shù)，多種先進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)在5G無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用，使得原始網(wǎng)絡(luò)覆蓋不完全的缺陷得到有效解決。對于居住社區(qū)，通過引用宏小區(qū)的構(gòu)造概念，可以將宏小區(qū)附近相鄰的微小區(qū)有效連接成一個整體，并且以宏基站為中心實現(xiàn)對整個小區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。這種宏觀與微觀的構(gòu)造方式，使得5G無線網(wǎng)絡(luò)的容量載體得到進(jìn)一步的拓展，將宏基站和微基站的兩個小區(qū)進(jìn)行資源整合，形成一個整體。在整個結(jié)構(gòu)構(gòu)造過程中，仍然要保障終端系統(tǒng)始終停留在小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)或在容量區(qū)域內(nèi)。

3.2 合理利用低頻資源

通過上面關(guān)于5G無線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)建設(shè)時的難點來看，這些關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用都會不同程度的改變系統(tǒng)的發(fā)射功率和天線數(shù)量，造成對系統(tǒng)終端結(jié)構(gòu)的制約，網(wǎng)絡(luò)覆蓋難以實現(xiàn)大規(guī)模的提升。并且5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用過程中最常見的頻率是中頻帶和低頻帶，而中低頻段在5G上行鏈路覆蓋頻率中不是最佳的選擇，它的使用會給上行鏈路設(shè)備終端天線數(shù)量和發(fā)射功率帶來負(fù)面影響，所以應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實際結(jié)構(gòu)對5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的頻段進(jìn)行相應(yīng)的選擇，只有這樣才能提升5G無線網(wǎng)絡(luò)的整體運行質(zhì)量。隨著5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展并逐步成熟，必將取代傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方式，成為推動經(jīng)濟和社會快速發(fā)展的通信技術(shù)。

3.3 合理建設(shè)容量小區(qū)

如前所述，5G系統(tǒng)比4G網(wǎng)絡(luò)更先進(jìn)。但與此同時，它也呈現(xiàn)出更復(fù)雜的特征。為了有效解決上述施工中的困難，合理的容量電池結(jié)構(gòu)是較為可行的措施。通過建設(shè)集中式小型微型基站，我國可以提高原始4G網(wǎng)絡(luò)基站的實際工作效率。具體地，在我國的各種居住社區(qū)中，可以適當(dāng)?shù)匾煤暧^社區(qū)的概念。

3.4 上下行解耦

除了上面提到的合理設(shè)計容量單元和重用低頻資源外，還建議執(zhí)行上行鏈路和下行鏈路解耦。如上所述，作為5G室外頻率的3.5GHz通常由于各種原因而受到限制。例如，由于發(fā)射功率或天線數(shù)量的原因，其終端通常無法實現(xiàn)相同的下行鏈路覆蓋范圍目標(biāo)。可以看出，選擇3.5GHz作為上行鏈路覆蓋頻率似乎并不理想。為了解決這個問題，我們可以放棄使用3.5GHz，而是選擇現(xiàn)有的頻率（例如1.8GHz或2.5GHz）作為上行鏈路覆蓋頻率。通常，與3.5GHz相比，1.8GHz可獲得約10dB的增益。它更接近下行鏈路覆蓋水平。這表明它是更優(yōu)選的。通過這種形式，上行鏈路和下行鏈路的解耦可以促進(jìn)5G無線網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展。

4 結(jié)束語

綜上所述，總體而言，與過去使用的2G，3G和4G網(wǎng)絡(luò)相比，5G網(wǎng)絡(luò)具有許多應(yīng)用優(yōu)勢，但是仍然存在許多需要有效解決的難題，需要我們繼續(xù)鉆研。但是隨著科技的發(fā)展創(chuàng)新，我們始終本著開拓進(jìn)取的精神深入探索，上述問題將得到很好的解決。提升我國5G通信能力，這對提高我國綜合國力以及提升我國國民的幸福指數(shù)都具有重要意義。