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摘要：5G技术的核心特点为有更高的网络吞吐率，在此基础上可以实现各类网络场景，为实现网络信号的全面覆盖，可以应用大规模天线满足要求。基于对大规模天线运行原理和特点的研究，本文指出了5G覆盖试点规划中，对大规模天线的合理应用方法，通过这一方法提高整个系统的运行效率和运行质量，发挥5G技术的应有功能。
关键词：大规模天线；5G技术；试点规划
引言
相较于4G网络体系中的MIMO天线，5G网络对这一天线系统的覆盖范围、运行稳定性等参数提出了更高要求，并且大规模MIMO天线本身也要经过一定的优化和完善，来适配5G的试点性内容。在具体的覆盖试点规划中，要从这一角度出发，落实对整个系统的研究和分析工作，从而让这一天线能够发挥应有作用，实现对数据的高速传输。
一、大规模MIMO天线的原理和特点
大规模MIMO天线的运行原理为，在某个通信区间内，让MIMO天线的数量多于用户的信号接受设备数量，这种方式能够在实现大批量数据传输的同时，也可以降低用户信号通道之间的相互干扰效果，所以从整体上来看，该项技术能够提高通信效率与通信质量[1]。大规模MIMO天线的架构特为：
1.1天线参数方面
在天线参数的研究中，研究的内容内容为天线的非电力学相关参数，相较于4G网络体系中的MIMO天线，5G技术体系下的大规模天线由于通信通道数量提高，并且要能够在同一时间中输入更多的数据，所以在具体的研究和分析中，可以发现天线的自身重量大幅上升，对天线的支撑塔架等设施提出了更高要求。
另外在大规模MIMO天线中，由于要在某个通信区间中完成大量的信号传递工作，要求要建成相较于4G网络体系数量更多的基站，要确保每个独立的基站都能够发挥作用，则要落实对基站以及天线安装位置的进一步优化工作，通常采用的方法为，提高通信网络中基站和天线的密度，同时不同的信道和用户的相关设备对接，当同时多个天线信道参与对信号的传输工作中时，会出现信号的干扰问题，在大规模MIMO天线中，要完成对这一问题的完善和改进工作。
1.2天线功率方面
在大规模MIMO天线系统的使用中，相较于传统天线，电力学方面的参数产生了重大变化，大规模MIMO天线和传统MIMO天线的比较图中可以看出，原理图如下：
图1 传统MIMO天线和大规模MIMO天线的网络覆盖图
从中可以看出，大规模MIMO天线中的信道数量大幅上升，每一通信通道都需要被稳定供电，以提高通信质量，所以在大规模MIMO天线中，整个系统的功率提高明显，对供配电电源提出了更高要求[2]。
另外在大规模MIMO天线的应用中，也为其余硬件设施提出了适配性方面的要求，其中最基础的项目为对机房的要求，要求所有的设备都要能够作用于大规模MIMO天线，相关设备的参数变更过程，都会对整个系统造成重大影响。
1.3其余特点方面
在大规模MIMO天线的最终应用中，其核心目的为建成超密集组网，从这一网络系统的运行原理上来看，系统的特点有三个主要的表现形式，首先要能够实现对所有通信设备的完善和优化工作，如对于MIMO天线来说，要在该过程中，除了要使用新的天线设备，由于新的系统和传统天线系统的抱杆适配性严重不足，也要落实对支撑设备的优化和替换工作，从资金投入和设备优化方面来看，大规模MIMO天线技术对对系统中的资金支持、设备支持等方面提出了很高要求。
其次为各个网络覆盖区域的衔接，要求通信运营商的设备和网络用户的设备能够通过无线网络有序衔接，在同一个通信区域中，用户的移动设备会在一定程度上处于分散状态，为确保用户在各个区域中都能够获取网络信号，则要求大规模MIMO天线之间要通过机房实现对数据的有效交换，提高通信质量。
最后为各类设备的选址工作，在大规模MIMO天线的应用中，要落实对整个系统的完善和优化工作，在具体的研究和分析中，要分析相关设备的信号数据覆盖范围、设备布设区域的施工合理性等各项因素，所以系统的一个主要特点为，需要研究的项目和参数更多。
二、大规模MIMO天线的布设思路
2.1硬件设备方面
通过对大规模MIMO天线特点和运行效果的研究，可以发现其多个参数相较于4G网络中的MIMO天线发生了重大变化，所以在大规模MIMO天线的具体应用和布设中，要按照新的系统参数事项对各类硬件设备的合理优化[3]。优化的内容中，首先为天线的抱杆，优化的项目包括抱杆本身和抱杆的固定设备，让硬件设施能够有效发挥支撑作用。其次为机房中的设备，大规模MIMO天线要求机房能够更加高效相关信号信息，所以在具体的研究中，要落实对机房设备的替换工作。最后为安全防护等硬件设施，要求这类设备要能够在具体的运行中全面发挥应有作用，防止受到自然环境的重大负面影响。
2.2辅助设备方面
在辅助设备体系中，包括电源设施、各类设备固定件、相关网络连接通道等，只有在所有这些工作项目正常运行的基础上，这一系统才可正常运行。
在具体的研究和分析中，要从大规模MIMO天线运行特点和原理的角度出发， 研究相关辅助设施的运行质量，通过对这一项目的分析，发现需要优化的辅助设施首先为电源设备，要能够对电源的输出功率进行提升，作用对象为大规模MIMO天线和机房中的相关设施。其次为通信线缆，5G通信时代，虽然在通信覆盖空间中，采用的通信设备和方法为无线通信，但是在通信区间与运营商之间的通信信号传输中，采用的方法为光纤有线信号，要对现有的通信系统优化，使其能够发挥应有的通信作用。最后为其余设施，包括接地系统等，要保证所有这类设备都正常稳定运行。
三、采用大规模MIMO进行5G覆盖试点规划的方法
在大规模MIMO天线技术的使用中，采用的方法为落实对5G信号覆盖区域的研究和分析，在此基础上才可落实针对各个工作系统的研究和剖析工作。在覆盖试点的规划中，本文以某独立的通信系统覆盖区间为研究对象，提高对大规模MIMO天线技术应用方法的深度分析。
3.1覆盖区域剖析
在覆盖区域的整体性分析中，需要研究的内容种类较多，首先为整个覆盖区域的面积，通过对这一研究内容的分析，可初步确定整个覆盖区域中相关工作项目的研究项目和工作类型，例如在某个小区范围中，需要研究在5G技术的使用中，大规模MIMO天线技术需要整体覆盖的信号区间面积，通过对这一参数的研究和分析，可以更好研究分析各类设备的使用情况。
其次为整个区域中的空间分布情况，在具体的研究和分析中，要研究区域中的建筑物分布情况、林木分布情况等多个因素，虽然建成的超密集组网可以将这类障碍物带来的影响降到最低，但是也要在该过程中，落实对整个系统的研究和分析非工作，在保证能够消除这类影响的基础上，通过降低基站的建设数量，节约该项技术的建设成本。
最后为整个通信覆盖区域中，该系统的整体分布方案和系统规划体系，在该项工作的落实中，要通过对这一系统的深度研究和分析，确定可以安装相关设备的区域，尤其是对于大规模MIMO天线的抱杆等支撑设备来说，由于该设施的高度较大，并且对系统的运行稳定性提出了很高要求，所以在系统的具体运行和研究中，要能够从这一角度出发，落实对整个系统的完善和优化工作，确保各项能够在运行中，全面发挥应有作用[4]。另外要做好对相关辅助设施的建设工作，在具体的研究中，这种方法可以大幅系统的运行安全性。
3.2不同区域划分
在大规模MIMO天线技术的应用中，除了要能够实现对整个区域的划分工作，也要能够通过对这种方法的应用，将整个区域划分为不同的子区域和子系统，在不同的区域中建成相应的工作体系，通过这种方法完成对整个系统的完善工作。
在具体的子系统和区域划分中，要以超密集组网为研究对象，确定在各个区域的完善和优化中，相关工作系统的运行要求和相关设备的使用质量，只有在所有的设备都能够在系统中正常运行，这一系统才可正常传输信号。在本文的研究和分析中，研究的内容有两个，其一为网路运行商天线的配置区域，通过对这一方法的研究和分析，可以总结整个区域的发展和完善情况，尤其对于建筑物中的信号覆盖过程来说，通过对这种方法的应用，可以确保天线系统可以发挥应有功能。
其二为机房区域的确定，机房建设区域中配套设施的数量较多，包括防护建筑、电源系统、安全防护系统等多种内容，从整体上来看，机房的设计和布设区域的占地面积整体较大，所以在具体的研究和分析中，要从这一角度出发，分析区域位置、占地面积、土层承力强度等多个因素，只有在所有项目都符合设计要求时，才可完成最终定位工作。
其三为核心网以及云平台系统，对于核心网来说，由于其运行状态对整个系统的影响效果最为显著，所以在具体的研究和分析中，除了要设置相应的防护装置，防止这一系统遭受破坏，也要能够将这一系统和整个大规模MIMO天线技术体系有效衔接，通过对这一方法的应用，可以大幅提高整个系统的运行质量。对于云平台来说，采用的方法为由光纤通信系统将这类数据传递到通信系统的核心系统中，通过这种方法提高整个系统的运行质量。
3.3天线塔架定位
在大规模MIMO天线塔架的定位中，要其信号的覆盖区域、信号面向对象等多个角度出发，提高天线塔架的定位科学性，从而让其能够更好实现对数据的传递工作。
在具体的工作中，首先要确定整个信号覆盖区域的塔架架设数量，该项工作在落实中，要研究塔架中天线系统中的信道数量，同时分析该区域中相关系统的运行质量，通过对这种方法的研究，可以保证该区域中的信道数量多于网络用户的设备数量，在整个系统的具体研究和分析中，通过对这一方法的应用，为整个区域中的天线塔架定位工作奠定基础[5]。
其次为分析塔架位置对整个系统的影响效果，在具体的研究和分析中，可以从大规模MIMO天线技术的作用形式分析，不同的塔架或基站面向的对象有一定差异，故而塔架的定位工作中，要能够从这一角度出发，实现对相关工作项目的深度研究和完善。
最后为塔架之间的对接工作，其一要研究不同大规模MIMO天线的运行过程覆盖范围，通过对这一参数的研究和分析，可以更好发现系统的运行质量，从整体上来看，这一方法可以更好研究塔架的装配数量，以提高这一系统的实际运行质量。其二要研究不同区域的大规模MIMO天线信号传递质量，在具体的研究和分析中，要通过对这一参数的分析，确定不同区域的具体研究情况，尤其是对于高层和超高层建筑来说，需要注意天线的信号传输方向，通过这种方法让整个系统能够更好运行。
3.4机房位置定位
在机房的位置定位工作中，要考虑多个因素和项目，除了确保机房能够稳定运行，也要保证机房设置位置的安全性，让其能够完成对信号的传输、分析和输送等多种工作。
由于我国一些中老年人对基站等设备有抵触情绪，并且某科技公司创始人有意或无疑曲解5G技术的概念，将信号传输速度大幅提升的原因，解读为通过提高信号发射设备的功率才达到效果，从传输速度上来看，4G网络的巅峰速度为100M/s，5G网络速度达到10G/s，按照当前恶意曲解的概念，信号强度提高了100倍以上，现有技术难以做到。对于这类缺乏独立思考能力的人员来说，尤其是对于一些60周岁以上的老年人来说，道德水准参差不齐，当其能够接触到机房时，会采用暴力手段破坏通信设备，造成重大损失。
在机房的定位中，要将机房设置在远离人口密集的区域，可以为小区外部或者未经过全面开发的区域，虽然这种方式会在一定程度上增加施工成本，但是在当前的发展中，这种方法和理念为最佳的方法。同时分析机房的信号输出光纤与大规模MIMO天线的间距，通过该项分析工作，确定机房的最佳位置，并完成对土层的勘探工作，保证机房的建筑物能够安全运行。
3.5通信通路设计
在5G技术系统中，除了需要应用大规模MIMO天线技术完成对信号的有序传递，也需要落实对通信通路的合理设计工作，通过光纤等设备将无线信号中的数据使用有线系统完成对整个系统的建设工作。
在当期的5G技术研发中，针对通信通路的设计方式包括SDH网络结构优化等多种形式，在这些技术的应用和完善中，要能够实现对整个系统的研究与完善，通过这种方法提高整个系统的运行质量。在当前的拓扑优化工作中，采用的方法为将各类网络信号的形式，根据具体的信号类型实现合理调整，所以在具体的研究和分析中，要从这一角度出发，落实的对所有项目的完善和优化工作，并建成相应的地上和地下通信网络，借助大规模MIMO天线技术建成超密集通信网络，发挥5G技术在数据传递和输送方面的优势。
3.6辅助设施配套
在大规模MIMO天线技术的使用中，可以发现该系统对辅助设施的使用状态和应用效果提出了新的要求，为了能够提高这一系统的运行质量，要落实对所有辅助配套设施的优化和完善工作，从而让这一系统能够更好运行。
在该项技术的具体研究和分析中，首先要落实对电源的优化工作，对于大规模MIMO天线和机房中相关设备来说，整个通信系统的功率提高，要提高电源的总功率参数。其次要研究和分析电源设施以及其他设施的接入方法，只有这一工作项目能够发挥应有功能和作用的基础上，才可确保整个系统能够正常稳定运行。最后为整个系统的完善和优化工作，该过程中需要研究的项目为保证各个子系统和相关设备都能够有序衔接，通过这一方法可以大幅提高整个系统的运行质量，最终建成的超密集组网形式如下：
图2超密集组网结构示意图
四、结语
综上所述，在5G技术的开发和系统建设中，大规模MIMO天线技术可以提高数据的传输速度和吞吐量，在具体的应用中，相关设备的密度、功率等参数都上升。在具体的系统配置工作中，要在完成对整个系统深度分析的基础上，合理配置大规模MIMO天线等设施。
参考文献：
[1]刘阳.基于5G通信的大规模天线无线传输技术探讨[J].计算机产品与流通,2019(07):181.
[2]曹士明.5G通信网络的大规模天线技术[J].通讯世界,2019,26(05):101-102.
[3]倪云峰,石小红.5G网络中大规模天线技术的研究[J].电子设计工程,2019,27(09):106-109.
[4]李同同.5G应用的前景与面临的挑战[J].科学技术创新,2019(12):75-76.
[5]王映民,孙韶辉,康绍莉,高秋彬.面向5G增强的大规模天线技术[J].移动通信,2019,43(04):15-20.
论文作者:陈治邦
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/12
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