5G技術(shù)對移動通信網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)的影響

【Summary】全球網(wǎng)絡(luò)信息化的大背景下，我國正處于由4G向5G發(fā)展的初級階段，5G技術(shù)的興起，具有重要現(xiàn)實意義的課題。文章以5G技術(shù)為研究對象，研究對移動通信網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)的影響，以期深化我們對5G移動通信的理解與認(rèn)識?！綤eys】5G技術(shù);移動通信;網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè);影響窗體頂端1、5G技術(shù)主要內(nèi)容1.1基本概念

5G技術(shù)又稱為第五代移動通信技術(shù)。一般來說，5G技術(shù)是在4G技術(shù)基礎(chǔ)上的延伸和發(fā)展，目前我國大部分地區(qū)已經(jīng)開始應(yīng)用5G新型通信技術(shù)，與此相關(guān)的一些5G產(chǎn)品也陸續(xù)出現(xiàn)，較為常見的有5G手機(jī)、5G寬度等。與過去的4G技術(shù)相比，5G移動技術(shù)應(yīng)用的是現(xiàn)代化的無線壓縮原理，提高了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度，最快速度能夠達(dá)到1.5GB/秒，與4G技術(shù)相比快了近10倍。

1.25G技術(shù)的優(yōu)勢

與過去的4G技術(shù)相比，5G移動通信技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。其中最明顯的就是5G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳播速度快。數(shù)據(jù)傳播速度加快能極大的提高用戶的體驗感受，方便人們的通信生活。其次5G通信技術(shù)能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的全覆蓋。4G通信技術(shù)在應(yīng)用過程中常常會出現(xiàn)信號差或者沒信號的情況，對人們的通信生活造成困擾，5G技術(shù)能解決這一問題，并且使數(shù)據(jù)信號接收效果更加顯著。并且，5G移動通信技術(shù)的運行消耗低，大大提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運行時長，幫助環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃、新型農(nóng)業(yè)建設(shè)和森林安全消防等行業(yè)更高效的開展。除此之外，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)還具備更低的數(shù)據(jù)延遲，為網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)服務(wù)提供更便利的方式，增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。低延遲也使云計算技術(shù)更好的匹配互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備運行需求，及時解決網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的問題和故障。1.35G技術(shù)發(fā)展趨勢綜述

第五代移動通信技術(shù)（英語：5thgenerationmobilenetworks或5thgenerationwirelesssystems、5th-Generation，簡稱5G或5G技術(shù)）是最新一代蜂窩移動通信技術(shù)，也是繼4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統(tǒng)之后的延伸。5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。Release-15中的5G規(guī)范的第一階段是為了適應(yīng)早期的商業(yè)部署。Release-16的第二階段將于2020年4月完成，作為IMT-2020技術(shù)的候選提交給國際電信聯(lián)盟（ITU）[1]。ITUIMT-2020規(guī)范要求速度高達(dá)20Gbit/s，可以實現(xiàn)寬信道帶寬和大容量MIMO。2019年10月31日，三大運營商公布5G商用套餐，并于11月1日正式上線5G商用套餐。2、5G技術(shù)的特點2.1超高的利用率5G技術(shù)從很大程度來說是對前幾代技術(shù)缺陷的改進(jìn)和功能的提高，在開始研究第五代通訊技術(shù)之前，各不同組織的研究人員曾經(jīng)對傳統(tǒng)的通訊技術(shù)做過系統(tǒng)的研究和調(diào)查，在后續(xù)的研究和開發(fā)第五代移動通訊的過程中將利用率大大提升，作為其上市的亮點和特色更好的為人們服務(wù)。第五代移動通訊技術(shù)在研發(fā)時通過將通信技術(shù)的安全性能和無線寬帶有線寬帶光纜技術(shù)之間進(jìn)行科學(xué)有效的融合后得以提高了其利用率。傳統(tǒng)的通訊技術(shù)在安全性能和傳播速度方面多有限制，受地域信號和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管上的不利影響，通常容易導(dǎo)致信息被盜和網(wǎng)速慢等問題。在這一特點上第五代移動通信技術(shù)同樣做了改進(jìn)，使其在安全性和傳播速度方面大幅改善，進(jìn)一步提高了5G技術(shù)的利用率。2.2較高的兼容性在第四代移動通信技術(shù)投入使用的過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)大部分情況下網(wǎng)絡(luò)費用都比較高，并且4G網(wǎng)絡(luò)智能兼容于大部分智能手機(jī)，對于其他的智能設(shè)備無能為力，這在本質(zhì)上就抑制了智能設(shè)備的智能性，第五代移動通信技術(shù)則對兼容性方面做了較大的改動，5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面非常廣，打破了部分地區(qū)因為信號不佳而長期處于3G狀態(tài)的尷尬局面，5G還對網(wǎng)絡(luò)對于設(shè)備的兼容性做了改進(jìn)，最大程度上滿足了除智能手機(jī)外的其他智能設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的需求，推動社會發(fā)展越來越先進(jìn)。2.3提升數(shù)據(jù)整體傳輸速率在5G技術(shù)發(fā)展的過程中，主要研究與發(fā)展的側(cè)重點之一就是想方設(shè)法數(shù)據(jù)傳輸速度，這是5G技術(shù)乃至后續(xù)不同代移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展中都需要考慮的重要內(nèi)容之一。5G技術(shù)當(dāng)下的發(fā)展中主要需要立足于4G技術(shù)，盡可能地擴(kuò)大無線通信的覆蓋面，結(jié)合用戶對無線通信的實際體驗感與傳輸延時的實際情況，對無線移動通信的傳輸速率進(jìn)行不斷提升，力求可以使用戶可以體驗到“無感”傳輸?shù)母杏X。預(yù)計在5G技術(shù)支持下，一部高清的電影下載僅需要耗費1s，并且可以實現(xiàn)無延遲的快慢進(jìn)操作，不需要花費許多時間下載電影，這主要是由于5G技術(shù)下的網(wǎng)絡(luò)資源利用率以及移動信號傳輸速率都會得到顯著提升。3、5G技術(shù)對基站建設(shè)的影響

現(xiàn)如今4G移動通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，人們的很多需要仍然沒有得到滿足，人們?nèi)匀槐г咕W(wǎng)絡(luò)速度慢，影響到了日常生活的觀影、信息交流。這種抱怨較比3G網(wǎng)絡(luò)時代更甚，由此可知人們對網(wǎng)絡(luò)速度的要求是一個深不見底的需求，那么未來通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面臨的問題就是保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｕ?、網(wǎng)絡(luò)無須緩沖低延時，要充分地滿足人們生活對移動通信網(wǎng)絡(luò)提出的需求。但是5G技術(shù)利用的是毫米波和厘米波，雖然頻段資源充足，但是由于其屬于短距離數(shù)據(jù)傳輸，基站數(shù)量不足會造成數(shù)據(jù)傳輸失敗，需要在升級原來4G基站的基礎(chǔ)上，科學(xué)地增加5G基站，從而保證5G技術(shù)中毫米波、厘米波短距離傳輸不受影響，不發(fā)生衰減和變異。為了實現(xiàn)這一目的，就必須在提升以往基站功能的基礎(chǔ)上，將新基站建設(shè)轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的社區(qū)當(dāng)中，以保證數(shù)據(jù)短距離傳播的穩(wěn)定性和有效性。之前4G技術(shù)下，我國通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基站都比較大，滿足了人們通信4G技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)要求，但是5G技術(shù)下網(wǎng)速高達(dá)20GB，是4G的20倍，必然需要更加龐大的基站系統(tǒng)以及穩(wěn)定的運行環(huán)境，而已經(jīng)投資建設(shè)的基站不能拆除，只能想辦法升級，不能建設(shè)大型基站，傳統(tǒng)基站又不能拆除，形勢所迫微型基站便橫空出現(xiàn)，其放置于各個社區(qū)當(dāng)中，作為傳統(tǒng)基站的有效補(bǔ)充。時下流傳基站對人們生活產(chǎn)生輻射，對人體健康產(chǎn)生影響，而實際上4G基站產(chǎn)生的輻射僅是國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的1/5，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到傷害人體健康的程度。不可否認(rèn)，社區(qū)基站、街邊基站的建立的確能夠解決傳統(tǒng)基站導(dǎo)致的信號不精確的問題。不過目前室分器件象：功分器、耦合器、電橋、衰減器等并不能滿足5G技術(shù)之下的高頻傳輸，也就是說在未來通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，需要重新生產(chǎn)一批適合5G高頻的室分器件。原來的那些室分器件只能報廢，等同于造成資源浪費。4、5G技術(shù)在移動通信網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)提升措施

4.1面向5G移動通信技術(shù)優(yōu)化方案

基于5G進(jìn)行移動通信系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計可以提升移動通信系統(tǒng)綜合性能，滿足多樣化的不同應(yīng)用場景中的各種通信需求?；?G移動通信技術(shù)中主要就是將互聯(lián)網(wǎng)功能以及網(wǎng)絡(luò)虛擬功能為基礎(chǔ)作為網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺的的核心技術(shù)。通過集合多種新技術(shù)手段完善硬件，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸資源高效應(yīng)用，在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)兼容的同時可以實現(xiàn)對通信成本的有效控制?；?G通信移動技術(shù)手段，網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)娜萘恳约八俾实玫搅顺浞值谋Ｕ?；避免了延時以及干擾等問題產(chǎn)生的不良影響。在優(yōu)化中，設(shè)計人員要基于原有架構(gòu)基礎(chǔ)進(jìn)行兼容性優(yōu)化，合理布置應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層以及數(shù)據(jù)鏈路層、物理層。為了合理的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，滿足傳輸需求，就要優(yōu)化通信模式協(xié)議。例如，可以基于5G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，對應(yīng)用層、數(shù)據(jù)鏈路層以及物理層進(jìn)行優(yōu)化，通過TCP/IP協(xié)議分組數(shù)據(jù)通信模式進(jìn)行處理；在網(wǎng)絡(luò)層則要通過中心網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行處理，這樣才可以提升信息服務(wù)整體質(zhì)量。

4.2完善城域網(wǎng)PTN網(wǎng)絡(luò)

在骨干網(wǎng)QOS順利落實的過程中，應(yīng)該使QOS網(wǎng)絡(luò)對本地網(wǎng)PTN的保障進(jìn)行同步，從而有效保證網(wǎng)絡(luò)端的對端QOS。通常是本地網(wǎng)中有關(guān)設(shè)備設(shè)置跟隨LTE站點的位置，其數(shù)量較為龐大，在未來站點將跟隨5G移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用而擴(kuò)大，不斷地發(fā)展，從而更具密集化，其目的是為了將網(wǎng)絡(luò)開銷最大限度的降低，以達(dá)到合理化應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)資源。將使用QOS技術(shù)以及IP等場景進(jìn)行有效結(jié)合，以推動Diff_Serv技術(shù)的有效應(yīng)用和進(jìn)一步發(fā)展[1]。對構(gòu)建城域網(wǎng)PTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化這一過程，應(yīng)充分考慮新舊設(shè)備的功能升級問題，確保在建設(shè)工程中添加需要的設(shè)備，以達(dá)到對于新功能的要求，基于建設(shè)發(fā)展對節(jié)點位置意義進(jìn)行分析，可以優(yōu)化升級一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能。5、5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)5.1MIMO技術(shù)此項技術(shù)是5G技術(shù)中最重要的技術(shù)，能夠提升信息傳送的速度，此項技術(shù)也被稱為大型天線系統(tǒng)，以4G作為發(fā)展基礎(chǔ)將天線數(shù)量增加到上百根，保證多個用戶在同一地區(qū)實現(xiàn)通信功能，額外的天線能夠整合出一個空間存儲信號能量，能夠有效利用能源。此項技術(shù)所使用的部件價格低廉而且能耗少，使用戶能夠廣泛使用，將傳統(tǒng)研究中遺留的問題解決并提出了新的發(fā)展方向，但是此項技術(shù)也存在一些問題，例如如何將大量的低成本部件結(jié)合在一起，在終端如何加入新的資源等等。目前國產(chǎn)手機(jī)華為、中興等已經(jīng)開始研制此技術(shù)，研究過程比較順利，預(yù)計未來兩年之內(nèi)將會實現(xiàn)使用。5.2

D2D技術(shù)此項技術(shù)主要實現(xiàn)設(shè)備之間的通信，提升用戶的體驗滿意度以及使用質(zhì)量，解決蜂窩網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸中流量浪費的情況，很多研究者不斷研究此項技術(shù)，目的是解決在基站范圍之外還能連接到蜂窩數(shù)據(jù)，此項技術(shù)在應(yīng)用過程中能夠?qū)⒂脩糁g的距離變得更遠(yuǎn)但是不影響通信，提升設(shè)備之間通信的速度，同時耗電量小，目前此技術(shù)所展現(xiàn)的形式主要是廣播、單播等，所以在調(diào)度過程中操作性復(fù)雜，難度比較大。對比藍(lán)牙功能，此技術(shù)的通信距離比較長而且穩(wěn)定，藍(lán)牙需要用戶手動設(shè)置密鑰，所使用的頻段是非授權(quán)的，安全性不高，質(zhì)量不穩(wěn)定，所以面對當(dāng)前使用環(huán)境，此項技術(shù)的應(yīng)用將會在市場上占據(jù)重要地位，實現(xiàn)大規(guī)模的移動網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)。5.3云網(wǎng)絡(luò)技術(shù)虛擬化的網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)調(diào)功能而不是架構(gòu)，高度重用商用云網(wǎng)絡(luò)，分離控制面、數(shù)據(jù)面以及管理面，支持不同網(wǎng)絡(luò)功能需求，靈活制造新虛擬網(wǎng)絡(luò)，支持新網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的核心理念是把網(wǎng)元軟件和硬件解耦，以通用硬件為基礎(chǔ)，利用軟件編程實現(xiàn)網(wǎng)元功能，并把多種虛擬化的網(wǎng)元硬件歸成標(biāo)準(zhǔn)化通用IT設(shè)備，也就是高容量服務(wù)器與存儲器、數(shù)據(jù)交換機(jī)，提高系統(tǒng)靈活性與運行維護(hù)效率，向現(xiàn)網(wǎng)架構(gòu)映射云中部署功能，發(fā)揮平滑演進(jìn)能力。結(jié)語:

綜上所述，5G技術(shù)的發(fā)展為移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，也對其關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生積極的促進(jìn)效果，不斷促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的創(chuàng)新。為了提高5G技術(shù)對移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的有利影響，相關(guān)通信企業(yè)需要加深對5G技術(shù)的研究和了解程度，并加大其他新型的移動技術(shù)的研究力度，不斷幫助移動