5G网络技术特点分析及无线网络规划思考

陈为贤

【摘  要】在当代这个信息高速流通的背景下，通信技术有着非常重要的作用，在人们日常生活中占据不可替代的作用。目前，第五代移动通信，即5G，已成为了全球通信领域的研发重点、热点，将是未来移动通信技术发展的一大新趋势。但是，总的来说，目前5G技术还未完全成熟，还有很多细节尚未完善，还无法做到实际的推广。因此，本文对5G网络的关键技术，以及对其无线网络规划进行一定的分析，这对5G通信技术的完善有着积极的意义。

【关键词】5G;无线通信;关键技术;网络规划

伴随着移动通信网络的发展，我国已经经历了2G、3G、4G，目前正在大力研发5G相关工作，立志于占据技术制高点。包括5G的应用业务、其传输频率、组网技术、评估测试验证技术、知识产权等各个方面皆有研究。随着5G通信技术的不断研发，必将给用户带更好的网络体验。

一、5G网络通信系统的关键技术

（一）大规模MIMO技术

经过多年的实践，现在大多都是无线通信系统，都是采用多天线技术，通过实践的检验，可知，多天线技术可以大幅度地提高通信系统的频谱效率。而MIMO信道数量的增加，和收发信号所用的天线数量，具有一定的近似相关关系。因此，5G网络通信，通常也会设置多种数量的天线。但是，一般来说，天线的增多，会造成系统空间的压缩，导致系统的基础性的功能得不到保证。虽说如此，大规模的MIMO技术还是具有很大的优势的，基于OFDMA的波束赋形，可以让多个用户，都能在同一频率内的通信保证信息畅通。而且，也能很好地解决小规模数量基站下的高频谱信息传输。另外，该技术下的抗干扰能力也更加强，从而可以适应一些恶劣网络环境，能够依然保持数据传输。5G网络通信采用了该技术，便能通过天线数量的增加，达到对多个独立空间数据流的支持，大大提高频谱的效率，这也为5G系统的速率、容量需求提供了保障。

（二）全双工技术

全双工技术，是一种使得信息的同时传输、同频率传输的通信技术。该技术在一定程度上，可以大大地的提高频率的利用率，从而达到多频率的信息传输，能够有效改变了传统通信系统无法实现的同频率，以及双向传输的技术难题，因此，全双工技术也是5G网络通信技术中研究的一个重点。5G通信系统采用该技术，可以让无线频谱资源得到更好的利用。目前，5G通信系统所产生的自干扰的现象依然显著存在，这是5G网络通信技术发展中的一个瓶颈。而全双工技术，能够有效地解决该问题，能够让信号自干扰的问题，通过“相互抵消”的方式来进行解决。

（三）NB-IOT技术

5G面向不同需求用户，比如高速率大带宽的实时传输，耗能自然相对大，这也是目前通信业发展中的一大挑战。虽然，目前网络通信所消耗的能源也不是很多，但是却在不断地增长中。这在4G通信普及的时候，也开始大幅度地上升了，一旦5G通信网络系统真的实践推广起来，那就损耗更大的能量，这是全球都面临着的一个严峻的考验。而NB技术正好是为解决能耗问题而研发的节能关键技术，能有效解决通信网络系统中，信息传输过程中的能量消耗问题。该技术具有低功耗、低成本、大覆盖、大连接的优势，可以有效克服目前物联网技碎片化、产业碎片化、应用碎片化的问题。NB技术成为了芯片、模组、系统和平台的产业链。但目前来看，NB-IOT还需要解决产业于生态成熟构建以及性能升级的问题。

（四）超密集组网技术

采用超密集组网技术，能够有效实现通信频率资源的利用率，进一步提高基站的部署密度。但目前，该技术未能得到广泛的应用，主要体现在在部署成本、站址资源、干扰等方面上。但该技术一旦在5G网络通信网络中采用，能够实现通信容量以百倍级的提高。因此，在超密集组网技术的研发中，其研究方向主要是小区虚拟化技术、干扰管理与抑制、回传与接回联合设计等方面，才能在5G通信网络中获得良好的应用。

（五）新型多址技术

采用新型多址技术，可以有效实现免调度传输，使得信令开销降低，接入时延大幅缩短，从而降低通信终端的功耗。同时，还能够进行空/时/频/码域的叠加传输，在多个应用场景下，都能大幅度地提高系统频谱效率。目前，5G新型多址技术方案，包括有多用戶共享接入（MUSA）、非正交多址（NOMA）、图样分割多址（PDMA）、稀疏码分多址（SCMA）技术等。

（六）全频谱接入技术

该技术主要是对不同类型的移动通信频谱资源进行利用以及开发，从而实现通信系统容量的扩大，和数据传输的速率。通常，5G通信优选频段以信道传播特性较好的6GHz以下频段为主，使得其更加具有丰富的空闲频谱资源6GHz～100GHz高频段。

二、5G无线网络的规划

（一）传输网规划

5G无线网络往扁平化发展，这样能避免运营商过分依赖厂家，同时还可以降低光纤资源的投入、占用率，降低各种设备的维护成本。因此没在进行网络结构层次时，要逐步实施，首先要将OTN的优势充分进行利用，比如其承载颗粒大，容量易扩展，后续再慢慢转移到PTN网络结构上来，这样便能够提高PTN网络带宽，减少网络层次架构。

（二）CU-DU架构规划

5G通信网络不同于4G，其是由CU、DU和AAU三级结构来组成的，其把BBU拆成变为了CU和DU，一方面CU放在云端，而DU便能够部署在远端，从而实现中心化管控。而所对应的承载网也分为三级，首先是核心网，从省网下沉到城域网，由原先的EPC拆分成NewCore、MEC，前者云化布局主要在城域核心的大型数据中心，后者则位置更低的中小型数据中心。

目前来说，解决5G前传承载有三种方案，包括光纤直连、无源WDM以及有源WDM/OTN方案。光纤直连，主要是BBU与每个AAU的端口进行“点到点”的组网，会占有较多的光纤资源;无源WDM，主要是利用一根光纤来提供多个AAU到DU的连接;而有源WDM/OTN方案，主要是通过OTN来进行管理以及保护，从而保障其质量。

（三）5G站点网络规划

由于5G的工作频段比较高，基站覆盖半径比较小，因此在进行网络规划时，要注重与城市场景的深度结合。

首先，对于城市重大的基础设施，由于这是社会发展、人们生活、城市安全运转的基本保障。所以5G网络规划要紧跟城市规划设施建设的脚步，要进行远期需求的考虑，与其他的信息通信设施进行共建共享，环境和谐。

同时，对于新建住宅小区及商住楼，由于5G基站的频率比较高，而其覆盖的范围比较小，这样便很难保障全小区的优质的网络覆盖的质量。因此，在建设网络中，应该要大量使用的小基站，这中基站体积比较小，方案简单，又能有效满足密集组网的需求。在规划中，要保障不破坏建筑原有风貌，又能实现5G网络的优质覆盖。

另外，在城市街区、广场这些地区，在进行5G网络规划时，不单止要考虑到现有网络站址，还要的考虑新建站址，这一直以来都是网络规划的难题。因此与社会公共资源的共建共享，也是5G网络进行规划的重点。网络规划要以最大化利用为原则，要综合考虑其在城市规划中的功能，整合各种信息资源、设施功能等，从而进一步提高社会的经济效益。

参考文献：

[1]熊必成.5G网络通信技术应用的前瞻性思考[J].信息通信，2014，（11）：230-332.

[2]杨绿溪.面向5G无线通信系统的关键技术综述[J]。东南大学学报，2015（09）.

[3]张洪丽.浅议5G无线通信技术概念及相关技术[J].通讯世界，2015，（12）：23-26

（作者单位：中国移动通信集团广西有限公司南宁分公司）