5G無線網絡技術建設難點及應對策略

吳志昊

中電科普天科技股份有限公司 廣東 廣州 510310

引言

5G無線網絡技術作為第5代通信技術，其在通信速度、網絡覆蓋面、信息延遲、容量等方面具有更大的優勢。伴隨現代大數據、智能、物聯網等技術對無線通信網絡的高要求，已經得到大范圍普及的4G、3G無線網絡已經無法滿足實際的需求。同時，我國在5G無線網絡的研究、建設方面位于世界領先地位，在大力提升5G無線網絡普及度的過程中，其帶來的便利已經得到用戶的廣泛認可。但總體而言，由于5G無線網絡在建設過程中的成本、技術、資源等問題，導致其的覆蓋率提升依然面臨較多的阻礙，對此需要對其的特點進行充分研究，并在此基礎上針對難點解決相關的問題，從而有效提升5G無線網絡的覆蓋率，使整個社會都能夠享受5G無線網絡帶來的技術福利。

1 5G無線網絡技術

首先，作為第5代通信技術，5G無線網絡解決了4G、3G無線網絡中干擾大、容量小、協同難度較大問題。在帶來技術、性能、功能全面提升的同時，5G無線網絡的可控性、可統籌性，使其在現代社會建設的過程中具有極強的應用價值。其在接入網絡的過程中，改變原有的BBU功能，并主要使用CU和DU確保各項基站信息得以準確顯示，在管理的過程中，可以根據相關的信息分配網絡資源，從而進一步提升5G無線網絡的靈活度[1]。

其次，采用MIMO技術的輸入輸出方法，對于提升無線網絡的通訊質量具有重要的意義。雖然該技術已經在4G網絡中得到較為廣泛的應用，但其的應用深度依然有限。而5G無線網絡對該技術進行了進一步的嚴格要求。將4G網絡的8天線通道進一步擴大，從而有效提升無線網絡的容量，使5G無線網絡能夠全面覆蓋遠近端小區。此外，在采用UDN技術的情況下，進一步縮短了基站之間的距離，雖然會使基站數量大規模增加，從而增加基站建設成本。但是各個基站之間的協作變得更加和諧、穩定，從而為5G通信網絡的通訊質量提供了可靠的保障。在此基礎上，提升對空間利用率的同時，還可以進一步增加無線通信頻率的重復利用效果[2]。而在5G多址技術、MUSA、D2D等技術的支持下，5G無線網絡可靠性、通訊效率都得到有效保障。但同時，在實際建設的過程中，由于這些新興技術的應用，也導致了相關問題的產生。因此需要對其進行充分研究，以確保5G無線網絡建設對我國社會發展、經濟增速所帶來的積極作用。

2 5G無線網絡技術建設難點

2.1 超密度異構網絡

超密度異構網絡是5G無線網絡技術建設的首要難點，由于現代智能技術、物聯網技術、大數據等技術的發展，對5G無線網絡的要求更加多樣化、多元化，要求5G無線網絡能夠提供綜合通訊服務的同時，還需要進一步提升服務的范圍。在此過程中，現有的4G無線網絡容量已經無法滿足現代社會的多方面需求。為此，多數小區的通訊基站建設，在增加容量的過程中，采用減少覆蓋面積、提升基站數量的方式來增加無線網絡節點。這種方式在增加5G無線網絡基站密集度的同時，有效拓展了5G無線網絡的網絡容量。同時，有別于低頻段網絡，5G無線網絡基站多采用低功率、更密集、數量更多的通訊節點形成超密度異構網絡。這種方式在增加5G無線網絡可靠性的同時，也增加了技術應用的難度[3]。現階段來講，超密度異構網絡在我國5G通信網絡的建設過程中，技術應用依然不是很成熟，因此會遇到各種各樣的問題，也是5G無線網絡提升覆蓋率的過程中急需解決的首要問題。

2.2 上行覆蓋的限制

根據我國工信部對無線網絡的規定中可以看到，5G無線網絡的覆蓋過程中需要進一步加強對低頻段的重視。對低頻段網絡資源進行整合，才能有效節省在5G無線網絡建設過程中花費的成本。但是低頻段的網絡存在上行覆蓋的工作限制，導致5G無線網絡在取代4G的過程中存在技術上的困難。例如我國現階段對中低頻段的利用主要為3.6GHz、3.5GHz，而中國聯通、電信等運營商低頻段資源有限，在5G網絡覆蓋的過程中存在一定的網絡連接困難。而我國前期4G網絡的主導地位，使5G網絡不能輕易取代4G網絡，并使用其低頻資源，從而導致5G無線網絡建設遇到困難。

2.3 建設資源協調

5G無線網絡在建設的過程中，建設資源的協調變得越來越復雜。由于5G無線網絡主要采用低耗、低頻段、高數量的小微型基站，并伴隨基站數量的提升，傳輸的速度、時延都會得到有效改善，在滿足5G無線網絡對容量需求的同時，可以進一步提升信息傳輸的速度。而現階段5G無線網絡相比于4G網絡，可以提升幾倍到幾十倍的速度提升。但是這種高密集度的建設，很容易帶來建設資源的協調，在協調相關資源的過程中很容易產生糾紛和沖突。而在5G基站數量、功率成倍提升的過程中，5G無線網絡的建設、維護成本也會成倍增加，從而導致建設資源協調困難，以及建設成本增加的問題出現，對于5G無線網絡的有效建設帶來不良的影響[4]。

2.4 低頻段的發展限制

現階段，我國5G無線網絡最常用的低頻段3.5GHz，其頻率只有200MHz。導致在5G無線網絡建設的過程中，移動、聯通、電信三家通信服務商需要平均分配相關的資源。而每個企業只能獲得70MHz不到的頻段資源，其他的低頻段同樣如此，資源的限制對于5G無線網絡技術的建設帶來了較大的影響。也因此，現階段我國的5G無線網絡與4G無線網絡還需要長期共存一段時間，要想完全取代4G無線網絡，還需要解決在低頻段資源、建設資源、上行覆蓋等方面存在的問題。

3 5G無線網絡技術建設難點的應對策略

3.1 宏基站與微基站的資源整合

5G無線網絡技術由于其采用超密度異構網絡結構，在建設的過程中需要考慮更加復雜的建設情況。雖然在性能方面具有更高的優勢，但在推動5G無線網絡建設的過程中，還需要采取有效的措施來解決超密度異構網絡所帶來的影響[5]。首先，由于5G無線網絡基站在建設的過程中，還需要一系列的配套技術改善傳統網絡存在的缺陷問題。因此，在建設5G無線網絡微機站的過程中，需要充分考慮各個小區的網絡覆蓋，在聯系各個小區，將其有效進行整體化、宏觀結合的過程中，使微基站能夠進行有效的資源整合，從而形成宏基小區。并在建設的過程中需要進一步確保小區整體的構造、5G無線網絡的覆蓋、通訊的保障終端系統必須位于宏基站的覆蓋范圍內，從而確保5G無線網絡建設的有效實現。

3.2 上下行鏈路的解耦處理

5G無線網絡作為第5代通信技術，相對于3G、4G具有明顯的技術優勢，同時也有更高的復雜度。在充分拓展5G無線網絡基站的同時，還需要進一步展開上下行鏈路的解耦。一方面，由于我國工信部對室外5G無線網絡的頻率要求在3.5GHz，由于天線、網格發射功率、天線數量等客觀因素的影響，5G無線終端很難對下行鏈路進行全面的覆蓋。從而導致3.5GHz作為上行鏈路時，很難取得良好的覆蓋效果。另一方面，為了進一步確保覆蓋效果的提升，并在此基礎上有效拓展5G無線網絡的容量，還可以采用1.8GHz或者2.5GHz作為上行鏈路頻率，利用其在下行鏈路較為接近的優勢，并利用其較為完善的通訊基礎設施建設有效提升5G無線網絡的覆蓋率，并在頻率轉變的過程中，提升上下行鏈路解耦的效果，從而確保5G無線網絡的覆蓋率得到有效提升。

3.3 容量小區的合理建設與規劃

為了充分發揮5G無線網絡技術在日常生活工作中的技術優勢，在容量小區的建設過程中需要進行合理的規劃和布局。一方面，需要根據5G無線網絡的核心技術類別，對其在周邊小區所帶來的影響、發展形勢進行分析，明確建設目標、建設內容，在確保5G無線網絡安全性、通訊效果的同時，還需要全面發揮 5G無線網絡技術的推動作用，為覆蓋范圍內的居民提供工作、生活上的便利。另一方面，則需要充分發揮高密度覆蓋的重要作用，改善5G無線網絡基站的體積、功耗，提升其性能的同時，多個運營商還應當聯合展開共建，共同展開傳統4G設備的更換或者升級，在實現混模的同時，提升已有設備的利用效率。并在此基礎上，多個運營商的合作可以有效節省5G無線網絡配套設施的建設成本和維護成本。在展開針對性網絡布局建設的同時，使布局更加合理化、基站分布更加科學化[6]。此外，在基礎設施建設的過程中，還需要針對不同地區的5G網絡使用需求，對基礎設施的建設進行有效的方案優化。不但需要確保基礎設施建設周邊不存在過多的干擾因素，還需要確保基礎設施建設能夠為該區域用戶信號的穩定提供便利。同時，還需要對不同容量小區中對5G無線網絡有影響的不利因素進行及時處理，從而完善5G無線網絡的全面建設。

3.4 低頻段資源的充分使用

5G無線網絡在建設的過程中，天線的數量、發射功率、終端結構都會對建設效果帶來較大的影響。由于5G無線網絡主要使用低頻段展開信息傳輸，其與上行鏈路的匹配度較低，從而帶來相應的不良影響。為此，運營商在建設5G無線網絡低頻段資源的過程中，還需要根據已有的網絡頻段資源合理利用已有的頻段，并在此基礎上對5G無線網絡頻段進行有效的完善，從而提升5G網絡整體的建設質量。同時，為了確保5G無線網絡能夠逐步取代傳統的4G網絡，還需要循序漸進的推動5G無線網絡的改革。并在此基礎上，在原有的基站地點上，對低頻段資源進行有效的完善，合理利用、整合頻段資源，使其滿足5G無線網絡建設的需求，并在此基礎上新增相關的低頻段設備，對已有的低頻段資源進行整合，使其能夠為5G無線網絡的建設提供良好的基礎，并有效降低建設的成本。

3.5 加強5G無線網絡的后期管理

首先，5G無線網絡的覆蓋過程中應當進一步加強對其的后期管理，明確5G無線網絡作為公共通信設施的作用。網絡運營商、政府部門、相關企業需要共同展開對5G無線網絡設備的日常管理與維護，明確各自的分工、責任，從而充分協調5G無線網絡資源的使用，并對其進行有效的維護；其次，應當將無線網絡設備的建設納入到政府部門的督查工作中，積極推進5G無線網絡建設的同時，通過有效的考核監督以及相應的政策鼓勵，確保5G無線網絡建設得以有效的實施。此外，針對破壞5G無線網絡設備的現象，應當建立明確的懲罰追責制度，積極宣傳5G無線網絡設備重要性的同時，還需要懲治相關的違法現象，以確保5G無線網絡的建設得以順利展開。

4 結束語

5G無線網絡技術作為第5代通信技術，其在容量、傳輸速度、延遲等各方面具有較大的優勢，可以進一步滿足新技術對通信網絡的高要求。但同時，新的技術應用意味著技術會帶來更多的建設難點，為此需要對相關技術進行深入的研究，解決相關的困難，充分發揮5G無線網絡技術的優勢，保障其通訊效果，使其對我國社會的發展和建設提供可靠的通訊保障。