5G无线网络规划设计研究

林熙臻

摘要：目前我国科技水平和各行业发展十分快速，我国信息技术发展也十分快速。5G移动通信系统采用的是一种全新网络架构，可以满足人们在各类领域的多样化业务需求。例如，在密集商业区、密集住宅区、高铁等流量密度大、连接密度大、移动性强的场景，用户也能够体验到超高清视频、在线游戏、增强现实等多种极致业务体验;同时，5G网络还能够满足医疗、交通、工业等垂直行业的多样化业务需求。

关键词：5G;网络规划;仿真

引言

从国家战略层面，5G当前处于技术标准形成和产业化培育的关键时期，全球各国在国家数字化战略中均把5G作为优先发展领域，强化产业布局，塑造竞争新优势。我国也在《国家信息化发展战略纲要》指出，到2020年，第五代移动通信技术研发和标准要取得突破性进展，从国家战略层面提出实现5G全面引领目标，通过5G助推制造强国、网络强国建设，全面构筑经济社会数字化转型的关键基础设施，从线上到线下、从消费到生产，从平台到生态，推动我国数字经济发展迈上新台阶。助力“中国制造2025”和“互联网+”战略实施。

1 5G网络技术的概念

5G网络技术，即第5代移动通讯网络技术，在该技术背景下，理论最快数据传输速率可以达到20Gbps，约为2.5GB每秒，整体速度约为4G网络技术的十倍以上，简单来讲，在5G网络技术加持下，一部1G的电影大约只需要4S便能够下载完成，伴随着5G技术的发展和成熟，将其用于智能终端的时代即将到来。5G网络技术属于目前全球范围内一种新型网络技术，但时至今日，5G网络技术的整体普及率仍然较低，依然需要进一步研究和发展，针对任何一种网络来说，网络安全都是影响5G网络技术普及的一大重要因素，作为相关企业和5G网络技术研究人员来讲，需要对5G网络强化认识，积极处理5G网络建设工作中出现的网络安全问题，使其可以在今后得到更多行业的广泛使用。并且也让5G技术变得更加成熟、稳定。

2 5G无线通信技术的特点及其优势

5G无线通信技术的特点主要体现在3个方面：（1）5G无线通信技术具有创新性。5G无线通信技术是依靠多载波分子式操作进行设计和实现的，相比前几代的通信技术而言，多载波不仅在室外有很高的连接性，在室内更是能够充分发挥技术优势。5G无线通信技术的应用场景主要是在室内进行无线传输，用于解决前几代通信技术上在室内传播信号效率不高的问题，利用智能信息化平台对5G无线通信信号进行整合传输，将原有的限制条件加以突破并保持升级的状态，利用数据和编码进行破译识别，在传输上进行升级拓展，这样的技术手段可以让无线信号的传输质量更高，同时也更加稳定。（2）5G无线通信技术的利用率高，其传输波动依赖高频率的赫兹进行信息传递和信息接收，相比传统技术而言，可以更好实现技术的更新换代，在5G无线通信技术平台上对各种信息进行汇总，以高频率的赫兹波为载体，如果接收到的信息强度是赫兹波承受范围之外的，无线通信系统就会自动识别，将异常情况向总服务器进行汇报，并对异常情况进行分析，如果是有效信息，平台将会自动更新接收方式，将系统和服务端无限升级，从而提高信息的利用频率。（3）5G无线通信技术具有高安全性。相对于4G技术，5G无线通信技术拥有更高的安全性，主要包括服务域安全。5G无线通信技术应用了完善的服务注册、授权安全机制与安全协议来强化服务域的安全防护，增强用户隐私保护。

3 5G无线网络覆盖策略

3.15G覆盖区域

5G网络建网初期，主要满足eMBB业务需求，解决4G网络热点区域业务承载能力不足的问题。所以在网络规划阶段主要是通过分析现网业务热点区域，结合业务热点区域形成一定的连续覆盖能力。业务热点区域通过现有的4G小区工参及小区流量等数据，制作成数据业务密度地图。业务密度分析有两种分级方法。1）基于已有标准的绝对值分级法：如一级>=20GB;二级>=10GB&<=20GB;三级>=5GB&<=10GB;四级>=2.5GB&<=5GB;五级<=2.5GB。（2）基于平均值的相对值分级法：如一级=4*平均值;二级=2*平均值;三级=平均值;四级=0.5*平均值;五级=0.25*平均。

3.2MIMO技术的应用实现

MIMO技术在5G无线通信技术中以不断完善和补充网络通信性能著称。MIMO技术是通过改变复用发射频率和对通信宽带的复用来实现的技术手段，传统上的MIMO技术手段以点对点的单一形式进行无线通信数据传输。在不断升级后，MIMO技术实现了单点对多点、多点对多点的信息传输;在发射端和接收端硬件系统上，通过整合利用无线天线的手段来提升视频资源的利用率;在通信和数据传输上更加可靠安全，在无线通信信息的处理性能上也有很大提升空间。

3.3D2D技术的应用实现

D2D技术是5G无线通信技术中的核心技术，其主要功能是对无线传输发射设备和蜂窝设备系统的补充和利用，从而实现在无线通信技术中的无线流量数据的增长，对复杂的数据资源进行简化，以此来减少外界信息对于有效无线信息数据的干扰和破坏，这也是D2D技术上的一个优势。此外，D2D技术有效降低传输成本，提高无线数据传输的速率。该技术在实际使用中，如何有效地对信息资源进行管理和保证是最重要的问题，也是实现D2D技术的关键所在，只有在解决这两个问题之后，才能成熟地实现D2D技术和5G无线通信技术的融合。

3.4容量规划

（1）理论方法首先，根据话务模型能够计算出单个用户的平均上行速率和平均下行速率;然后，规划区域内的用户数与以上上下行平均速率相乘，可以计算出总上行吞吐量和总下行吞吐量;最后，总吞吐量与单站平均吞吐量求商，计算出满足容量需求的站址数量。（2）站点规模计算满足容量的站址数量=该区域总吞吐量/单站平均吞吐量。在覆盖区域内总用户数明确的条件下，通过分析业务模型及小区吞吐量等指标，可以得出每个基站小区支持的用户数量。然后，分析在满足覆盖条件下得出的站点数量是否满足该区域内的容量需求。若满足，则可确定该区域内站点数量，若不满足，则需要进一步调整站点规模取值，直到满足要求，最终得出同时满足覆盖和容量的站点数量。（3）站址规划站址规划应该尽量满足用户的容量需求和网络的覆盖要求、满足城市规划和发展需要、满足电信企业位置需求、满足电信企业天线挂高要求、满足无线传播环境、干扰、安全等要求。

3.5 5G 传输网端到端架构

5G 标准将核心网（CU）和分布单元（DU）进行分离，将传送网络分为前传网络、中传网络和回传网络（主要特点如表 1 所示），将不同的业务需求动态性地运用至网络当中，针对不同部位，其时延性和带宽也不相同。根据核心网和分布单元架构来看，其三个部位的地理位置相互重叠，资源共享，同时，首选面向分组的网络，将这三部位实现统一功能的划分，来满足不同方面的需求，而采取的传输技术可以实现端到端业务的统一管理和控制。在 5G 网络建立初期，低频段主要将核心网和分布单元采用合设的方式进行，而前传网络采用分离方式。高频段两者采用的是统一的锚点。但在后期，分布单元和远端射频单元会摈弃原有的公共无线电接口方法，则会采用高频站组网，有效满足用户的流量需求，实现核心网和前传网络的合设方式。

结语

整体来讲，5G技术在今后正式投入使用以后，将会体现出运营成本低，信息传输速度快、安全性优秀、延迟低等技术优势，因此，通讯企业若想要保障5G无线网络设计的顺利开展，就一定要认识到5G网络技术对无线网络规划所带来的巨大影响，对核心技术的整合给予高度关注，强化无线网络规划设计的科学性，强化5G接入无线网络的普及。

参考文献

[1]仲来红.5G网络技术特点及其无线网络规划思路研究[J].中国新通信，2021，23（04）：36-37.

[2]李明，安红波.5G技术特点分析及网络规划思考[J].中国新通信，2020，22（16）：8-9.

[3]才旦次仁.5G网络技术特点及其无线网络规划设计[J].中国新通信，2020，22（16）：54.

[4]陸南昌，刘吉宁，黄海晖.5G无线网络智能规划技术的探索与实践[J].移动通信，2020，44（05）：61-67.