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5G网络规划与建设思路探讨

发表时间：2021/6/15 来源：《基层建设》2021年第6期作者：熊坤向博

[导读] 摘要：随着经济的发展，我国的现代化建设的发展也有了提高。

        中国铁塔股份有限公司成都市分公司四川成都 61000
        摘要：随着经济的发展，我国的现代化建设的发展也有了提高。大数据时代的到来下，对数据信息的传输容量、传输速率等提出更高的需求。在通信技术与行业发展的深度融合下，5G通信网络的建设，可进一步实现数据信息的高效率整合，为数字化产业的建设及发展提供技术支撑。基于此，文章以大数据时代为景，分析出5G网络规划难点，并对相关规划方法进行研究。
        关键词：5G网络规划；建设思路；探讨
        引言
        现阶段，5G网络技术已经逐渐应用到我国的各个行业和领域当中，促进我国各个行业和领域效率的提高和技术革新。在此背景下，必须要做好5G无线网络的规划设计工作，以实现技术效益的最大化发挥。5G网络在频谱、空口和网络架构上制定了跨代的全新标准，以满足未来的应用场景。而这些新标准、新技术，给5G无线网络规划领域带来了很多挑战。需要根据5G技术特点来对其进行具体的规划设计。
        1、5G网络规划难点
        5G网络的建设，可进一步实现云环境下的数据高效率传输，打破固有网络传输速率的局限。但从5G网络实际规划形式来看，受到不同网络层的限制，数据信息在跨层传输时，难以在不同层面内实现数据的同步映射，这就造成数据空间定位存在一定的偏差。与此同时，在后续数据传输过程中，如果当前网络面临着升级的状态时，受不同传输节点的空间限制，将拉低信息传输效率。4G向5G升级的过程中，SA、NSA的组网模式也呈现出一定的分歧，受限于经济成本问题，大部分5G规划是由NSA向SA逐步拓展的，即为NSA是一种过渡平台，这就造成原有4G网络与5G网络在处理信息时，产生一定的数据耦合性，进而延伸出站址约束的问题，这需要在实际组网过程中，针对所产生的数据对接问题进行处理。此外，5G频段高导致其频射范畴较小，对区域内基站数量以及离散度要求较高，基站之间必须符合高密度组网的需求，才可进一步增强信号传输质量。但要满足上述条件，必然加大工作难度与经济成本，在一定程度上降低5G网络的规划质量。
        1.1新频谱带来的挑战
        为满足超低时延、超高速率、海量连接需求，5G网络可用频谱除了Sub6G，还包括业界关注的28/39G等高频段。高频对无线传播路径损耗更敏感，不同频段存在不同的使用规则和约束，这使得频谱规划也变得更加复杂。另外，5G频率更高，存在覆盖范围小等特性，这对站址和工参规划的精度提出了更高的要求，这些要求也会带来规划仿真效率、工程成本等方面的挑战。
        1.2 新空口带来的挑战
        大规模天线（Massive MIMO）是5G的关键技术之一，该技术对无线网络规划方法的影响也很大，其采用用户级的动态窄波束以提升覆盖能力，不再是扇区级的固定宽波束；同时，为了提升频谱效率，采用多用户-多输入多输出技术（MU-MIMO），即波束相关性较低的多个用户可以同时使用相同的频率资源，从而提升网络容量。可见，传统的网络规划方法已无法满足Massive MIMO下的网络覆盖、速率和容量规划。需要开展很多有挑战性的课题研究，包括MIMO天线的3D精准建模，基于速率仿真和网络覆盖建模，基于网络容量和用户体验建模等。
        1.3 新业务带来的挑战
        将达成用户需求作为网络建设的目标，围绕业务需求和用户体验进行网络建设已成为行业共识，其具体规划方法涉及的关键能力包括：业务识别、规划仿真、用户体验评估等。根据业务类型的体验需求特征，不同的5G业务要求，规划的侧重点也有所不同，具体如下：
        （1）mMTC：对连接数量和耗电/待机的要求较高，规划时需侧重考虑覆盖率。
        （2）uRLLC：对可靠性和低时延的要求很高，规划时需侧重考虑覆盖的连续性。
        （3）eMBB：要求移动网络为8K高清视频、AR/VR等新业务提供良好的用户体验，规划时需侧重考虑网络容量。

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        针对5G新业务在时延、待机、可靠性等方面的体验需求，当前在仿真预测、评估方法、以及规划方案等领域均处于空白或刚起步的阶段，面临非常大的挑战。
        1.4新场景带来的挑战
        因大量新业务的引入，5G应用场景将远远超出了传统移动通信网络的范围，包括：
        （1）物联网络：面向各种垂直行业的物联新业务，如工业4.0、智能抄表、智能停车等，其应用场景大大超出了人的活动范围。
        （2）移动热点：eMBB业务需求速率向100Mbps发展，人群的移动和聚集会带来大量的移动热点场景，需要有超密组网场景的网络规划方案。
        （3）低空/高空覆盖：很多国家明确提出了通过移动通信网络为低空无人机提供覆盖和监管的需求；高空飞机航线覆盖，5G为飞机航线提供高速数据业务。
        对于这些应用场景，无论是相关的传播特性、还是组网规划方案，目前基本是空白，需要开展相关的课题研究
        1.5站址天面空间利用难点
        与传统的4G网络格局相比，5G基站的设计与建设对实际场地需求较高，3G、4G网络的RRU在5G网络结构中无法实现通用，从5G基站的建设形式来看，AAU+结构的布局，是对原有RRU+进行结构层面的优化，通过天线集成，实现二维平面阵列的建构，但两者属于独立的系统，不能兼容。对于企业来讲，大多数是以现有的4G网络为独立部署，如果在现有结构上添设5G网络，必然出现既有站址天面空间不足的现象，进而影响站址利用率。此外，从设备重量方面来讲，由于5G天线、射频装置属于集成系统，远高于4G设备，间接加大施工难度。
        2、基于5G网络的智慧城市移动通信网络规划
        2.1城市总体规划
        现阶段，新媒体技术被广泛运用，带来了业务数据和移动数据的巨大的改变，智慧城市深入发展不能够与通信网络脱离，在对网络规划的过程中，需要将工作重点放在城市总体规划上，促使5G网络运行可以为城市规划带来更为全新的形态。在对智慧城市进行建设时，要从用户流量和数量着手，运用集约统筹类网络框架体系当做切入点，从而逐步提升通信基站质量，促使移动基站网络进一步共享，以便于实现5G网络全面覆盖。同时需要重视对农村地区的网络规划进度提升，以便5G网络能够真正地惠民利民，促使无线网络覆盖范围显著提升，将服务优化摆在最为关键地位。5G网络能够在智慧城市中发挥出最佳的影响和作用。
        2.2信息防护规划
        信息安全一直是信息时代发展过程中的关键问题。在对智慧城市进行建设的过程中，需要大力对5G网络进行规划和优化，更需要将信息安全摆在核心位置，提升各类防护措施，从而规避网络环境内的恶意攻击，构建出相对科学和安全的网络安全体系，运用流量数据对网络规划思路进行搭建，做好数据生成环节、传输环节、存储环节和整理环节等多个环节的防护工作，以便于将体验当作是核心服务。在对安全技术进行灵活运用时，需要从数据分析，应急处理和运行等各个层面上将体系构建，动态化得以实现，从而能够解决各类突发性网络事件，建立起安全全面的防御系统，特别是在运行方式倾向于投资多元化的状况之下，更需要对技术领域需求进行满足，解决有关的技术问题，确保5G网络布局更具安全性。
        结语
        综上所述，5G网络技术在现阶段我国的社会发展中已经得到了广泛的应用。通过合理布局无线网络规划、加强5G网络技术与关键技术的融合、以用户为中心进行网络规划、5G接入无线网络的试点工作等步骤来对5G无线网络进行规划和设计，不仅能够充分发挥5G网络技术在现代社会中的作用，还能够促进我国移动通信技术水平的提高。
        参考文献
        [1]才旦次仁.5G网络技术特点及其无线网络规划设计[J].中国新通信，2020，22（16）：54.
        [2]赵志强.5G网络技术特点及其无线网络规划设计[J].信息与电脑（理论版），2020，32（02）：150-151.