关于5G网络技术特点及无线网络规划

孔争光

【摘要】在新时代的背景下，人们对通信技术有了更高层次的要求，最新一带无线通讯网络5G的出现，能够有效地解决现用4G网络的不足。5G网络技术自身具备共性的特点，能够满足多种设备互联的需求。势必会在高速发展的移动互联网环境下取得显着的成就，满足未来网络发展的前景。

【关键词】5G网络 无线网络 规划 技术

所谓5g网络所指的就是在移动通信网络发展中的第五代网络，与之前的四代移动网络相比较而言，5g网络在实际应用过程中表现出更加强化的功能，并且理论上其传输速度每秒钟能够达到数十GB，这种速度是4G移动网络的几百倍。对于5g网络而言，其在实际应用过程中表现出更加明显的优势及更加强大的功能。5G网络技术以第五代网络通信技术为基础，在移动宽带演示、新空口的技术发展中，具有非常鲜明的特征。若想合理研究宽带无线网络规范，就要与通信技術的所有端口有效衔接，并采取仿真研究，制定网络技术发展策略。

一、5G网络技术的现状

与4G网络相比，5G网络全面提高了移动通信数据的传送水平。5G网络能够实现各个设备通信，并在相同基站中满足多元化用户设备移动通信的需求，主要包括手机、电脑等。同时，以此为前提，提高用户设备端和无线网络段之间的衔接力度，从而得到数据支持。另外，5G网络全面加强了空闲无线资源的使用效率，提升了移动通信期间高频段频谱资源的应用差，从而合理分配资源。另外，在确保通信质量的基础上，降低运营成本。在我国科学技术的推动下，5G网络技术的发展进程逐渐加快，不论是以往的2G、3G，还是现阶段正在使用的4G，都会存在一定的不足，例如网速不够快、性能不够完善、无法被大众广泛使用等。5G技术的出现，在很大程度上解决了以上问题，另外，5G作为最前沿的一项通讯技术，自身主要的优势的即信息的传输速度上，人们能够在很短的时间下接收到自身所需要的数据信息。在此基础上，5G技术的覆盖范围较为广泛，具有较强的安全性与可靠性。在行业应用的过程中，5G技术的出现，为该行业提供了更为宽广的发展前景，能够充分体现5G技术的灵活性能，将智能化与自动化进行紧密的结合，更好的实现“万物互联”。5G的发展也来自于对移动数据日益增长的需求。随着移动互联网的发展，越来越多的设备接入到移动网络中，新的服务和应用层出不穷，全球移动宽带用户在2018年有望达到90亿，到2020年，预计移动通信网络的容量需要在当前的网络容量上增长1000倍。移动数据流量的暴涨将给网络带来严峻的挑战。首先，如果按照当前移动通信网络发展，容量难以支持千倍流量的增长，网络能耗和比特成本难以承受;其次，流量增长必然带来对频谱的进一步需求，而移动通信频谱稀缺，可用频谱呈大跨度、碎片化分布，难以实现频谱的高效使用;此外，要提升网络容量，必须智能高效利用网络资源，例如针对业务和用户的个性进行智能优化，但这方面的能力不足;最后，未来网络必然是一个多网并存的异构移动网络，要提升网络容量，必须解决高效管理各个网络，简化互操作，增强用户体验的问题。为了解决上述挑战，满足日益增长的移动流量需求，亟需发展新一代5G移动通信网络

二、5G网络技术的特点

5G网络中要掌握业务需要和使用环境的差别性，并通过《5G白皮书》确定了应用5G网络技术的场景。第一，eMBB场景。目前移动宽带业务场景中，通过提高用户体验，合理应用5G网络技术并规划无线网络。第二，mMTC场景。通过6GHz以下频段确立发展方向，比较重视人和物的结合，并以物联网中的NB-IoT为核心，支持规模较大、能耗量较低的使用场景。第三，uRLLC场景。它能够加强网络技术的实用性，广泛应用于工业、机车等领域。“万物互联”移动通信中，利用5G网络技术的高数据传送性、多元化性等特征，促使5G网络技术在传输信息期间降低成本。因为5G网络技术越来越完善，所以5G网络技术具备了国家化标准。相比于4G技术，5G技术具有更高的稳定性，能够真正实现智能化的发展进程，为海量信息的传输质量与传输效率提供了保障，是目前全球通讯中关注度最高的一项技术。5G技术共性这一特点，能够将高传输率这一特点充分发挥，相比于2G、3G、4G技术，5G技术能够覆盖更为广泛的信号，当更多的信息采集到后，大数据可以更加精准的帮助人们方便地工作与生活。除此之外，5G技术还能够将网络通讯的灵活性能得以充分发挥，运营商可以结合用户流量的实时使用情况，进行合理的调配，以此来提升资源的最佳使用效率，并在最大程度上降低消耗成本。（什么叫5G网络共性）5G网络主要拥有以下几种特点：即大带宽、广连接、超高可靠与超低时延，其应用场景打破了传统网络的局限性。5G网络的整体架构建立在由计算机以及其他硬件设备构成的网络环境中。5G网络对网络的共性需求体现在无感知服务、资源动态适配、可靠性保障、虚拟化和安全性等方面。借助5G技术，人们能够更加直观地地去了解自身所需要的各类信息与数据，例如通过VR或AR的形式，将直观的信息内容传递给用户，使得代入感不断深入。在此应用过程中，用户可以打破时间与空间的限制，为人们提供更加丰富的生活。但随着通信技术的不断发展，人们的生活质量得到明显提高。此外，随着时代的发展，人们对于通信技术提出了全新要求。在这一背景下，5G网络技术已逐渐演变为全新的通信技术。

三、5G网络技术的技术手段

5G接入网架构重构后，影响了无线接入网设备的运转。例如，过去采用的无线接入网可转换为CU/DU，实现了RRU和无线网络天线的结合、工程AAU一体化形式，加快了5G无线接入网的云化发展，提高了系统的智能水平。过去的无线网络规划方案、思路、网络运行体系已不能满足实际需求，因此需调整方案、改进措施，以5G接入网架构特点和实际需求为出发点进行布局。一般状况下，5G网络频段通常分成两个种类，即低频段和高频段。低频段能够解决低于6GHz的频段的资源不足难题。利用目前所具有的网络演进经验，合理的规划2G、3G、4G清频退网。利用5G网络所具备的“空域、码域”等技术，结合5G空口关键技术，提升频谱应用效率。当采用高频段时，要掌握高频段无线传播的实际状况，与“理想异构化网络”进行融合，选择合理的基站地址，并利用5G网络技术应用场景选择合理的组网技术，进而降低网络干扰程度。另外，需采用高低频段混合组网方式更新网络性能，以提高网络覆盖能力。5G网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。随着各种智能终端的普及，面向2020年及以后，移动数据流量将呈现爆炸式增长。在未来5G网络中，减小小区半径，增加低功率节点数量，是保证未来5G网络支持1000倍流量增长的核心技术之一。因此，超密集异构网络成为未来5G网络提高数据流量的关键技术。未来无线网络将部署超过现有站点10倍以上的各种无线节点，在宏站覆盖区内，站点间距离将保持10m以内，并且支持在每1km 2 范围内为25000个用户提供服务。同时也可能出现活跃用户数和站点数的比例达到1∶1的现象，即用户与服务节点一一对应。密集部署的网络拉近了终端与节点间的距离，使得网络的功率和频谱效率大幅度提高，同时也扩大了网络覆盖范围，扩展了系统容量，并且增强了业务在不同接入技术和各覆盖层次间的灵活性。虽然超密集异构网络架构在5G中有很大的发展前景，但是节点间距离的减少，越发密集的网络部署将使得网络拓扑更加复杂，从而容易出现与现有移动通信系统不兼容的问题。在5G移动通信网络中，干扰是一个必须解决的问题。网络中的干扰主要有：同频干扰，共享频谱资源干扰，不同覆盖层次间的干扰等。现有通信系统的干扰协调算法只能解决单个干扰源问题，而在5G网络中，相邻节点的传输损耗一般差别不大，这将导致多个干扰源强度相近，进一步恶化网络性能，使得现有协调算法难以应对。传统移动通信网络中，主要依靠人工方式完成网络部署及运维，既耗费大量人力资源又增加运行成本，而且网络优化也不理想。在未来5G网络中，将面临网络的部署、运营及维护的挑战，这主要是由于网络存在各种无线接入技术，且网络节点覆盖能力各不相同，它们之间的关系错综复杂。在5G中，面向大规模用户的音频、视频、图像等业务急剧增长，网络流量的爆炸式增长会极大地影响用户访问互联网的服务质量。如何有效地分发大流量的业务内容，降低用户获取信息的时延，成为网络运营商和内容提供商面临的一大难题。仅仅依靠增加带宽并不能解决问题，它还受到传输中路由阻塞和延迟、网站服务器的处理能力等因素的影响，这些问题的出现与用户服务器之间的距离有密切关系。内容分发网络会对未来5G网络的容量与用户访问具有重要的支撑作用。内容分发网络是在传统网络中添加新的层次，即智能虚拟网络。CDN系统综合考虑各节点连接状态、负载情况以及用户距离等信息，通过将相关内容分发至靠近用户的CDN代理服务器上，实现用户就近获取所需的信息，使得网络拥塞状况得以缓解，降低响应时间，提高响应速度。CDN网络架构在用户侧与源server之间构建多个CDN代理server，可以降低延迟、提高QoS（quality of service）。当用户对所需内容发送请求时，如果源服务器之前接收到相同内容的请求，则该请求被DNS重定向到离用户最近的CDN代理服务器上，由该代理服务器发送相应内容给用户。因此，源服务器只需要将内容发给各个代理服务器，便于用户从就近的带宽充足的代理服务器上获取内容，降低网络时延并提高用户体验。随着云计算、移动互联网及动态网络内容技术的推进，内容分发技术逐步趋向于专业化、定制化，在内容路由、管理、推送以及安全性方面都面临新的挑战。

四、5G无线网络规划

1.行业应用规划

5G是现阶段全球ICT产业热点，在规划的过程中，将紧跟全球大趋势，抓住5G先发优势，5G基站覆盖范围小于4G、接入点数等缺点，着力打造5G技术应用示范和产业发展高地，加快建设高质量发展示范區。现阶段，人口增长以及使用规模扩大成为了无限通讯技术提升的主要动力，在使用规模与用户不断扩大的环境下，网络规划产生大量的数据信息。目前，正在进行5G网络的建设和一些试点测试，并进行大量的些实验与探索，一些应用于多个行业，比如“VR、AI”近年来，使这些智能通讯设备也成为了一项新兴的通讯媒介。伴随移动数据业务的蓬勃发展，很大程度上为5G技术的发展奠定了坚实的基础，也为各个地区的网络数据业务的发展指明了方向，因此，做好用户的预测规划为5G技术的应用与发展具有重要意义。在以往的网络技术中，并不能全方位地满足用户的需求，借助动态切片的形式，能够将多种通讯业务形成一个具有独立性能的网络切片，这样不仅能够提升网络资源的高效控制，还能够保证网络资源的合理利用。根据不同的管理方式，将资源得到最优化利用，这种方式是根据用户的实际需求，为用户提供最佳体验效果。

2.新型空口

为能够解决接入网所出现的差异，在具体规划过程中，要充分考量用户密集区与边缘地区存在的不同。在此基础上，还要全方位考虑静止与移动通讯之间在体验阶段存在的差异。如果是在密集程度较高或者是移动速度较快的环境下，会获取不同的体验效果，这就会导致很多多样化的业务不能在精细的操作下进行QoS场景。因此，要借助最佳应用效果的运营商，利用其内部使用机制，确保用户得到统一的体验。业务发展过程中具有颗粒流动的趋势，只有将其承载网进行丰富，或者构建信道指令，才能够在全新的无限网络平台上，实现多元化的业务体系。

3.提升5G业务质量

在业务面时延较长的情况下，要将5G业务进行合理的优化，确保5G技术能够与空口波动实现匹配，这样不仅可以增加业务质量，还能够保证整体跨层效益的稳步增长。在面对5G网络技术快速流动的时代背景下，要提升深度解析的能力，降低设备的复杂性，在最大限度上降低额外的时延发生。

五、结束语

分析、研究了5G网络技术的特征和无线网络规划工作，掌握了5G网络的重要技术，确保宽带无线网络技术进一步发展。此外，需合理部署5G网络，满足移动通信的需求，促使5G网络技术在通信领域中进一步发展。在新时期发展背景下，人们对移动网络通讯技术有了更高的要求，不论是在城市规划，还是行业应用等发展方向中，都会出现全新的应用需求。在对中国5G网络规划的过程中，在具备成熟的理论基础的同时，还要明确未来5G技术发展的多元化场景。5G网络技术的出现，不仅能够带动通讯网络的整体发展，还能够提升整个社会信息化的发展速度。

参考文献：

[1]欧阳洁.5G网络技术特点分析及无线网络规划的研究[J].电子世界，2018（16）：91+93.

[2]张玉亮.5G网络技术特点分析及无线网络规划分析[J].数字通信世界，2018（07）：122.