摘要：本文主要对5G无线通信网络技术要求及建设策略进行了分析与探讨，以供同仁参考。
关键词：5G无线通信网络；技术要求；建设策略
一、前言
随着移动互联网、物联网等技术的蓬勃发展，用户随时随地高速无线接入的需求对移动通信网络的覆盖和容量提出了更高的要求。密集市区的整体网络结构也由传统的宏站+室分的方式向宏微协同、超密集分层立体组网转变。在面向5G的超密集组网场景下，人们已经发现，5G网络在未来有着非常良好的应用空间，规划的新技术和新要求也随之进行了不断的革新。基于此，本文主要对5G无线通信网络技术要求及建设策略进行了分析与探讨，以供同仁参考。
二、5G无线通信网络技术要求分析
（1）对数据速率的要求。针对数据的速率，5G的要求是能够在4G的基础上，要求其速率达到 1Gbps。但是，要求这一标准需要满足95%的用户，难度较高，挑战性极大，需要达到100倍以上的技术提升，尤其是面对负载等多方面的因素变化，这一目标挑战性极强。
（2）延迟方面的要求。目前，4G网络下，往返需要15ms。但在 5G应用领域中，需要将双向游戏纳入其中，尤其是需要考虑云技术的应用。5G需要能够支持1ms的往返延迟，相比 4G而言，相当于提升了一个数量层级。因此，在这种要求下，要对子帧结构进行有效缩减，这种时间上提升与约束对于协议栈和核心网络层设意义重大。
（3）在能源与成本方面的要求。在由 4G向 5G发展的过程中，一个重要的因素就是需要成本和能耗进行相应的减少，至少不允许出现链路基础上的增加。鉴于链路数据速率的增加，需要在成本上得到相应的降低。在 5G技术中，关于成本的考虑，需要从网络边缘发展到核心回程，鉴于全新 BS密度和增加的宽带，5G 对于成本的考量将更加严谨。
（4）对设备类型和规模数量的要求。在 5G技术的应用下，需要规模更加庞大的设备集合，凸显多样性。在发展中，机器对机器通信预期增长，单个宏小区需要支持更多低速率设备，甚至涉及传统的高速率用户，因此，需要对4G控制平面、网络管理进行改变。
三、5G无线通信网络建设策略探讨
(1)5G无线网络构建思路。在建网初期，应集中在城市的核心区域开展5G规模组网建设及应用示范工程建设，覆盖复杂城区和室内场景，形成局部区域的连续覆盖。同时要结合垂直行业发展需求，利用5G的大带宽、高可靠低时延和大连接的优势，实现无人机运营、智慧会展、应急通信、虚拟现实/增强现实、智慧视频监控分析等5G示范业务的端到端应用，保证典型用户体验速率不低于100Mbps。考虑快速建网及投资高效利用的需求，5G组网设计应充分考虑利用各运营商及铁塔公司现网站址资源。综合考虑覆盖性能、建设成本、频段组合干扰规避和产业链成熟度等因素，采用3.4~3.5GHz频段作为本工程5G承载频率，以满足覆盖区域内的连续覆盖要求。考虑到非独立组网架构需要4G、5G基站紧耦合，并且非独立组网场景中LTE现网频段与NR部分频段在终端侧存在较严重的干扰问题。为此优先采用独立组网架构。
（2）5G无线网络规划布局。基于5G网络技术，设计人员需要提高对5G频谱措施的重视，确保无线网络规划具备合理性与科学性。一般来说，5G频谱措施主要包括高频段和低频段这两个类别。对于低频段5G频谱措施而言，技术人员需要重点处理6GHz以下低频段存在的问题。本文以低频段存在的资源不足问题为例，分析低频段5G频谱措施的解决方案。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆技术人员可以通过以下几种方式解决资源不足问题：1）增加6GHz以下低频段的频谱数量；2）总结以往的网络演进经验，对2G、3G和4G的退频退网进行分析，提高对零散频段频率重耕的重视；3）根据5G系统存在的"空域、码域与频域"特征入手，加强5G空口关键技术等先进技术的应用，从而提高频谱的使用效率。对于高频段5G频谱措施而言，技术人员需要加深对高频段无线传播需求。以及实际无线传播状况的认识，根据"理想异构化网络"的相关构建标准规范，进行无线网络基站的选择，保障基站选址的科学性与合理性。与此同时，技术人员需要根据不同的5G网络应用场景，完成5G组网技术的应用，避免无线网络受到外界干扰，将网络干扰降到最低。需要注意的是，在进行无线网络规划时，技术人员需要将高频段组网与低频段组网进行配合应用，以此提高无线网络的性能，提高无线网络的上行覆盖能力，为用户提供更为优质的无线网络服务。
（3）通信基站的选择及建设方案。基站选址应与无线电波传播环境相适应，并与周边基站点能形成优良的互补关系。严格控制站间距，原则上优先与现网基站共址建设，优选利用铁塔公司基站按需增加新物理站址，满足站间距参考5G链路预算要求。因LTE采用Cost231-Hata模型，其适用频段为1500~2000MHz，后校正扩展到2600MHz。而5G则采用36.8733DUma模型，其适用频段为2~6GHz，经3GPPTR38.901演变后扩展到0.5~100GHz。Uma模型主要依靠穿透损耗、街道宽度和建筑物高度来区分密集城区、城区、郊区等区域的。在2.6GHz下，Cost231-Hata模型的路径损耗与Uma模型（街道宽度10m，建筑物高度30m）相当，高于Uma模型（街道宽度20m，建筑物高度20m）。5G基站天线数及端口数将有大幅度增长，可支持配置上百根天线和数十天线端口的大规模天线阵列，并通过多用户MIMO技术，支持更多用户的空间复用传输，数倍提升5G系统频谱效率，用于在用户密集的高容量场景提升用户性能。大规模多天线系统还可以控制每一个天线通道的发射（或接收）信号的相位和幅度，从而产生具有指向性的波束，以增强波束方向的信号，补偿无线传播损耗，获得赋形增益，赋形增益可用于提升小区覆盖，如广域覆盖，深度覆盖、高楼覆盖等场景。
（4）设备部署方案。5G由于有高带宽、低时延和多连接等不同的业务需求，将推动基站结构发生变化，BBU功能被重构为CU和DU两个功能实体。CU集成了核心网的部分功能，构成控制单元；BBU的基带部分更靠近用户，部分物理层功能下放至RRU。DU和CU可以根据业务场景和传输资源匹配情况灵活部署，传输资源充分可集中部署DU，传输资源不足可分布部署DU。当遇到低时延场景时，DU可与AAU集成部署，同时还可以DU/CU/AAU集成部署。在建网初期，建议考虑DU/CU合设的方式，快速完成前期5G发布。在进行无线网络规划的过程中，试点工作的意义就是提升对接入网业务情况的了解情况，通过试点体验，可以优化5G网络组织技术，强化我们对5G组网的认知，并在双网融合的过程中，实现5G网络部署的优化与升级，提升5G网络架构设计的先进性，同时在试点中还能够对区域内用户的相应需求有所了解，从而结合当前通信适宜提升用户业务体验目标，优化无线网络总体规划与建设的效果，为5G网络总体运行提供保障与技术优化基础。
四、结语
总之，5G具有更高的可靠性，更低的时延，能够满足智能制造、自动驾驶等行业应用的特定需求，拓宽融合产业的发展空间，支撑经济社会创新发展。5G将解决多样化应用场景下差异化性能指标带来的挑战，不同应用场景面临的性能挑战有所不同，用户的体验速率、流量密度、时延、能效和连接数都可能成为不同场景的挑战性指标。
参考文献：
[1]周群峰,徐龙华,李攀.当今下一代无线通信技术的发展方向探索[J].中国新通信,2018,20,(17):175.
[2]梁宇明.面向5G无线通信系统的关键技术探讨[J].计算机产品与流通,2018,(03):54.
论文作者:陆明董
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/8/23
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