5G通信技術(shù)施工及建設(shè)研究

王振浩

【摘要】本文對新時期5G通信技術(shù)施工建設(shè)所面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了簡要分析，在施工中還需要結(jié)合當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)實際運(yùn)行能力以及維護(hù)水平等因素進(jìn)行考量，促進(jìn)5G通信和原有網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合，有效解決5G通信技術(shù)施工建設(shè)中的各種問題，為5G通信技術(shù)發(fā)展注入全新活力。

【關(guān)鍵詞】5G通信技術(shù);施工建設(shè);基站建設(shè)

中圖分類號：TN92 ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1673-0348（2020）016-016-03

Analysis on Construction and Construction of 5G Communication Technology

Wang Zhenhao

（Shenzhen Telecom Engineering Co.， Ltd.， Shenzhen 518020， Guangdong）

Abstract：This paper briefly analyzes the challenges of 5g communication technology construction in the new period. In the construction， it is also necessary to consider the actual operation capacity and maintenance level of the current network， promote the organic integration of 5g communication and the original network， effectively solve various problems in the construction of 5g communication technology， and inject new vitality into the development of 5g communication technology.

Keywords：5G communication technology; construction; base station construction

隨著人們對通信要求的逐漸提升，原有通信方式已經(jīng)無法滿足人類日益增長的需求。5G通信技術(shù)是在4G通信技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化和創(chuàng)新，進(jìn)一步提高了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率和通信質(zhì)量，在一定通信范圍內(nèi)能夠覆蓋大面積網(wǎng)絡(luò)，提高人們通信質(zhì)量。

1. 5G通信技術(shù)的概述與主要特征

5G通信技術(shù)是當(dāng)前最新的蜂窩移動通信技術(shù)，該技術(shù)相較于以往的4G通信技術(shù)和3G通信技術(shù)，在信息數(shù)據(jù)的傳輸速度、網(wǎng)絡(luò)覆蓋率以及能源節(jié)省等方面得到明顯的優(yōu)化。5G通信技術(shù)的核心優(yōu)勢就是信息數(shù)據(jù)的傳輸速率，相較于4G通信技術(shù)最高的數(shù)據(jù)傳輸速率快100倍。因此，5G通信技術(shù)具有以下主要特征：

第一，頻譜資源利用率高。在5G通信技術(shù)的背景下，高頻帶的頻譜資源的應(yīng)用范圍將會逐漸擴(kuò)大。但從當(dāng)前的應(yīng)用現(xiàn)狀看來，高頻帶的頻譜資源的使用效率仍受到一定的約束，主要是來自于高頻無線電波普及的干擾作用力。對于無線通信而言，若是干擾點存在于網(wǎng)絡(luò)終端與設(shè)備終端之間，則會影響信息數(shù)據(jù)的有效傳輸，更加無法同時、同頻進(jìn)行傳輸。因此，5G通信技術(shù)通過應(yīng)用全雙工技術(shù)，以4G通信技術(shù)為基礎(chǔ)，將傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)提高一倍，提高了頻譜的利用率。同時，在5G通信技術(shù)中，還將信號裝置技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，從而使該技術(shù)獲得最佳信號。

第二，增強(qiáng)了通信網(wǎng)絡(luò)性能。以往傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)在對所傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)進(jìn)行廣播時主要依靠的是編譯和解碼的方式。但5G通信技術(shù)不僅局限于這一種方式，該技術(shù)能夠多天線、多點的對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)作式傳輸。不僅如此，5G通信技術(shù)還能夠逐點突破各個位置的通信需要和用戶，從而對通信網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行增強(qiáng)、優(yōu)化。

第三，5G通信技術(shù)具有較低的功耗。5G通信技術(shù)不僅優(yōu)化了上述方面，同樣優(yōu)化了LTE協(xié)議。具體而言，就是在蜂窩網(wǎng)絡(luò)上安裝了eMTC，這導(dǎo)致使用者能夠根據(jù)自身實際需求在一定范圍內(nèi)對基帶進(jìn)行合理、有效的設(shè)定，該設(shè)備所支持的射頻是1.4MHz，這意味著使用者對現(xiàn)存的LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問。而且eMTC能夠支持上行鏈路和下行鏈路，從而優(yōu)化了峰值速率，經(jīng)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查結(jié)果表明，最高可達(dá)到1Mbps。而建立在蜂窩網(wǎng)絡(luò)上的NB-loT，所消耗的寬帶極少，僅有180kHz。而且，還能夠?qū)SM網(wǎng)絡(luò)以及LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效部署。一方面極大的降低了網(wǎng)絡(luò)部署成本，另一方面有效實現(xiàn)平滑升級。

2. 5G通信技術(shù)施工挑戰(zhàn)

2.1 多天線業(yè)務(wù)下的建設(shè)工作

5G通信技術(shù)初期建設(shè)環(huán)節(jié)，假如企業(yè)選擇NAS架構(gòu)模式，促進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)和4G網(wǎng)絡(luò)的全面耦合，便會使互相配置操作復(fù)雜化、產(chǎn)生站址約束等問題，在SA后續(xù)演進(jìn)中還應(yīng)該針對網(wǎng)絡(luò)實施大規(guī)模調(diào)整。因為5G通信技術(shù)基站覆蓋范圍小，頻段高，所以在施工中需要選擇高密度組網(wǎng)，擴(kuò)大站型數(shù)量，如此便進(jìn)一步擴(kuò)大了無線網(wǎng)維護(hù)、建設(shè)和規(guī)劃難度，增加工作量。

5G通信技術(shù)施工建設(shè)中通常選擇波束賦形以及MASSIVEMIMO等各種天線技術(shù)，為此針對5G通信技術(shù)實施規(guī)劃中，除了需要結(jié)合頻率和小區(qū)等因素進(jìn)行考慮同時還應(yīng)該不斷補(bǔ)充、創(chuàng)新和優(yōu)化，滿足各個場景覆蓋條件，提高干擾控制難度，威脅到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行規(guī)劃相關(guān)優(yōu)化創(chuàng)新。

5G通信工程中，網(wǎng)絡(luò)部署應(yīng)該以EMBB業(yè)務(wù)需求為基礎(chǔ)實施網(wǎng)絡(luò)部署，從而進(jìn)一步滿足公眾對于寬度業(yè)務(wù)要求。后期建設(shè)工程中，選擇大規(guī)模、延遲通信率低、可靠性強(qiáng)的URLLC，其負(fù)責(zé)工業(yè)和垂直行業(yè)控制等內(nèi)容，使業(yè)務(wù)感知需求以及網(wǎng)絡(luò)區(qū)域部署之間產(chǎn)生巨大差異，為此應(yīng)該由運(yùn)維人員以及施工人員全面展開大范圍網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，形成全新載波。

2.2 基站建設(shè)問題

因為天面空間不夠完善，如果因為5G通信技術(shù)而轉(zhuǎn)移天面，整合為統(tǒng)一天線，便會影響2、3、4G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。和4G宏站RRU加天線的安裝手段相比，5G宏站安裝中通常都是選擇AAU方法，促進(jìn)RRU和天線的有機(jī)結(jié)合，其中涵蓋128或192天線陣子，共同組成二維平面的有源天線。但因為5GAAU內(nèi)天線不能和RRU有效拆分開來，所以無法和2.6G、2.1G以及1.8G等頻段兼容，為此只能選擇當(dāng)下現(xiàn)有2、3、4G無源天線構(gòu)成互相獨立分布狀態(tài)，三扇區(qū)內(nèi)5G宏站還需要再次設(shè)置三個擁有龐大體積的AAU設(shè)備，從而對原有2、3、4G天面空間進(jìn)行互相爭奪，特別是聯(lián)通、移動和電信運(yùn)營商相關(guān)共享站址，容易導(dǎo)致站點失效問題，提高5G網(wǎng)絡(luò)選址、建設(shè)難度。

2.3 在基站規(guī)劃方面面臨的挑戰(zhàn)

在人工智能以及物聯(lián)網(wǎng)等方面，5G通信技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。而在5G通信技術(shù)施工過程中，基站的合理規(guī)劃也是難點之一。5G通信技術(shù)與以往的4G通信技術(shù)以及3G通信技術(shù)具有較大差異，其中不同點之一就是5G通信技術(shù)所需的網(wǎng)絡(luò)天線數(shù)量較多?？梢灶A(yù)見到，未來將會出現(xiàn)5G通信技術(shù)與3G、4G通信技術(shù)并存的情況。但在5G通信技術(shù)所需網(wǎng)絡(luò)天線數(shù)量上升的前提下，我國基站需要處理的信息數(shù)據(jù)增加，這會造成基站負(fù)荷較重、基站能量消耗嚴(yán)重以及基站與無線網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)傳輸端口接入設(shè)施建設(shè)的要求更為嚴(yán)格等。不僅如此，在多種信息數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)同時存在以及5G通信技術(shù)信息數(shù)據(jù)傳輸頻率提高的基礎(chǔ)上，會直接弱化基站的覆蓋面積，為基站規(guī)劃工作提出了更高的要求。

3. 5G通信技術(shù)建設(shè)發(fā)展

3.1 布設(shè)5G SA網(wǎng)絡(luò)

和SA組網(wǎng)相比，選擇NAS架構(gòu)模式，能夠提高對于4G網(wǎng)絡(luò)的依賴性，同時對終端射頻性能也提出較高要求，提升了網(wǎng)絡(luò)階段演進(jìn)復(fù)雜性。同時盡管5GNSA初期建設(shè)中，不會和SA一樣對CAPE提出較高要求，但因為在持續(xù)的演化中，形成新型POEX、CAPEX，導(dǎo)致整個TCO無法實現(xiàn)最佳效果，所以建設(shè)5G通信技術(shù)工程中，相關(guān)運(yùn)營商從技術(shù)角度入手，需要優(yōu)選SA組網(wǎng)模式。

5G通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中需要投入大量資源，想要有效回收投資成本，則需要耗費大量時間，為此國家政府可以積極鼓勵支持運(yùn)營商組成5G通信共享技術(shù)研究，進(jìn)一步擴(kuò)展5G通信在傳輸、天面、機(jī)房、頻率資源以及共享渠道等方面的共享共建渠道，避免因為無序競爭所產(chǎn)生的不相關(guān)項目之間的資本重復(fù)投入，有效節(jié)約國有資產(chǎn)。天線報桿承重具有較高要求，大部分燈桿站都不能滿足相關(guān)安裝要求。5G相關(guān)AUU體積龐大，重量大，迎風(fēng)面積廣，因此對于天線抱桿要求也相繼提升。

3.2 提高5G部署效果

5G通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，通常都會選擇高頻段方法，進(jìn)而限制了5G通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍和覆蓋能力，提高了5G通信技術(shù)工程建設(shè)成本。針對該種問題，則需要快速推廣低頻資源重耕等措施，提高5G通信網(wǎng)絡(luò)布設(shè)效果，節(jié)約投資成本。5G通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中會產(chǎn)生大量碳排放與能源消耗，影響5G機(jī)房建設(shè)。為此需要國家層面積極推出有效的扶持政策，相關(guān)科研單位和企業(yè)需要對5G節(jié)能技術(shù)進(jìn)行深入研究，快速攻破技術(shù)攻關(guān)，合理控制5G通信運(yùn)行能耗，促進(jìn)5G通信工程實現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展。當(dāng)下5G通信技術(shù)中突出特征為分層解耦與云部署，其都是以NFV技術(shù)作為基礎(chǔ)支撐。在虛擬技術(shù)和云計算技術(shù)快速發(fā)展背景下，可以在獨立物理服務(wù)器內(nèi)設(shè)置服務(wù)器，順利完成并行處理操作，迎合網(wǎng)絡(luò)峰值需求。同時還可以把通信網(wǎng)絡(luò)需求當(dāng)成主要依據(jù)，提供相關(guān)資源，如此能夠提高服務(wù)器布設(shè)效果，幫助系統(tǒng)快速排出故障問題，實現(xiàn)高效管理。

3.3 解決基站分布問題，采用分布式規(guī)劃模式

如上所述，各方面因素的堆積導(dǎo)致5G通信網(wǎng)絡(luò)基站的規(guī)劃工作難以有效開展，針對此情況，可采用分布式對基站進(jìn)行規(guī)劃，也就是使用DU+AAU的模式，該模式最大的優(yōu)勢就是能夠緩解來自機(jī)房數(shù)量對網(wǎng)絡(luò)的阻礙，從而使網(wǎng)絡(luò)信號能夠有效傳播，增強(qiáng)信息數(shù)據(jù)傳播與傳輸?shù)挠行浴＞唧w而言，相關(guān)人員在應(yīng)用分布式對5G通信網(wǎng)絡(luò)基站進(jìn)行規(guī)劃時，第一，需要先對DU進(jìn)行處理，所采用的方式一般是集中模式處理。第二，在對DU處理完畢后，還要對AAU遠(yuǎn)端進(jìn)行合理的放置。具體措施是在面板或是對應(yīng)的支撐桿上放置AAU遠(yuǎn)端，主要是為了解決網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)調(diào)問題，通過該手段能夠有效降低協(xié)調(diào)難度。除此之外，在對5G通信網(wǎng)絡(luò)基站進(jìn)行規(guī)劃時，規(guī)劃人員應(yīng)以資源共享作為規(guī)劃基礎(chǔ)，避免資源浪費情況的發(fā)生，提升各項資源的使用率，從而促進(jìn)其可持續(xù)發(fā)展。5G通信技術(shù)工程中的基站建設(shè)如圖1所示。

4.結(jié)語

綜上所述，5G通信技術(shù)工程是一項較為復(fù)雜的工程，并不是短時間內(nèi)可以一蹴而就的，在施工中還需要結(jié)合當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)實際運(yùn)行能力以及維護(hù)水平等因素進(jìn)行考量，促進(jìn)5G通信和原有網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合，有效解決5G通信技術(shù)施工建設(shè)中的各種問題，為5G通信技術(shù)發(fā)展注入全新活力。

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