大型活動5G無線通信保障方案分析

阮家熙

摘要：5G網絡可支持大帶寬、低時延高可靠、海量機器類通信等典型業務，在5G發展初期預計視頻類業務的流量所占比重較高。隨著視頻高清化、短視頻業務主流化及直播全民化，4G網絡的室內覆蓋能力已無法滿足100Mbit/s以上的上行速率、20ms以內時延的室內業務要求。而在大型賽事活動現場，用戶密度極高，且5G視頻業務需求相比其他場景更高，因此對無線網絡規劃、設計與優化工作的要求也相應提高，運營商需要重點保障網絡高質量及高性能，確保業務承載能力，從而滿足用戶業務需求。

關鍵詞：5G無線;通信保障;方案

引言

5G，第五代移動通信比以往任何時候都更快，提供更短的連接延遲和更多4G網絡連接。在公共通信中，5G是在縣內以外的大面積建設后2-3年間建成的，允許5G環行交叉口。對于緊急通信應用程序，5G高速連接是可靠的，允許在遵守基本信息的同時在現場傳輸和處理更多的圖像和傳感器信息。

1、大型活動通信保障流程分析

大型活動通常體現了國家的綜合實力，其無線網絡通信保障工作一般需融合各類新興的5G業務應用，是一項技術難度高、方案復雜度高的系統工程。運營商需要確保網絡覆蓋范圍、容量及質量，在此基礎上制定應急調整預案，全流程中的每一環節都需要細化并落實。大型活動無線通信保障流程如圖1所示。在活動保障前，首先需要進行科學合理的業務預測，在明確覆蓋區域的前提下，通過用戶行為分析和用戶數預測，制定業務模型，從而完成業務容量規劃。其次，需要對網絡資源、網絡安全等進行評估，制定無線通信保障建設方案及優化方法。最后，大型賽事活動業務突發性高，因此對網絡中可能存在的風險制定應急方案不可或缺，以備在緊急情況下啟用。在活動進行中，需要進行無線網絡保障值守，網絡維護人員需實時監控網絡狀態，對于各類緊急事件進行排查處理。在活動結束后，一般要對臨時改動和調整的網絡參數進行恢復，使無線網絡回歸常態化運行。

2、大型活動網絡保障方案

2.15G邊緣計算在應急通信中應用

邊緣計算是以5G通信技術為重點的面向發展的技術之一。MEC的全名是多址計算，即多訪問邊緣計算，主要感謝是在移動基站中引入了業務平臺功能，使業務應用程序能夠在移動網絡邊緣部署。采用邊緣技術可以降低遠程站點的處理能力，減少傳輸需求，并通過減少數據傳輸路徑大大減少延遲。此外，MEC也能提升運算效能、降低復雜性、延長壽命、降低成本，并大幅提升運算效率，超越端點的處理能力。NFS和SDN概述在通信技術的發展中早已為人所知，直到實際應用于第五代移動通信。該技術允許對到達5G通信網控制轉發面的網絡進行分解、抽象和重組。5g通信網絡逐步提供對轉發功能的集中控制和分配。5g網絡體系結構為邊緣計算提供了分布式體系結構，可提高企業本地化的處理能力，提高網絡數據的處理能力，降低部分最終用戶的需求，并滿足低延遲、高流量和高安全性垂直行業網絡的需求。總之，通過持續計算內部數據和轉換本地應用程序處理，可以提高邊緣處理能力，減輕核心網絡負載，節省帶寬需求，滿足安全要求。

2.2業務承載與容量規劃

在大型賽事活動的通信保障中，無線網絡建設總體投資較大，為了降本增效，需要合理利用現有網絡資源，協同規劃業務承載方式，保證用戶業務服務體驗。其中，5G網絡主要承載高清視頻、AR/VR等對帶寬和時延要求較高的新業務;其他一些能夠在4G網絡中獲得滿意體驗的應用，仍由4G網絡承載。對于大型場館，應考慮以極限容量進行規劃，2G、4G、5G網絡硬件一次部署，軟件根據場館舉辦賽事的實際需求進行靈活配置，既能夠保障網絡覆蓋范圍、容量和質量，又可以提升資源利用率。5G容量規劃需要結合4G網絡負荷、5G業務發展預測等因素。進行容量需求估算時，應重點考慮用戶數預測、市場占有率、終端滲透率和業務保障速率等指標。

2.3衛星技術與5G應急通信結合

5G與衛星技術相結合是可能的：（1）用于5G傳輸的衛星通信;（2）用于5G傳輸信息的衛星通信。應急通信情景往往面臨惡劣條件和設備不足。當泥流、火災、強震、洪水、地雷和自然災害等突發事件導致地面網絡暫時中斷、基礎設施普遍遭到破壞或邊遠地區原有通信設施遭到破壞時，空間衛星通信尤為出色。在此應用場景中，衛星/5G可靠地工作，滿足了各個工作隊和應急用戶的基本語音和數據要求。5g應急通信的主要通信方式之一是能夠實施5g應急網絡作為網絡召回。5G較高的峰值速度要求返回網絡的要求較高，近年來急劇上升。隨著高頻率筆記本電腦的日益普及，可在保持高帶寬的同時顯著降低設備體積。

2.4高容量保障方案

大型活動業務需求突發性強，具有潮汐效應，觀看類活動直播、轉播、AR/VR沉浸式體驗等業務較多，上行業務需求非常強勁，且干擾嚴重，需重點考慮容量保障方案，可以綜合考慮C-RAN、超高頻率復用、室內外協同頻率規劃、載波池等功能協同應用。其中，大型活動采用C-RAN組網具有較多優勢。采用室內外BBU集中的C-RAN組網可以在一定程度上緩解室內外同頻干擾，同時站間動態調度、載波資源共享功能也可以借助C-RAN組網獲得增益，節省載波資源，提高投資利用率。C-RAN集中機房為MEC/UPF下沉提供了最佳部署位置，大型賽事的實時直播、高運算、低時延需求更容易借助C-RAN實現MEC邊緣云部署。此外，有利于引入協作化技術CoMP，提升小區邊緣速率。

3、5G無線通信系統網絡安全保障措施

5G無線通信系統的網絡安全還需要重點構建相應的安全體系結構，這需要更好地融入5G無線通信系統的網絡，以避免因采用以前的安全模式而造成的安全漏洞。在制定安全體系結構時，往往需要考慮一個全面徹底的過程，這需要各種方面，例如建立安全參數、應用程序、接入點和應用程序密鑰，以確保安全體系結構更適合于整個5G無線網絡應用。當然，要為5G無線網絡建立良好的網絡安全體系結構，就需要一個明確、整體的體系結構來控制安全功能的實現，避免每個環路出現較大的偏差，并提高整體安全性。

結束語

大型賽事活動雖然場地受限，用戶數量相對固定，但5G多種業務場景同時存在，流量熱點呈波動分布，對于網絡規劃有更精細、更嚴格的要求。大型活動是5G室內覆蓋場景高業務的集中體現，無線網絡保障方案需在業務預測、頻率規劃、容量規劃、設備選型、組網方案、應急預案等多方面協同考慮，從而實現網絡高容量、高可靠性，確保用戶良好的業務體驗。

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