摘要：异构网络、绿色通信以及大规模输入输出MIMO通信等内容是现阶段5G网络通信的重要组成部分，也是主要的核心技术内容。我国高度重视5G发展，将其作为国家战略积极推进。5G是信息通信技术发展阶段的重要转折点。但在实际的技术创新与研究过程中，还存在一些不足之处，影响5G无线通信网络系统的构建，基于此，本文对基于面向5G无线通信组网的具体设计进行详细的分析研究，以供相关工作人员参考。
关键词：5G通信；无线通信；通信组网；设计要点
引言
近年来，随着通信技术的不断发展，移动通信经历了数次的技术革新，已经从传统的2G发展到如今的4G技术，并且只有短短几年的过渡时间，由此我们能够看出科学技术的发展速度。随着移动通信技术的不断进步，5G通信技术相信在不远的将来也将走进我们的生活，为人们提供更加良好的通信服务，从而促进世界的进步和社会的发展。
1 5G无线通信的关键技术
1.1 全双工技术
全双工技术就是通过使用双向通信技术来实现同频和同时信号的通信。针对存在于无线通信系统中的自干扰现象，导致无法实现同频和同时的双向通信，造成无线资源浪费的问题，全双工技术的使用能够促进无线资源中频谱使用率的有效提高，增加频谱使用中的灵活性，同时随着各种无线设备和信号处理技术的不断提高，全双工技术的实现具有很大的可能性。全双工技术在5G移动通信技术中的使用具有较大的挑战难度，主要是因为信号的接收和发送之间存在着较大的功率差，为此要想实现全双工，首先要将其中的自干扰问题进行有效的解决，其中可以使用抵消干扰信号的技术，这些技术也得到了一定的证实，但在通信系统的实际运用中还存在一些性能风险。此外，还需要验证全双工技术中的组网技术、容量分析技术和资源分配技术，这些都是急需解决的问题。
1.2 超密集异构技术
在5G移动通信技术的发展中，需要传输技术的优化，为此需要多种无线技术的接入，但这种无线接入技术的使用可能会使无线电接人产生多层覆盖的问题，由此就需要超密集的网络节点终端贴近技术的使用，从而促进功率和频率的有效提高，提升网络的容量和网络使用的灵活性。超密集的异构网络技术，给5G移动通信技术的发展带来了良好的前景，但随着节点距离的缩短，会产生许多需要解决的问题，针对这种问题就需要进一步改良和优化超密集的异构网络技术，可以通过使用有线回传，在节约资源的同时还能促进程序的简化，促进5G移动通信技术将自身的价值作用充分发挥出来。
1.3 大规模MIMO通信技术
这一技术是指在基站端的设置过程中，比现有系统中天线数更大的线与线阵列，在工作过程中，可以同时为多个用户提供良好的服务，通常情况下，人们默认数百根天线的服务用户数量为天线总数量的十分之一。在服务过程中，该部分天线主要工作于分散的区域内，或者结合实际情况，将其进行集中的配置，以满足实际的需求。在实际的技术应用过程中，该技术需要以基站端对信道信息的获取程度为基础，以满足实际的需求。现阶段，在技术应用时，主要应用双工制式系统，并将其分为频分双工、时分双工，但两者的实际信息获取手段存在较大的差异，成本也存在较大的差距。
2 面向5G的无线通信组网设计要点
2.1 设计思路
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。
2.2 站址选择
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。需要充分利用现网和站址资源，节省基建机房塔桅投资，从而加快基站建设进度。基站选址必须满足国家强制性规范，尽量建在交通便利、供电方便、环境安全的地点。避免设置在自然灾害多发区，雷击多发区、洪涝易发区。如确实无法避免需采取防灾措施，保证基站安全运行。基站选址不宜设在大功率无线电发射台、大功率电视发射台和大功率雷达站等附近；不宜设在生产过程中散发有毒气体、多烟雾、粉尘、有害物质的工业企业附近；不宜设在易燃易爆场所附近。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基站选址需与城市规划相结合，适应与城市建设发展。选址过程中要与环保市政等相关部门做好协调，争取当地政府支持，避免由于对市政规划不了解而造成工程调整。
2.3 链路预算
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。
3D-UMaNLOS模型：
PL=max（PL3D-UMa-NLOS，PL3D-UMa-LOS）；
PL3D-UMa-NLOS=161.04-7.1log10（W）+7.5log10（h）-（24.37-3.7（h/hBS）2）log10（hBS）+（43.42-3.1log10（hBS））（log10（d3D）-3）+20log10（fc）-（3.2（log10（17.625））2-4.97）-0.6（hUT-1.5）；
10m<d2D<5000m；h=avg.buildingheight，W=streetwidth；
hBS=25m，1.5m≤hUT≤22.5m，W=20m，h=20m；
Theapplicabilityranges：5m<h<50m；5m<W<50m；10m<hBS<150m。
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）。建筑组成的材质种类繁多，不同情况下穿透损耗差距较大，根据链路预算，部分情况下穿透损耗值如下：
（1）10~20cm厚混凝土板：16~20dB；
（2）1cm镀膜玻璃（垂直入射）：25dB；
（3）镀膜玻璃：29dB；
（4）外墙+一堵内墙：44dB；
（5）外墙+电梯：47dB。
2.4 基站建设
（1）天线选型
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。
（2）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，抢占商机。
3 结语
5G无线通信的发展和普及，人们的生活也开始依赖移动通信带给我们的乐趣。希望对5G网络通信的初步探索，让我们有一个比较清晰的认识，其中的关键技术的研究还需要进行深入的探讨和分析。在 5G 网络组网建设中将采用大量的新技术和新的网络结构，这给建设带来了一定的挑战，对无线通信组网设计的研究将会帮助我们更好地迎接挑战。
参考文献：
[1]陈小勇，霍励，郭云领.5G无线通信网天面资源解决方案研究[J].计算机产品与流通，2019（01）
[2]张然.试论5G无线通信技术的应用前景[J].电子世界，2019（01）
[3]陈路.面向5G的无线通信组网设计[J].通讯世界，2018，25（12）
论文作者:孙伟涛1,芮章宇2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/26
标签：基站论文; 技术论文; 天线论文; 无线通信论文; 频段论文; 双工论文; 通信论文; 《基层建设》2019年第3期论文;