浅析4G网络向5G演进方案

聂祥

5G网络在不断的发展之下，已经确定即将在2025年之前实现商用化，当前5G网络的应用场景主要包括eMBB、mMTC和uRLLC三种，分别涵盖了移动宽带领域、物联网通信领域和控制领域。世界市场中，4G技术早已经普及多年，并且也给人们的日常生活带来飞跃式的改变，促进整个社会的发展，包括移动支付技术等。在拥有4G技术支撑之后都迎来更加快速的发展。而随着人们不断的改善自己的生活，对于通信技术的需求也在不断的上涨，而这种需求也是推动通信技术不断发展的动力。在这种背景之下，我国的通信界开始着手5G技术的协议标准制定。众所周知，我国在4G技术上曾经落后世界，那么当前在5G技术上领先世界进行也成为国家和人民的诉求之一，为了更加快速的实现5G网络的应用，开始积极寻求合理的演进方案，提升用户体验。

一、4G网络演进为5G的可行性

（一）建设超密组网实现CRAN架构集中化

随着用户的快速增长，当前的网络在满足用户需求方面已经越来越吃力，所以建设超密组网来实现CRAN架构的集中化，能够尽量满足用户们日益膨胀的体验需求，在4G网络当中，通过CRAN的改造，能够将BBU更加集中在一起，并且让网络建设工作能够应用架构集中化。将不同通信站的BBU整合在一起并叠加，增加通信速度，尽量减少延迟情况，并统一管理BBU当中的资源，让区间内所承受的干扰能够尽量做到最小化，并且在不同的小区通过基站建立密切的联系，能够让网络性能进一步提升，满足用户的各种不同需求。并且在处理5G的云集中架构过程中也能够将运营成本尽量降低到可以承受的范围之内。在4G基站的新建工程当中，可以将 BBU最优先选择，并集中到一起，让RRU的组网模式能够尽量远拉，当前的基站也需要进行一定的改造，但是改造之前一定要确定基站的条件满足改造需求，并且让BBU能够顺利迁移到BBU的集中设置点中。射频拉远能够成为5G改造建设的首选方案，很大程度上是因为通过CRAN集中建设能够将资本性支出和运营成本尽量降至最低。

在今后的社会发展过程中5G肯定要遵循以人为本的服务理念，尽量满足客户的需求，以客户为主体开展建设，而提升用户体验也是5G改造的基础理念。当前我国的通信技术当中VoLTE的无感知已经自动开通，而使用VoLTE的用户也开始呈现直线性增长的趋势，在这样的环境下，带来机遇的同时也给当前网络的容量是否能够满足用户需求，和用户使用过程中是否能够保证完全安全带来威胁。面对这样的问题，我们要做的就是积极通过杆站对VoLTE进行加密，并且大面积覆盖，提升安全性，经过调查结果表明，如果能够将加密过的D-MIMO化干扰当做容量的话，能够让用户的体验上升近三分之一，并且在提升容量的同时也能够增加覆盖面。这种方法也能够在一定程度上，加快超密组网的建设速度，实现以人为本的服务理念，打下坚固的5G网络架构基础。

二、4G网络向5G化演进的方案

（一）集中化组网方案

集中化组网方案的最终目的就是满足架构集中和超密组网的需求。所以集中化组网方案可以说是基础方案之一，我们为了能够提升方案的应用性，将其称之为Cloud BB方案，其中Cloud技术在近年来的互联网当中非常受欢迎，Cloud BB方案是将光纤连接作为基础，将基带资源通过光纤连接集中化处理，并且部署到各个区间，让无线网能够通过云化组网接入到网络层当中。而基带处理资源则是在不同的区间和站点更加迅速的实现调度工作，每个站点的BBU都会在Cloud BB当中集中在一起并且叠加，在加快速度的同时降低延迟，将不同的设备在这个过程中互联在一起。而BBU簇内的资源统一协调管理和不同站点之间的干扰协同处理等手段，能够让区间内的干扰有效降低，并且大幅度提升区间边缘的速率，有效实现4G向5G技术的提升。

（二）先行性技术方案

无论是4G+技术还是5G技术都需要3D-MIMO的支撑，3D-MIMO主要是利用大规模的二维天线阵列，来实现端口的增长，并且也可以让波束方向在水平和垂直两个维度当中任意的改变，这种方式类似于雷达，在波束方面拥有更加强大的针对性，占用的空间较小，并且也能够更精准，通过这种技术能够让终端所接收到的信号能量大大提升，并且让区间当中的覆盖更加准确。在这个过程中，垂直和水平两个维度能够让3D-MIMO充分利用增强自由度，并且在同一时间和频率当中能够给更多的用户提供服务，让系统容量得到有效提升，同时因为区间当中的垂直维度波束方向得到有效的协调，区间当中的干扰也得到了有效的减少。

经过调查数据分析，可以发现3D-MIMO相比起来，能够给用户提供更加高效的接受和发送效率，并且可以满足的用户数量也非常大。想要实现4G技术向5G技术的演变就需要这样的核心技术作为后方支撑，保证5G网络在使用过程中的稳定性，而且3D-MIMO技术对于5G网络来说也是在很多无法实现深度覆盖的场景或者是容量需求更高的场景所必需的技术。

（三）AAU+BBU松耦合方案

AAU在AAU+BBU松耦合设备架构方案当中扮演的主要角色是将原站点的天面更加快速的更换安装，通过射频设计的技术支持，能够让AAU硬件在5G演进的过程中发挥更大的效用，并且在今后的使用过程中如果遇到需要升级的情况，能够将这些繁琐的操作集中到BBU侧当中开展，从而减少使用过程中的改造次数。

BBU则是在分布式架构的基础中，通过多插卡的方式，将BBU进行更大容量的扩张，从而实现更加便利的操作，不需要通过登上通信塔来开展难度较高的操作，并且性能的提升诉求也可以以BBU为依据，来增加或者升级基带所需要的单板。站点的天面如果能够稳定不变，那么BBU侧的支持协议就可以通过不断的升级来满足5G的需求。

AAU和BBU结合在一起，进行基站分布，并且形成架构基础，就是AAU+BBU松耦合设备架构方案，通过AAU+BBU松耦合设备架构方案能够让3D-MIMO的天面能力更好的发挥，并且将网络性能进一步提升，让3D-MIMO天面建设能够在稳定性上得到进一步提升，减少过程当中出现错误的情况。并且通过AAU+BBU松耦合设备架构方案也能够让3D-MIMO天面建设在使用过程中保持稳定性，避免使用过程中出现故障导致维修人员需要进入基站或者通信塔进行维修而带来的危险。此外将AAU+BBU松耦合设备架构方案应用到工程建设和网络维护工作当中，可以让传统宏站的建设集成优秀的经驗，并且现网光纤和机房的资源也能够得到最大化利用，让网络使用过程的维护和体验能够协调统一，也能够为更加集中的部署Cloud BB打下坚固的基础，并且让5G的演变过程更加平滑和顺利，提升平台的服务能力，实现完整的构建工作。

三、结束语

综上所述，5G是未来通信社会的必然趋势，而更加快速的实现5G化也能够让我国领先于世界，满足用户的需求，实现4G到5G的过渡，并且尽量降低在过渡过程中所使用的成本，提升未来社会通信技术的竞争性。