智慧城市中5G移动通信网络规划探索

王鹏

【摘要】    5G移动通信以其速率高、延迟小、互联强、容量大等优势成为智慧城市“神经系统”的首要之选，合理进行网络规划成为智慧城市建设中的重要课题。为加快智慧城市建设步伐，本文对智慧城市中5G移动通信网络规划问题进行了研究探索，简要阐述了5G移动通信网络的需求及其定位，提出网络规划建议，以供参考。

【关键词】    智慧城市    5G移动通信    网络规划

引言：

随着“数字中国”浪潮的不断激荡，以“创新、协调、绿色、开放、共享”为特征的智慧城市已成为城市发展新趋势，它的出现对于提升城市资源利用、优化城市管理服务、缓解“大城市病”有着重要意义。5G移动通信技术以其传输速率高、网络容量大、功耗延时低、可实现万物互联等特点，成为智慧城市“神经系统”的不二之选。对5G移动通信网络规划方案的合理制定，就成为当前我国通信业的一项重要研究课题。

一、智慧城市概述

智慧城市融合了5G移动通信、物联网、云计算、大数据管理等新兴技术，真正意义上实现了全面透彻感知、实时高效反馈和创新开放共享。它拆除了城市基础设施、政务、交通、给排水与能源等城市子系统之间的壁垒，实现了系统之间的协同运作，建立了互联互通的城市宏观大系统。

智慧城市的主要内涵可以概括为管理信息化、生活舒适化、发展可持续化三方面。它依托移动通信网络、物联网、云计算等技术，将各城市子系统集成互联，统一对各类数据信息进行分析处理，实现了管理信息化;它能够实时收集各项数据，快速智能做出反应，实现了生活舒适化，例如，城市智能交通系统可实時向驾驶员传递路况信息，同时动态调整交通信号灯等设备的运行模式和信号切换时间，协调车、路、人三者关系，有效缓解道路拥堵;它充分整合、挖掘了各类资源，对其进行精细化、集约化、智能化管理，降低了资源消耗，实现了发展可持续化。

二、5G移动通信网络的需求及定位

2.1网络需求

目前，在城市运行和居民日常生活中，数据总量呈爆炸式增长，对通信网络的技术参数提出了更加严苛的要求。而传统4G蜂窝移动通信技术受限于自身短板，无论传输速度、网络容量还是网络延迟都难以满足智慧城市的建设、运行与发展需求。

同时，4G通信的潜在价值已得到充分挖掘，很难继续为城市发展注入新的活力。因此，构建、普及5G网络势在必行。

2.2网络定位

正确认识优势，找准定位，方能充分挖掘5G移动通信网络的应用价值。从我国智慧城市早期发展情况来看，虽然政务、交通管理、基础设施等系统之间保持了良好的协作衔接状态，但是由于4G无线网络的容量较小，导致智慧城市的沟通对象范围较小、辐射覆盖存在盲区，再加上网络的传输速率较低、延迟较大，服务在精细化、实时性上还不甚理想。

因此，在智慧城市的建设发展中，应将5G移动通信网络定位为：凭借5G蜂窝通信技术的延迟水平低、频谱效率大、流量密度与连接数密度高、总容量大、连续广域覆盖等特征，进一步扩大智慧城市网络通信系统的覆盖范围，以达到向绝大多数甚至全体市民提供定制化、个性化通信服务的目的;同时，通过5G移动通信网络将大量基础设施、移动设备、固定设备进行连接，形成稳定、大范围、广区域的物联网，做到万物互联。

三、对于智慧城市中5G移动通信网络规划的建议

3.1构建基于核心+中心的立体化分区制网络

5G移动通信网络可选择基于核心+中心的立体化分区制网络，它基于网络架构和信息中心，采用分层分析法，从三个平面（转发、控制以及接入平面）同时着手。其中，转发平面优化了数据转发性能，确保了路由运行的灵活性，实现了网络的低时延、大容量、均负载。控制平面重构了网络功能，实现了控制功能集成化，还可按需对网络资源进行全局调度，有效协调了各无线资源的关系。接入平面融合了多种无线接入技术（RAT），通过通信基站、射频卡片等组成分布式或集中式微型网络群，将各类设备纳入到5G移动通信网络当中，扩大了可沟通对象范围。此种立体化分区制网络体系，既有核心网络架构和信息整合收集处理中心，同时还在区域内构建起大量的微型网络，并且能够根据不同应用场景选择家庭基站、宏站等多种方式，具有较强的交互能力和良好的灵活性与适应性。

3.2构建海绵型网络

为保证智慧城市的平稳运行，应对各项突发需求，避免可能出现业务不均衡、局部区域资源消耗过大等问题，可选择构建海绵型5G移动通信网络，对网络容量配置进行共享化以及虚拟化处理，以此来取代传统的网络容量静态配置方式。通过对各网络服务区域进行功能再装填，改善通信网络调度算法的准确性及均衡性，以便在面对突发需求时，可以根据实时运行情况对各地区资源配置方案进行调整调度，平衡稳定各地区资源实时消耗，避免出现通信网络业务不均衡问题。

3.3网络规划紧密要与城市功能紧密结合

1.与城市总体规划紧密结合。随着城市智慧化进程的不断加快，城市总体规划和5G移动通信网络规划之间的联系程度将会不断提高，移动通信网络在城市信息化管理与服务中的地位也将会愈发重要。为实现移动通信网络城市“神经系统”功能，在制定5G移动通信网络规划方案时，要以该地区智慧城市的总体规划方案为主要依据，在其基础上精准合理布局通信基站等设施，有针对性完善弥补智慧城市建设与运行过程中所存在的不足。

2.与政务系统紧密结合。在抗疫期间，部分城市在政务系统中开通“抗疫物资预约功能”，向居民定额发放口罩、消毒液等重要抗疫物资。但由于这类政务服务事项具有短期超高频等特征，导致城市政务系统时常出现瘫痪停摆现象，难以满足海量用户的极限需求，此外，部分机构疫情信息共享不到位、信息无法快速叠加、无法开展主动式精确追踪等问题也时有发生。这就需要在5G移动通信网络规划方案中，优先将重要部门信息化系统接入至移动通信网络中，并做好网络资源分配，确保疫情等“黑天鹅”事件发生时，能够提供及时、准确、高效的政务服务。

3.4网络规划要与人口规模相匹配

在智慧城市发展过程中，城市人口总量与5G移动通信网络用户数量二者有着较为紧密的隐性联系，移动通信网络的活跃用户数量随着人口总量的变化而变化。因此，在制定5G移动通信网络规划方案时，必须着重考虑人口总量、了解人口分布、准确预测变化趋势，在其基础上确定网络总規模、网络总容量以及各地区分布式通信基站密度，实现网络规模与人口规模相匹配。若网络规模过大，则会导致成本过高，造成不必的资源浪费;若网络规模无法满足使用需求，则将难以保证通信网络的稳定运行。因此，工作人员需要提前对所处城市地区做好人口普查，预测发展趋势，为5G移动通信网络规划方案的制定提供参考。

此外，为进一步扩大5G移动通信网络覆盖范围，实现智慧城市由城市中心区域向辖区内乡镇地区延伸，企业可选择在5G移动通信网络规划方案中引入5G网络试点机制，在乡镇地区、人口集中分布地区设置5G网络试点，推进农村智慧化进程。

3.5网络规划要将安全作为重中之重

信息时代使信息交流变得更为便捷，与此同时，信息交流数字化、网络化带来的安全风险也不容忽视。由于移动通信网络中存在大量用户隐私数据，部分不法分子便会选择对网络进行恶意攻击、入侵，通过截取用户隐私来获取不当得利。因此，在智慧城市中规划5G移动通信网络时，务必要将网络安全问题作为重中之重，综合采取各项安全防护技术措施，将保护机制贯穿于信息产生、传输、处理、储存等全过程，始终保证5G移动通信网络安全运行。

结合我国部分城市5G移动通信网络建设经验，常用的网络安全防护措施包括：第一，在网络结构中构建可视化动态监控体系，对网络运行情况进行实时监控检测，及时发现异常、迅速锁定漏洞、快速解决隐患;第二，应用多网合一技术，既可以满足不同用户的通信需求，提供多元化的优质通信服务，同时，还可以构建起安全的信息生活环境;第三，在移动通信网络中设置数据资源支撑系统，遵循“集约统筹”原则构建5G移动通信网络基础体系。

四、结语

综上所述，当前5G移动通信网络正处于起步阶段，在网络建设、技术应用等方面仍面临着诸多问题。因此，必须树立起正确的通信网络规划思路，根据智慧城市实际需求，科学制定5G移动通信网络规划方案，加快城市智慧化发展。

参  考  文  献

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