5G通信技術建設與施工中的難點及解決方案

孫廣新，萬文娟

（中國移動通信集團 內蒙古有限公司，內蒙古 呼和浩特 010000）

0 引 言

隨著當今社會經濟與科學技術的協同發展，人們工作和生活中的網絡通信技術需求也在不斷提升。因此，只有不斷更新和升級網絡通信技術，才能順應時代潮流，滿足人們實際的網絡通信應用需求。5G通信技術就是在4G通信技術基礎上進行大幅度升級與改進得到的，相較于4G通信技術，5G通信技術在傳輸速度與安全性等方面都實現了顯著提升。但是從建設和施工的角度來看，該技術依然存在一定的難點需要改進。因此，在具體的5G通信技術建設施工中，技術人員一定要加強對其難點的分析，通過合理的技術方案來進行改進，從而促進5G通信技術的良好應用與發展。

1 5G通信技術及其特征

5G通信技術是在傳統4G通信技術基礎上升級改造得到的，相較于傳統的3G技術和4G技術，5G技術的覆蓋范圍更廣、傳輸速度更快且安全性更高。5G通信技術的主要特征有3個，一是非常高的頻譜利用率，二是更好的網絡通信性能，三是更低的功耗[1]。

1.1 頻率利用率顯著提升

在5G通信技術的發展過程中，其高頻帶頻譜資源已經覆蓋了越來越廣闊的區域。雖然高頻無線電波在應用過程中依然會在某些方面存在一定程度的障礙，但是光無線網絡等的應用并不會受到影響。在整個無線通信范圍內，網絡終端與設備端之間往往存在諸多干擾點，數據的同頻同時有效傳輸較為困難。而5G雙工技術可以顯著提升其頻譜利用率，同時實現了通信技術和信號裝置技術的有效結合，以此來獲取最佳信號[2]。

1.2 通信性能進一步增強

在傳統的通信系統中，信息數據的有效傳播主要借助翻譯和解碼的形式來實現。但是在5G通信技術的應用中，其信息數據的主要傳輸方式是多天線與多點之間的協作傳輸，在此過程中5G通信技術也可以實現通信用戶和通信位置的逐點突破，從而有效提升網絡通信性能。

1.3 功耗顯著降低

5G通信技術對LTE協議等進行了合理優化，通常情況下eMTC主要基于蜂窩網絡進行部署，其覆蓋范圍內的用戶可以根據自身的實際需求設定基帶，設備所支持的頻率通常在1.4 MHz以內，只有在這樣的條件下才可以直接訪問LTE網絡[3]。eMTC所支持的上下行鏈路速率峰值可以達到1Mb/s。將NB-IoT應用到蜂窩網絡中，其帶寬消耗僅為180 kHz左右，可在一定條件下進行GSM網絡、LTE網絡以及UMTS網絡的設置，以此來降低功耗并最大限度減少網絡部署成本[4]。蜂窩網絡架構如圖1所示。

圖1 蜂窩網絡架構示意圖

2 5G通信網絡技術在建設和施工中的主要難點分析

2.1 基站的規劃具有一定難度

就目前5G通信技術的發展來看，該技術將與3G和4G技術長期共存，且未來可能會需要越來越多的網絡天線，這就增加了其基站處理增益，同時也會嚴重消耗基站負荷，并進一步增加無線網絡傳輸端口位置的接入設施建設需求[5]。此外，隨著5G通信數據傳輸頻率的不斷提高，數據傳輸將會以多種模式共存，這樣會弱化基站的總體覆蓋面積，讓5G通信基站的選址更加困難。

2.2 上行覆蓋受到限制

根據相關規定，5G通信技術在外部環境中的應用頻段主要有3 400～3 600 MHz和4 800～5 000 MHz兩種[6]。通過各個頻段的對比可以發現，相較于2.6 GHz頻段，3.5 GHz頻段的衰減會高出4 dB，以此為基礎的5G通信技術下行終端可以通過增大數據發送功率或是增多天線來有效滿足4G技術等的覆蓋需求。但與此同時，5G通信技術的上行終端會在信息發送功率和天線數量方面受到一定約束。因此，若要讓5G技術的上行覆蓋范圍和4G技術相同，就需要進一步增加基站站點。4G基站的距離大約是300 m，這時如果繼續在兩者中間增加基站，不僅存在較大難度，且需要耗費大量資金和人力。

2.3 資源協調度更加復雜

為進一步提升5G系統容量，需在其發展過程中不斷建設微模式基站，且每一個微模式基站之間的距離應控制在10 m左右，這樣便可以在一個約束范圍內將更多層次且更加密集的無線網絡數據接入到網絡中[7]。但是在這些網絡數據的接入過程中也存在一些問題，比如這些數據會降低應用者本身的移動管理性能，微模式基站的海量部署也會讓大量應用者面臨微模式基站頻繁切換的問題。同時，由于大規模節點之間的數據信息在通量和通信協議方面存在一定程度的干擾，因此這也將成為5G通信技術建設和施工過程中的一項制約因素，在很大程度上增加5G建設和施工的難度。

3 5G通信技術建設和施工中典型難點的應對策略分析

3.1 科學應用分布式基站模式

在規劃5G通信基站站址時，可通過分布式模式對其科學劃分，如圖2所示。分布式基站模式主要的優勢是可以最大限度降低實際機房數量在網絡發展過程中形成的制約。通過分布式基站模式建設5G通信基站時要對DU集中模式做出相應的處理，這時需要在面板或是對應的支撐桿件上進行AAU遠端的設置，進而有效降低網絡管理中的協調難度[8]。在規劃5G通信基站的過程中，技術人員應始終遵循資源共享的網絡發展原則，最大限度避免資源浪費，不斷提升資源的利用率，以滿足當今5G通信網絡基站的建設與5G通信技術的發展需求。

圖2 分布式基站模式示意圖

3.2 合理應用上下行覆蓋頻率

根據5G通信技術白皮書中給出的相關信息，未來5G通信技術的連接密度將會超過每平方公里百萬用戶，這是傳統4G通信技術連接密度的10倍以上。在5G通信技術的應用過程中，3.5 GHz屬于外部頻率范疇，因為天線數量和數據傳輸功率等的限制，所以具體應用中3.5 GHz覆蓋范圍無法等同于下行范圍，將其用作上行覆蓋頻率并不是最佳選擇[9]。基于此，在具體的5G通信技術建設和施工過程中綜合考慮各種影響因素，可以將1.8 GHz或2.5 GHz這兩個頻段用作上行覆蓋頻率。與3.5 GHz相比，1.8 GHz頻段與下行覆蓋范圍的整體水平更加接近，該頻段在同等條件下所獲得到的增益大約可以達到10 dB，因此在具體建設和施工中可以將這一頻段用作下行頻段的重要備選項。

3.3 合理重耕低頻資源

當前5G通信網絡建設和施工過程中主要的網絡搭建結構為星型拓撲結構，在具體建設和施工中不需要借助中間階段對數據信息進行轉接處理，可以直接對數據信息進行有效傳輸，以此來提升數據傳輸的便捷性。與傳統形式的移動通信網絡拓撲結構相比，這種星型網絡拓撲結構形式可以進一步擴大網絡傳輸的整體覆蓋范圍，并顯著提升傳輸質量。隨著5G通信技術的不斷發展，我國的3大運營商都開始考慮實施2G和3G的退網。根據我國移動通信網絡目前的發展情況，1 800 MHz頻段已實現了全部翻頻，在這樣的情況下傳統的2G網絡和3G網絡將會全部退出移動通信網絡整體規劃，而低頻資源的合理重耕會為5G通信技術的建設和施工帶來極大便利[10]。

4 結 論

在對5G通信網絡進行建設和施工的過程中，技術人員一定要全面明確5G技術的主要特征，并對建設施工中面臨的典型問題進行分析，然后將其作為依據研究相應的解決措施，從而提升5G通信技術的建設施工質量，并促進其良好應用與發展。