面向5G的移动通信市场需求及技术优化研究①

浙江邮电职业技术学院 刘雪春

与传统4G技术、LTE技术相比，5G移动通信技术使得通信业务的开展和通信场景逐渐丰富化，超高的可靠性和超低的延时性充分满足了人们的实际通信需要。然而在一定程度上，5G移动通信技术尚处于探索发展时期，故而在了解市场需求的基础上，实现其传输方案设计和传输框架优化势在必行，本文由此展开分析。

1 5G移动通信技术的应用特征

1.1 网络性能优质化

第一，在网络传输接入速率提高的同时，传输延迟不断降低，从而确保了数据传输的可靠性；第二，频谱效率有所提升，充分满足而来高流量、高链接传输的传输需求；第三，与传统网络传输相比，5G网络的运维成本有所降低。通过这些措施的应用，5G网络的性能指标得以优质化保证[1]。

1.2 网络运营智能化

在运维管理中，5G移动通信可在智能化设备的支撑下，实现地理位置、用户偏好、终端状态和网络上下文特征的捕获，并在相关数据分析的基础上，进行解决方案制定，并以此为依据进行网络传输资源的动态化布置，在保证网络功能部署的同时，实现网络运营的智能化[2]。

1.3 网络功能灵活化

第一，网络接入过程中，即插即用和自组织网是其基站运作的两种基本形态，确保了网络接入拓扑的已部署、易维护；第二，就核心网建设而言，分组核心网被进一步简化和重构，确保了网络控制转发的高效灵活。

1.4 网络生态友好化

充分的考虑第三方网络应用的部署要求，并根据应用环境进行其业务部署，实现了网络环境的创新优化和业务发展的有效刺激。从应用结果来看，5G移动通信网络技术更加开放、友好，其实现了网络支撑新产业和垂直行业的现代化发展，对于友好型网络生态建设具有重大影响。

2 5G网络的市场需求分析

2.1 实现网络发展方向满足

第一，注重现代化无线传输技术的应用，实现现有互联网资源应用效率的提升。第二，进行5G移动通信网络技术结构框架的建设，确保通信网络系统具有超高的吞吐率。第三，深化网络频率资源的进一步开发，在保证基站网络框架规范的同时，实现无线移动网络通信资源应用频率的提升。需要注意的是，在这三个发展方向建设中，互联网体系构建是其建设的重点所在；在其建设应用过程中，网络建设人员不仅要注重自组织网络技术的应用，更要在软件定义网络、内容分发网络方面予以保证，同时做好全频谱接入技术、D2D通信、M2M通信、SDN/NFV等内容的具体保证，从而实现现有互联网框架与5G移动通信网络技术框架的有效对接。

2.2 注重5G核心性能指标满足

对于用户而言，5G核心性能指标是其关注的重点所在。一般情况下，流量密度、连接数、延时、移动性、用户体验速率和频谱效率都是5G和移动通信网络核心指标的主要组成部分；并且，其需满足以下指标要求，如表1所示[3]。就流量密度而言，其是单面面积区域内5G通信网络总流量的直观表达；而该区域内支持在线设备的综合通过连接数进行表达；同时，在网络数据传输过程中，开始传输到目的节点具有异性的时间误差，而正确接受的实践被称为延时指标。此外，在移动性指标和频谱效率控制下，用户的体验速率能够的以有效提升。

需要注意的是，5G移动通信网络诸多核心指标控制过程中，流量密度、连接数和频谱效率以5G物理层和数据链路层为对象，其在众多智能终端实际部署的基础上，实现了移动网络性能优劣的有效测试。而在生活实际中，延时、用户体验速率及移动性是网络应用层用户使用性能的直接表达，确保其指标的不断提升，对于用户通信传输需求的满足具有重大影响。

3 5G移动通信技术的网络设计

3.1 5G移动通信网络总体方案设计

就基站选址方案设计过程中，其受到以下两个方面的严重制约：第一，在通信话务流量控制方面，其话务流量需求不断增加，基站的加设必须实现这些网络通信需求的满足。第二，传统基站选址中，移动通信基站的建设会对周围环境造成一定影响，而随着环保意识的增强，人们在基站环保方面提出了较高要求。基于此，在基站选址方案确定过程中，网络建设人员应在勘察设计的基础上，进行系统仿真技术的合理应用，从而实现“宏+微”和“改＋微”基站选址方案的应用，从而为覆盖效率的提升提供保证。网络建设人员不仅要在同频全双工干扰抵消上进行保证，更要深化毫米波频段移动通信技术的成果研究，从而实现5G移动通信技术网络渠道的进一步优化。网络信息传输过程中，DU和CU是其基带处理的两个基本单元，要确保5G移动通信网络传输的合理化，就必须确保在其传输方案下，5G网络的整体框架与这两个单元的匹配。实际传输方案设计中，5G移动通信网络的传输方案总体设计包含了前传网络设计、中传网络设计和回传网络设计三个层级。前传网络设计处于RRU与DU之间，其包含了光纤直驱、无源波分、有源波分三种应用形态[4]。中传网络设计位于DU和CU之间；而回传网络以CU单元为起点延伸至5G核心网，从而确保了网络整体传输的高效。中传和回传融合组网方案设计中，SPN网络方案、L3OTN方案和端到端路由器方案是其传输方案的三种基本形态。SPN网络传输方案基于25G、50G、DWDM等物理层技术，在链接回路的保证下，实现了业务层功能的合理满足。而L3OTN方案是基于OTN技术发展起来的网络传输模式，传输实践中，通过L3功能的增加，综合性的承载网络得以建设应用。端到端传输方案注重路由器组网的规范一个月，其在FlexE技术应用下，实现了业务层级的有效隔离，同时通过在接入层、汇聚/核心层的应用，实现了5G不同业务的切片隔离需求的充分满足。需要注意的是，DU单元应用中，部分需要基带实时处理的功能必须完成，故其需要在部署位置、时延、带宽、流量调度等方面进行规范，确保应用需要与gNB的相同。同时，在5GRRU与DU之间hing进行单独组网建设，确保高带宽需求和延时需求的满足。

表1 5G移动通信网络核心性能指标

3.2 5G移动通信网络同步方案设计

就5G移动通信技术应用而言，网络同步的精度需满足以下指标，如表2所示。同时在超高精度同步网络实践中，应注重其关键技术的充分满足。具体而言，高精度时间源技术和时间传送技术是其网络同步实现的两个关键要素。就高精度时间源而言，网络建设人员应在本地多时钟源比对技术应用的同时，进行双频卫星接收和共模共视卫星接收技术的合理应用。而在高精度时间传送过程中，实现其节点内部时间误差的降低是其控制的重点所在。一般情况下，节点频率源的噪声、节点内部延时和非对称性、时间戳精度误差等都是其控制的主要内容。只有确保这些精度指标的充分满足，才能有效的实现5G移动通信技术应用的网络同步。

4 5G移动通信技术实现的优化策略

4.1 5G移动通信技术构架体系优化

在5G移动通信技术应用下，互联网功能和网络虚拟功能是其网络传输平台应用的两个重要支撑；在硬件基础上，通过这些新技术的搭建和应用，5G移动通信技术实现了网络传输资源的高效应用，从而在网络传输系统兼容的同时，实现现代通信成本的有效控制[5]。在5G移动通信技术应用中，网络信息的传输不仅具有较高的容量，更要在传输速率方面予以保证；同时还应避免时延、传输干扰等因素的影响。故而在实际优化中，网络设计人员应对原有架构的兼容性记性你优化，然后实现应用层、网络层、数据链路层和物理层的合理布置。需要注意的是，为实现网络架构的合理改变，并确保传输需求满足，应对其通信模式应用的协议要求进行优化。譬如在应用层、数据链路层和物理层中，5G移动网络技术应以现有IP网络为基础，然后进行TCP/IP协议分组数据通信模式的应用；而在网络层，则应适时的采用中心网络协议，从而确保信息服务质量的有效提升。

4.2 5G移动通信技术的性能测试优化

确保5G移动通信技术布置的构建体系拥有良好的使用性能，是其现代化、规范化发展的重要内容。就实际建设过程而言，《5G愿景与需求白皮书》是其性能优化的基本依据。在其要求下，5G移动通信技术的传输速率应保持在10GB/s；而用户体验速率应保持在0.1～1GB/s；此外，就端到端岩石和移动性能而言，其应分别保持在1ms和500km/h。唯有如此，才能确保人们高链接、高容量和高速率的信息传输需求。

5G移动通信技术建设中，要确保这些指标的满足，网络建设人员在性能指标测试中就必须注重以下要点把控：首先，进行硬件平台的设计，确保数据传输拥有良好的基础环境支撑。另外，确保设计硬件的数据传输速率保持在10Gbit/s，同时拓扑结构节点不少于25个，保证互联网系统的仿真环境功能满足等。其次，进行设计参数的系统保证，确保其最低设计要求符合《5G愿景与需求白皮书》的应用规范。最后，进行相关设计数据性能结构的有效检验，确保用户体验速率、端到端传输延时、传输干扰时间控制均符合优质化网络性能的应用要求，从而实现5G移动网络技术应用的灵活化、智能化和友好化。

5 结语

网络建设人员只有充分认识到5G移动通信技术应用的优势所在，并在其网络性能优质化、网络运营智能化、网络功能灵活化和网络生态友好化发展目标的基础上，进行5G移动通信技术市场需求的充分调研，并在通信技术传输过程中，注重总体传输方案和同步传输方案的设计，同时合理优化系统架构体系和性能指标体系。才能确保5G移动通信技术应用水平的提升，进而实现现代通信工程的进一步发展。

表2 5G移动通信网络同步精度指标