智慧城市中5G移動通信網絡規劃探索

王鵬

【摘要】? ? 5G移動通信以其速率高、延遲小、互聯強、容量大等優勢成為智慧城市“神經系統”的首要之選，合理進行網絡規劃成為智慧城市建設中的重要課題。為加快智慧城市建設步伐，本文對智慧城市中5G移動通信網絡規劃問題進行了研究探索，簡要闡述了5G移動通信網絡的需求及其定位，提出網絡規劃建議，以供參考。

【關鍵詞】? ? 智慧城市? ? 5G移動通信? ? 網絡規劃

引言：

隨著“數字中國”浪潮的不斷激蕩，以“創新、協調、綠色、開放、共享”為特征的智慧城市已成為城市發展新趨勢，它的出現對于提升城市資源利用、優化城市管理服務、緩解“大城市病”有著重要意義。5G移動通信技術以其傳輸速率高、網絡容量大、功耗延時低、可實現萬物互聯等特點，成為智慧城市“神經系統”的不二之選。對5G移動通信網絡規劃方案的合理制定，就成為當前我國通信業的一項重要研究課題。

一、智慧城市概述

智慧城市融合了5G移動通信、物聯網、云計算、大數據管理等新興技術，真正意義上實現了全面透徹感知、實時高效反饋和創新開放共享。它拆除了城市基礎設施、政務、交通、給排水與能源等城市子系統之間的壁壘，實現了系統之間的協同運作，建立了互聯互通的城市宏觀大系統。

智慧城市的主要內涵可以概括為管理信息化、生活舒適化、發展可持續化三方面。它依托移動通信網絡、物聯網、云計算等技術，將各城市子系統集成互聯，統一對各類數據信息進行分析處理，實現了管理信息化;它能夠實時收集各項數據，快速智能做出反應，實現了生活舒適化，例如，城市智能交通系統可實時向駕駛員傳遞路況信息，同時動態調整交通信號燈等設備的運行模式和信號切換時間，協調車、路、人三者關系，有效緩解道路擁堵;它充分整合、挖掘了各類資源，對其進行精細化、集約化、智能化管理，降低了資源消耗，實現了發展可持續化。

二、5G移動通信網絡的需求及定位

2.1網絡需求

目前，在城市運行和居民日常生活中，數據總量呈爆炸式增長，對通信網絡的技術參數提出了更加嚴苛的要求。而傳統4G蜂窩移動通信技術受限于自身短板，無論傳輸速度、網絡容量還是網絡延遲都難以滿足智慧城市的建設、運行與發展需求。

同時，4G通信的潛在價值已得到充分挖掘，很難繼續為城市發展注入新的活力。因此，構建、普及5G網絡勢在必行。

2.2網絡定位

正確認識優勢，找準定位，方能充分挖掘5G移動通信網絡的應用價值。從我國智慧城市早期發展情況來看，雖然政務、交通管理、基礎設施等系統之間保持了良好的協作銜接狀態，但是由于4G無線網絡的容量較小，導致智慧城市的溝通對象范圍較小、輻射覆蓋存在盲區，再加上網絡的傳輸速率較低、延遲較大，服務在精細化、實時性上還不甚理想。

因此，在智慧城市的建設發展中，應將5G移動通信網絡定位為：憑借5G蜂窩通信技術的延遲水平低、頻譜效率大、流量密度與連接數密度高、總容量大、連續廣域覆蓋等特征，進一步擴大智慧城市網絡通信系統的覆蓋范圍，以達到向絕大多數甚至全體市民提供定制化、個性化通信服務的目的;同時，通過5G移動通信網絡將大量基礎設施、移動設備、固定設備進行連接，形成穩定、大范圍、廣區域的物聯網，做到萬物互聯。

三、對于智慧城市中5G移動通信網絡規劃的建議

3.1構建基于核心+中心的立體化分區制網絡

5G移動通信網絡可選擇基于核心+中心的立體化分區制網絡，它基于網絡架構和信息中心，采用分層分析法，從三個平面（轉發、控制以及接入平面）同時著手。其中，轉發平面優化了數據轉發性能，確保了路由運行的靈活性，實現了網絡的低時延、大容量、均負載。控制平面重構了網絡功能，實現了控制功能集成化，還可按需對網絡資源進行全局調度，有效協調了各無線資源的關系。接入平面融合了多種無線接入技術（RAT），通過通信基站、射頻卡片等組成分布式或集中式微型網絡群，將各類設備納入到5G移動通信網絡當中，擴大了可溝通對象范圍。此種立體化分區制網絡體系，既有核心網絡架構和信息整合收集處理中心，同時還在區域內構建起大量的微型網絡，并且能夠根據不同應用場景選擇家庭基站、宏站等多種方式，具有較強的交互能力和良好的靈活性與適應性。

3.2構建海綿型網絡

為保證智慧城市的平穩運行，應對各項突發需求，避免可能出現業務不均衡、局部區域資源消耗過大等問題，可選擇構建海綿型5G移動通信網絡，對網絡容量配置進行共享化以及虛擬化處理，以此來取代傳統的網絡容量靜態配置方式。通過對各網絡服務區域進行功能再裝填，改善通信網絡調度算法的準確性及均衡性，以便在面對突發需求時，可以根據實時運行情況對各地區資源配置方案進行調整調度，平衡穩定各地區資源實時消耗，避免出現通信網絡業務不均衡問題。

3.3網絡規劃緊密要與城市功能緊密結合

1.與城市總體規劃緊密結合。隨著城市智慧化進程的不斷加快，城市總體規劃和5G移動通信網絡規劃之間的聯系程度將會不斷提高，移動通信網絡在城市信息化管理與服務中的地位也將會愈發重要。為實現移動通信網絡城市“神經系統”功能，在制定5G移動通信網絡規劃方案時，要以該地區智慧城市的總體規劃方案為主要依據，在其基礎上精準合理布局通信基站等設施，有針對性完善彌補智慧城市建設與運行過程中所存在的不足。

2.與政務系統緊密結合。在抗疫期間，部分城市在政務系統中開通“抗疫物資預約功能”，向居民定額發放口罩、消毒液等重要抗疫物資。但由于這類政務服務事項具有短期超高頻等特征，導致城市政務系統時常出現癱瘓停擺現象，難以滿足海量用戶的極限需求，此外，部分機構疫情信息共享不到位、信息無法快速疊加、無法開展主動式精確追蹤等問題也時有發生。這就需要在5G移動通信網絡規劃方案中，優先將重要部門信息化系統接入至移動通信網絡中，并做好網絡資源分配，確保疫情等“黑天鵝”事件發生時，能夠提供及時、準確、高效的政務服務。

3.4網絡規劃要與人口規模相匹配

在智慧城市發展過程中，城市人口總量與5G移動通信網絡用戶數量二者有著較為緊密的隱性聯系，移動通信網絡的活躍用戶數量隨著人口總量的變化而變化。因此，在制定5G移動通信網絡規劃方案時，必須著重考慮人口總量、了解人口分布、準確預測變化趨勢，在其基礎上確定網絡總規模、網絡總容量以及各地區分布式通信基站密度，實現網絡規模與人口規模相匹配。若網絡規模過大，則會導致成本過高，造成不必的資源浪費;若網絡規模無法滿足使用需求，則將難以保證通信網絡的穩定運行。因此，工作人員需要提前對所處城市地區做好人口普查，預測發展趨勢，為5G移動通信網絡規劃方案的制定提供參考。

此外，為進一步擴大5G移動通信網絡覆蓋范圍，實現智慧城市由城市中心區域向轄區內鄉鎮地區延伸，企業可選擇在5G移動通信網絡規劃方案中引入5G網絡試點機制，在鄉鎮地區、人口集中分布地區設置5G網絡試點，推進農村智慧化進程。

3.5網絡規劃要將安全作為重中之重

信息時代使信息交流變得更為便捷，與此同時，信息交流數字化、網絡化帶來的安全風險也不容忽視。由于移動通信網絡中存在大量用戶隱私數據，部分不法分子便會選擇對網絡進行惡意攻擊、入侵，通過截取用戶隱私來獲取不當得利。因此，在智慧城市中規劃5G移動通信網絡時，務必要將網絡安全問題作為重中之重，綜合采取各項安全防護技術措施，將保護機制貫穿于信息產生、傳輸、處理、儲存等全過程，始終保證5G移動通信網絡安全運行。

結合我國部分城市5G移動通信網絡建設經驗，常用的網絡安全防護措施包括：第一，在網絡結構中構建可視化動態監控體系，對網絡運行情況進行實時監控檢測，及時發現異常、迅速鎖定漏洞、快速解決隱患;第二，應用多網合一技術，既可以滿足不同用戶的通信需求，提供多元化的優質通信服務，同時，還可以構建起安全的信息生活環境;第三，在移動通信網絡中設置數據資源支撐系統，遵循“集約統籌”原則構建5G移動通信網絡基礎體系。

四、結語

綜上所述，當前5G移動通信網絡正處于起步階段，在網絡建設、技術應用等方面仍面臨著諸多問題。因此，必須樹立起正確的通信網絡規劃思路，根據智慧城市實際需求，科學制定5G移動通信網絡規劃方案，加快城市智慧化發展。

參? 考? 文? 獻

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