5G 技術對移動通信網絡建設的影響及應用

梁 妤

（中國聯(lián)合網絡通信有限公司貴陽市分公司，貴州 貴陽 550002）

0 引 言

在信息技術快速發(fā)展的背景下，5G 技術的推廣離不開通信網絡建設，通過轉變以往單一的技術應用模式，大大提高了移動通信網絡的整體效率。目前，5G 網絡建設中面臨著基站數量增加、電力損耗增加等問題，不利于5G 技術的推廣和應用，同時影響了用戶的使用體驗，對于通信產業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新帶來了一定約束。為有效提高5G 技術的應用效果，需要了解5G 技術推廣應用的現狀和存在的問題，持續(xù)改進通信網絡建設模式，借助技術融合與網絡制式的優(yōu)化來滿足通信行業(yè)的發(fā)展需求。

1 5G 技術的特點

5G 技術指的是第5 代移動通信技術，相較于4G技術來說，在網絡數據傳輸效率和網絡系統(tǒng)容量等方面有了明顯提升。5G 技術的峰值速率更高，可以滿足網絡大數據的傳輸要求，不同空間的網絡接口延遲都能控制在1 ms 以內，滿足了物聯(lián)網通信需求。其網絡容量高、網絡移動性強，用戶滿意度也非常高，利用網絡流量和連接方案的調整能夠提供更高速率的網絡服務。在移動通信網絡建設中，通過局域網網關更新可以滿足城市對移動數據的需求，提升數據傳輸效率。

2 5G 技術對移動通信網絡建設的影響

2.1 對核心網建設的影響

移動通信網絡建設中，核心網的主要構成為路由器，而5G 技術對于路由器的要求更加嚴格。5G 移動通信網絡對于核心網的計算速率有著更高的要求，需要達到1 Gb/s 的傳輸速率。在移動通信核心網建設過程中，需要考慮5G 技術的傳輸需求，在做到數據高效傳輸的基礎上規(guī)避網絡堵塞問題同時要滿足高品質視頻等用戶需求[1]。

2.2 對接入網建設的影響

在5G 技術的支持下，接入網的傳輸速度明顯提高，但5G 屬于短波技術，可能會被距離因素制約，因此需要增加基站建設數量。同時，這也代表著需要在4G 基站的基礎上再次提升網絡速度，需要考慮基站的網絡承受能力。軟件定義網絡（Software Defined Network，SDN）與網絡功能虛擬化（Network Functions Virtualization，NFV）可以對5G 系統(tǒng)框架形成理想的穩(wěn)定效果，但這2 項技術實際上仍未做到完全意義上的同步，如果能夠實現對稱互補，則可以大大提高網絡彈性。SDN 技術與NFV 技術的不斷發(fā)展能夠為5G 網絡運行節(jié)約一定的成本投資，提高利潤空間，因此這2 項技術成為影響運營企業(yè)盈利與消費者體驗的重點[2]。此外，5G 接入網建設對于配套設備的要求也變得更高，設備具有邊緣化的趨勢，如圖1 所示。

圖1 設備邊緣化

2.3 對業(yè)務網建設的影響

隨著5G 技術的不斷推廣，衍生出了各種各樣的新生業(yè)務需求，這對移動通信網絡建設帶來了一定壓力。業(yè)務網的建設需要兼顧用戶對網絡數據傳輸效率的需求，若想實現大規(guī)模數據的傳輸，讓客戶在更短的時間內對接業(yè)務網，就需要保證服務的及時性。物聯(lián)網的發(fā)展離不開5G 技術的支持，通過5G 技術的參與才能達到物與物之間數據的傳輸，在通信網絡建設中也需要考慮與其他種類通信設備的對接問題[3]。在這一背景下，5G 技術下的通信網絡更加依賴以5G技術為中心的手機設備，為避免資源浪費等問題，還需要考慮傳統(tǒng)手機功能的設計，這不僅會提高運營商壓力，同時對于5G 基站的設備耗電也是一項考驗。

2.4 對基站建設的影響

在4G移動通信環(huán)境下，網絡服務穩(wěn)定性相對較差，人們日常生活中的很多網絡需求難以得到滿足，甚至對日常的觀影體驗和游戲體驗帶來了影響。人們對于網絡速度的需求一直在提高，特別是在智能手機性能逐漸過剩的情況下，從用戶需求的角度出發(fā)，通信網絡建設需要考慮數據傳輸穩(wěn)定性、保真性、低時延等，只有這樣才能滿足人們的日常生活需求。雖然5G 頻段資源充裕，但是數據傳輸距離的限制，對于基站的要求更高，基站數量不足則是目前面臨的重要問題。在4G 基站的基礎上合理增設5G 基站，確保5G 短距離通信不會受到影響，降低衰減問題。為達到這一目標，需要在提升既有基站性能的同時，將新建基站轉移到對應的社區(qū)，從而提高數據短距離傳輸的穩(wěn)定性和低延時性。

在4G 時代，我國對于通信網絡建設的投入力度非常大，基站的大規(guī)模覆蓋基本滿足了人們的網絡通信需求。5G 技術下的網速最高能夠達到10 Gb/s，與4G 技術相比是一次質的飛躍，但現有的基站難以支持如此龐大的數據傳輸，并且已經建成的基站若直接拆除則面臨嚴重的資源浪費問題，只能選擇進行升級。在現有基站無法拆除、新基站又難以落地的情況下，微型基站將成為一個有效的解決辦法，可以將其設置在各個社區(qū)，作為傳統(tǒng)基站的補充[4-6]。

對于移動通信基站是否會對人們的生活產生影響，反響最大的便是輻射問題，但實際上4G 基站的輻射量并不會對人們的日常生活帶來任何影響。通過社區(qū)基站和街邊基站的建設，可以改善基站信號不足的問題。現有的耦合器、功分器等設備難以滿足5G技術高頻傳輸的需求，未來通信網絡建設中需要再加入一批能夠滿足5G 數據傳輸需求的設備。

3 移動通信網絡建設中的5G 關鍵技術應用

3.1 SDN 與NFV 技術

在云計算服務和3 網融合產業(yè)的發(fā)展下，5G 移動通信網絡在安全性與拓展性方面進行了技術規(guī)劃。SDN 與NFV 是5G 移動通信網絡建設中的全新構架，能夠更好地實現數據分離，推動5G 技術的發(fā)展。SDN 與NFV 技術是5G 移動通信網絡的核心，建設通信基礎層、控制層、應用層，并運用開放的應用程序編程接口（Application Programming Interface，API）進行程序調用，大大優(yōu)化了5G 移動通信網絡的管控效果。5G 移動通信網絡需要實現轉發(fā)分離等功能，這就需要進一步優(yōu)化網絡通信系統(tǒng)，讓通信網絡始終處于一個可控制的狀態(tài)。在SDN 技術和NFV 技術的共同支持下，能夠建設一個虛擬的網絡架構，從而滿足不同種類5G 業(yè)務的要求。

3.2 移動云計算技術

移動云計算技術大大提高了移動終端的整體性能，還能支持更多的服務功能。隨著人們生活質量的不斷提高，移動智能終端設備用戶基數越來越多，借助移動云計算技術能夠實現萬物互聯(lián)的目標。移動云計算技術還能為移動通信網絡建設提供支持，創(chuàng)新網絡服務，打造全新的運營模式。

5G 移動通信網絡建設中，移動云計算的合理運用可以保證智能終端能夠結合不同需求接入遠程服務商，更精準地獲取信息資源，不僅能存儲資源，還能做到資源的靈活調用。在5G 移動通信網絡中，移動云計算的平臺架構主要包含客戶端、軟件即服務（Software as a Service，SaaS）、平臺即服務（Platform as a Service，PaaS）、基礎設施即服務（Infrastructure as a Service，IaaS）等，通過對數據計算過程進行優(yōu)化，有效避免了本地資源不足等情況。云端的備份和信息管理采用分布式運行方式，可以解決云端數據丟失等問題，引進遠程安全控制等技術手段，更好地支持5G 移動通信網絡的連接。

3.3 D2D 與M2M 通信技術

終端直通（Device to Device，D2D）與機器對機器（Machine To Machine，M2M）技術都是移動通信網絡建設的關鍵點，D2D 是設備到設備信道，M2M則是機器到機器信道。

D2D 通信利用蜂窩系統(tǒng)近距離傳輸數據資源，會話傳輸在終端實現，這一過程并不涉及基站的運行。蜂窩主要負責各種功能服務，包括會話建立、資源調度等，這種運行模式可以在滿足數據傳輸需求的同時降低對基站的需求。在5G 移動通信網絡建設中，D2D 通信技術也可能存在干擾問題，需要在后續(xù)技術研究中根據5G 網絡的運行環(huán)境來提高抗干擾能力。在D2D技術應用過程中可以選擇與藍牙設備連接，從而解決通信質量不佳和通信安全等問題，提供高效的移動通信網絡服務。

M2M 通信可以提供各種智能化交互服務，根據網絡請求和具體情況生成信道資源，結合隨機接入協(xié)議完成請求訪問。但是，可能面臨通信堵塞的問題，因此需要關注自適應負荷控制機制的應用，提高M2M 通信的規(guī)范性。

4 結 論

對于移動通信網絡建設而言，為進一步改善網絡數據通信的整體質量，在信息資源傳輸和網絡資源建設方面都要合理運用新技術和云化構架等，確保移動通信網絡建設能夠滿足通信行業(yè)的發(fā)展需求和用戶的使用需求。在5G 技術快速發(fā)展的背景下，還需要根據基站小型化和微型化等特征，合理規(guī)劃5G 移動通信網絡建設，進一步提高移動通信技術的應用效果，為通信網絡的運行和行業(yè)的長遠發(fā)展提供保障。