5G网络技术特点分析及无线网络规划思考

刘其琛



5G网络技术特点分析及无线网络规划思考

刘其琛

广东省电信规划设计院有限公司，北京 100000

随着经济的发展，人们对通信水平也提出了更高的要求。近年来，从通信技术的发展进程来看，4G网络提升了对通信技术的认知，让人们感受到了通信技术的便捷性。如今通信技术继续发展，5G网络技术将具备更快的传输速度和更强的稳定性。因此，对5G网络技术的应用内容进行了简要分析。

5G网络技术；技术特点；无线网络规划

5G技术是一种新型的无线移动式的通信网络技术。随着移动互联网技术的迅速发展，物联网业务需求不断增加。在这个大发展的背景下，5G通信网络技术在运输过程的便捷以及安全可靠性上具有非常好的应用效果。另外，传输速度和效率需要至少提升10～100倍。5G研发项目是2013年由欧盟最初启动的，主要面向MRTIS进行建设。我国在2013年6月和2014年3月提出并建设5G技术项目。

1 5G网络发展的特点

随着科学技术的不断发展，网络技术得到了更深入的变革和发展。现代社会中5G网络技术成为了人们重点研究的技术内容。当前人们对各项技术的认识程度增加，因而对技术的要求也明显增加。网络通信的速度和质量都需再次提升[1]。5G网络技术从用户的使用需求出发，保证了信息在传输过程中的速度和质量，实现了对各项资料和文件的保密和存储，避免了出现信息丢失的情况。这些也是5G网络技术建设的一项重要指标。

另外，5G网络随着技术的发展也必然会更加完善，与人们的实际需求也将更加符合。传统的网络通信技术一般都是一对一的运用，而想要实现用户通信各方面的稳定性能又相对比较差。5G网络技术的应用特点就是能够实现更广、更全面的应用效果，另外应用范围不断扩大，保证5G网络可以在更多的领域中被更广泛地应用。

2 5G无线通信关键技术

2.1 MIMO技术

MIMO技术是一种多端口的输入与输出技术，通过对通信带宽以及发射功率的复用等实现对网络性能的完善和优化。传统的MIMO技术应用中更多地针对点对点的传输；而现如今传输技术已实现单点对多点的模式，具体的技术应用方案就是通过设置多根天线，将其放在接收和发射端口。另外，空间多路复用技术整体提升了对通信链路中的可靠性，通信系统中的吞吐量大幅增加，实现了无线接入网的融合，获取了MIMO的全新系统，保证了5G无线通信网络的性能[2]。

2.2 D2D技术

D2D技术是5G无线通信中的一种关键技术。此项技术实现了对蜂窝系统的补充，增加了无线数据的流量。D2D技术实现了传输过程中各项资源的简单化，并能够减少周围环境中的干扰，提高传输效率，缩减传输成本。应用D2D技术，能够实现通信的实时性以及对无线资源的管理和控制。上述问题解决后，D2D技术在5G无线通信中的作用将会得到最大限度的发挥。

2.3 全双工技术

5G网络技术中的全双工技术还可以进一步提升和完善。此项技术的应用增强了频率，降低了传统的频谱资源带来的各项影响，也避免了对各项资源的阻碍，实现了资源高效率应用的目标[3]。全双工技术的利用和发展，需要提高涉及的各项资源发掘能力，优化TDD与FDD双工技术。系统的优化还可以通过全双工技术实现同频运用。但从实际的应用来看，建设过程存在一定的污染情况，因此此项技术还需要相关技术人员的进一步探索和研发。

2.4 上下行解耦技术

早期的5G部署可能最先采用3.5 GHz频段，但相比于目前的LTE网络，3.5 GHz频段更高，覆盖范围更小。5G基站通过采用Massive MIMO技术的波束赋形增益，通过增大基站功率和手机的发射功率方式来增强5G的覆盖范围。但存在上行受限，3.5G 64T64R相比LTE1.8G 2T4R仍有10～12 dB的差距，3.5 GHz在覆盖效果上相对于LTE 1.8G，5G NR单站覆盖半径只能达到LTE 1.8G基站的2/3。这样要达到与4G相当的覆盖规模，需要的5G基站数量至少是4G的1.5～2倍。若采用上下行解耦技术，即利用低频段（如现有的FDD 1.8 GHz）作为3.5 GHz上行，就可达到与LTE 1.8G基本一致的覆盖。

3 5G网络技术的发展趋势

3.1 网络实现动态切片

网络技术的发展和进步，能够实现网络切片。这种技术的应用能够通过虚拟化的技术方式实现多个网络系统相互独立的设置。将每个虚拟的网络空间作为一个网络切片，通过在每个网络切片中进行定制的裁剪，最终通过各种动态化的网络编排，实现系统化的网络框架[4]。在建设网络切片的过程中，通过创设不同业务内容以及场景，形成不同的形式。这样在不同业务内容之下通过不同的网络管理制度和结构形成了资源的分配，通过运营商以及机制的确定保证了通信过程中的各项性能要求，提升了网络资源的应用效率。例如在超密集场景下引入本地化的控制管理机制和数据传输机制，降低网络中的信令开销和传输路径的跳数。

3.2 网络能力深度开放

当前在R13完成的AESE/MONTE项目中通过3GPP及时实现了各项网络系统功能的开放程度，例如在终端状态、终端位置信息等方面通过第三方的应用和建立终端通信模式来进一步实现网络优化。当前研究此项技术的应用的开放程度还比较初级化，在信息之间进行网络运用时交互程度还比较有限，例如在一些业务中还不能分析和应用大数据，也不能实时获取网络中的资源信息。当然，未来5G网络必然还会向着更开放的方向发展。网络能够在各项用户信息的基础上实现调度和优化，从而提升用户的体验。

4 5G网络规划的思考

3GPP在2017年底发布了第一个5G NR版本，包括支持完全可实施的5G NR非独立部署（NSA）规范。该版本NSA非独立部署，即利用现有的LTE 无线接入网和核心网新增5G 网络，采用与LTE双连接的方式部署，可快速有效地在LTE的基础上部署5G网络，为全球统一的5G系统打下坚实的基础，即正式迈进5G时代。

由于基站的增多，传统建站方式将遇瓶颈，5G网络规划建设转变模式，可充分利用城市路灯杆、电线杆等社会资源进行规划部署。另外，5G将有源天线、RRU集成一体，目前天线相对较大、较重，还需考虑铁塔天面空间的影响。

在室内分布方面，现网的室分器件大都支持到2.4～2.5 G，无法利用原有设备，需要新建部署。传统室内分布系统采用无源器件及更高的频段，链路的损耗也更大，也较难满足性能要求。因此，5G时代采用新型室分系统势在必行。

[1]姚蕴珍. 5G无线通信技术概念分析及其应用研究[J]. 电子技术与软件工程，2017（15）：35.

[2]方汝仪. 5G移动通信网络关键技术及分析[J]. 信息技术，2017（1）：142-145.

[3]赵国锋，陈婧，韩远兵，等. 5G移动通信网络关键技术综述[J]. 重庆邮电大学学报（自然科学版），2015，27（4）：441-452.

[4]王胡成，徐晖，程志密，等. 5G网络技术研究现状和发展趋势[J]. 电信科学，2015，31（9）：149-155.

Analysis of Technical Characteristics of 5G Network and Thoughts on Wireless Network Planning

Liu Qichen

Guangdong Planning and Designing Institute of Telecommunications Co., Ltd., Beijing 100000

With the development and construction of economy, people have higher requirements for the level of communication. In recent years, with regard to the development of communication technology, 4G network have increased their awareness of communication technology and made people feel the convenience of communication technologies. Nowadays, communication technology continues to develop, and 5G network technology has faster transmission speed and stability. Therefore, the application content of 5G network technology is briefly analyzed.

5G network technology; technical characteristics; wireless network planning

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