5G无线网络规划与设计分析

江 帆

（江西省邮电规划设计院有限公司，江西 南昌 330002）

0 引 言

如果说传统的4G网络是连接人的网络，那么当前不断发展的5G网络，就是能够连接人和世间万物的网络。此外，在5G时代来临之时，无线网络的主要业务类型也会从传统的以语音为主的业务，逐渐转变为数据业务，同时业务量还会呈现出爆发式增长的趋势。而为了使得5G时代的用户体验速率能够获得与时俱进的提升，同时为用户提供更加可靠的网络服务，相关技术人员就必须灵活使用空中接口等技术，来提高5G网络的应用水平。最后，还必须使用新的组网架构方式以及新的业务模式，来满足5G时代用户的网络使用需求。而本文也将以此为基础展开深入分析，以探究5G时代的网络规划和设计方法。

1 5G时代的无线网络规划工作所面临的挑战分析

1.1 业务类型多样化趋势带来的挑战分析

在5G时代背景下，由于无线网络的业务类型越来越丰富，而不同的业务类型对5G网络的运行性能所提出的要求也不尽相同，因此，设计人员在进行网络规划的时候，也必然会面临越来越多的挑战[1]。例如，eMBB场景就要求5G网络技术不仅要为用户提供具有良好的移动性和连续性的业务服务，而且要使得高清视频以及VR等业务的客户能够体验到更高的网络速率。又比如mMTC等业务，由于具有海量连接、小数据包等特点，因此要求5G网络必须在连接数密度方面达到较高的水平。此外，诸如uRLLC等业务，由于需要为用户提供可靠性较强的应用服务，因此也对5G无线网络提出了更高的稳定性要求。从总体上来看，不同的业务场景对于5G网络的实际需求存在较大的差异，而这一业务多样化的趋势在未来也必然会得到进一步的发展。因此，5G网络的规划和设计人员必须不断提高自身的技术研究水平，才能够满足现代化无线网络用户的实际需求。

而从当前的发展情况来看，在面对各类新兴的业务所提出的网络可靠性以及时延效果等方面的新要求时，我国的运营商仍然缺乏有效的应对方案。同时，针对于多种应用场景同时存在的情况，5G运营商是否能够开发出有效的网络规划方案，以此来提高网络的综合性能，也成为了一个不容忽视的挑战。

当前我国的5G网络规划人员一直在以优化业务体验为目标，不断提高无线网络建设效率。而技术人员是否能够将5G网络的规划方案和各类业务需求进行相互的匹配，并借助多种有效的手段，来提升5G网络的建设效率，将会在很大程度上对5G网络的应用前景产生不容小视的影响。

1.2 频谱复杂性带来的挑战分析

要想有效提升5G无线网络的容量大小及其传输速率，技术人员就必须致力于在增加频谱带宽方面进行更为深入的研究。传统的移动通信系统在进行频谱规划的时候，一般都会将频谱集中于3 GHz以下的范围。因此，频谱资源从整体上来看一直处于较为稀缺而且拥挤的状态。而如果能够将频谱的带宽提高到3 GHz甚至是6 GHz以上的范围，那么5G网络的运行速率以及所能承载的业务容量就能够得到极大的扩展[2]。从当前我国主要使用的5G频谱大小来看，主要有如下3种类型。第一，2.6 GHz的频谱，这种频谱已经被广泛应用于LTE网络的建设过程中。第二，3.5 GHz的频谱；第三，4.9 GHz的频谱。这两种频谱作为5G网络最新增加的高频段，由于其应用特点和传统的频谱之间具有较大的差异，因此，5G网络规划人员只有采用更加精细化的方式来对网络方案进行设计，才能够满足这两类频谱的应用要求。

具体来说，5G网络在进行规划工作的过程当中，会由于频谱复杂性不断增加而遇到如下四方面的困难。

第一，如果使用全频谱接入的方式来对5G网络进行规划，那么技术人员就必然会面临高低频协同规划方面的难题。而这一问题主要是由于高低频谱在传播过程当中的特性和要求不同所致[3]。

第二，技术人员必须针对于3 GHz以上的频谱资源，来开发精度水平更高的传播模型，以此来优化5G网络的实际使用效果。

第三，由于高频段的信号在进行传输的过程当中，容易受到外部多种因素的影响而出现穿透损耗的问题，因此，规划人员要想对室内外不同场景的网络方案进行有效的规划，必然会面临较为复杂的技术难题。

第四，技术人员还必须有效解决同频段不同类型的业务网络之间经常出现的相互干扰的问题。

技术人员只有充分考量和把控多种影响因素，才能够解决5G网络应用过程当中所面临的一系列问题。

1.3 空中接口差异性带来的挑战分析

和传统移动网络的接口方式相比，5G网络由于引入了Massive MIMO等各类先进的接口技术，因此也能够在满足不同业务场景需求时，体现出更为强大的综合性能，如时延性更佳、体验速率更快等[3]。但是这样一来，5G技术人员也必须在进行网络规划工作的时候，面临更多由空中接口差异性所带来的阻碍及挑战。

5G网络使用的测量方式有两种，第一种是SS，第二种则是CSI-RS。具体来说，技术人员要想对SS-RSRP抑或是SS-SINR进行有效的测量，不管是在其处于空闲态还是连接态时，都可以展开相应的测量操作。但是诸如广播束的数量等因素，都会对其测量效果的准确性产生极大的影响。此外，技术人员要想对CSI-RSRP进行测量，就必须在其处于连接态时展开操作。总的来说，5G研究人员只有致力于选择最为合适的网络覆盖评估指标，才能够满足现代化网络应用过程的各种测量需求。

此外，5G网络还具备一个显著的优势，那就是能够支持广播波束赋形。技术人员可以通过对权值进行调整以及合理化的设置，来生成能够满足不同场景业务需求的赋形波束。和传统的LTE比起来，5G网络虽然能够在权值灵活度方面表现出更为优越的性能，但是技术人员也必须深入研究有关权值配置以及迭代的相关课题，才能够提高此类技术应用过程的有效性。

1.4 5G密集组网带来的挑战分析

由于5G网络在运行过程当中对于速率以及容量的要求较高，因此，只有在对其进行网络规划的过程当中选择密集组网方案，才能够满足5G网络的实际运行需求。和传统的3G和4G网络相比起来，5G网络的站点需求量显然更高。而在进行密集组网规划的过程当中，5G技术人员也面临着来自于多个方面的挑战。例如，在对原有的站点进行改造的过程当中，存在新旧技术交接方面的难题。而在选择合适的管线材质和资源的时候，同样也面临着巨大的难题。

2 5G无线网络规划时的基本方法

虽然在实际的网络规划过程当中，5G技术人员不仅要处理来自业务需求多样性以及频谱复杂性等多方面的技术难题，在选择站址时，也面临着较多的阻碍，但是5G网络自身所独有的极佳的性能以及高超的灵活性，也能够在很大程度上为技术人员的网络规划工作补充一定的优势。因此，技术人员在设计5G规划方案时，应当积极利用此类网络自身所具备的优异性能，来进行优势互补，并尽量在确保用户体验以及客户的实际需求得到有效满足的前提下，采取多种优化布局策略，来降低此类网络的建设成本[4]。具体而言，技术人员可以采用如下4种基本的方法，来应对5G网络的规划难题。

首先，针对于业务需求多样化的问题，技术人员可以采用如下的方式来加以解决。在对各个区域内的5G网络进行规划和布局的初始阶段，技术人员可以先对区域内的用户数量及用户需求类型进行全面的考察，并收集一系列有效的数据，以此为基础来确定5G网络的建设范围。这样一来，既能够有效满足用户需求，也能够确保各个运营商的成本效益。

其次，在进行多频段的协同部署工作的时候，技术人员可以在深入分析客户需求情况的基础上，将5G网络以容量层的形式，叠加于传统的LTE网络层级之上。而如果规划方案选择的组网方式是SA，那么也可以将低频频谱设计为覆盖层，而将中高频频谱设计为容量层，以此来搭建一个完善的5G网络体系。这样一来，不仅能够显著提高5G网络的覆盖水平以及覆盖面积，还能够使得用户的体验质量获得极大的改善，一举多得。

再次，在选择配置方案的时候，技术人员也应当提前进行完善的且成规模的技术实验，并以此来对主流业务的需求进行深入的分析。然后，再以此为基础，来对网络的整体规划方式以及参数水平进行更为有效的设计。在施工初期，技术人员可以先使用静态配置方案，来打造一个基础的覆盖面。之后再根据网络的实际使用情况，来对配置方案进行优化，使其朝向动态化的方向不断发展。

最后，技术人员还要采用分阶段部署的方式来进行5G网络的布局工作。具体来说，相关人员要参考SA产业链的发展情况，如果这一产业及其技术还不甚成熟，那么技术人员就可以优先使用NSA的方式来进行组网操作，并以此为基础来收集一系列有效的5G网络运营信息。具体来说，在使用NSA的方式进行组网规划的时候，技术人员应当充分借助NSA最优锚点等方式来进行网址的布局以及选择[5]。

在未来，SA组网必然会成为5G网络发展的一大趋势。但是由于当前正处在5G网络布局的初期阶段，因此，相关人员应当将主要的精力放在选择合适的组网类型等方面。此外，如何在现有的4G网络的基础上，无缝衔接5G网络的布局工作，使得两者的技术交接流畅度能够获得有效的保障，也是一个至关重要的问题。各大运营商只有充分把握世界范围内5G网络的最新技术，并充分考量各类网络技术的使用成本，才能够设计出最为合理的布局方案，进而满足5G时代不同用户的实际用网需求。

3 结 论

5G时代的到来，不仅会全面颠覆互联网的定义，同时也会在很大程度上变革世界的信息传输模式。而我国的各大运营商是否能够在此背景下，不断对5G网络技术进行深入的研究，同时平衡各类网络规划过程当中的问题，提升网络设计的综合效率，将会在很大程度上对我国5G网络技术的应用水平产生不容小视的影响。而本文正式以此为基础展开了深入的探究，希望能够为各大运营商的技术人员提供一定的借鉴。