基于人工智能的5G无线网络智能规划和优化

李丽智 刘志堃 林亮

（中国移动通信集团广西有限公司 广西壮族自治区南宁市 530028）

5G 是在LTE 系统的基础之上所研发的下一代移动通信技术，将实现热点高容量场景、低功耗大连接的场景、低时延高可靠场景以及联系广覆盖场景等多种场景系统之下的系统频谱效率以及接入的功能都会显著地提升，这可以满足用户在未来各种区域的场景之中提升体验感。人工智能技术随着科技的发展不断革新，所以，技术人员需要基于人工智能下，对5G 无线网络智能进行规划和优化。

1 人工智能技术

人工智能技术主要是利用计算机设备对人类思维和行为进行效仿或是模拟的综合类别学科。人工智能技术会涉及到哲学、心理学、语言学以及计算机科学等多种学科，主要是模拟人类的听觉、视觉、触觉、思维模式以及感觉等。促使机器具有人工化和智能化，帮助人类解决工作过程中，生活过程中的问题和难点，从而保障人身安全，提升国民工作质量和效率。

2 5G技术

2.1 高频段传输

移动网络在进行传输时，在移动传输之中，对于高频段的利用属于无线通信在未来的发展中的主要方向，国内和国外的相关技术研究专家对于高频段的传输都尤为重视。当前，无线通信最为基本的工作就是在3GHz 之内的频率范围之内，这将会在很大程度上导致频谱资源的使用十分缺少。但是高频段自身却具备十分丰富的能够得以潜在利用的一些频谱资源，能够在很大程度上减小频谱资源方面紧张的重大压力，还可以进一步支持距离比较短的、速度十分高的传输通信，可以有效满足5G 系统之中传输速率以及容量等一些高性能方面十分迫切的需求。[1]

2.2 D2D技术

主要以基站为区域中心，进一步实现小区之内的讯号覆盖属于当前正在使用蜂窝通信系统的一种组网方式，基站以及中继站一般都属于固定不动的，其自身基本的网络结构在灵活性的方面受到了很大的限制。D2D 技术作为运用不同通信终端间不许使用基站和其他类别的协调就能够直接进行通信的信息传输技术的一种，促使各个区域内无限网络基本构件都能够运用接入模式得到较优的拓展，从而保障无限通信网络更具可靠性、便捷性，可以与通信连接线路灵活相连。

2.3 新型多天线传输

多天线技术属于当前5G 技术中比较重要的研究目标之一，多天线技术经历了十分快速地发展，会在很大程度上提升频谱的使用效率，效率升高了几十倍甚至更多。新型天线传输的技术添加了有源天线阵列的基本概念，将天线阵列的维度由原本的二维一直拓展至三维，可以有效协同控制的天线数量一直增加到128 根，而且可以一起支撑多个不同的终端设备之间的波束智能赋型，这会在很大程度上帮助不同终端之间的一些干扰降低，再加上高频段频谱被不断地开发和利用，这将会再一次提高网络的基础容量，同时还会使得信号覆盖的基本性能变得更强。

图1：移动通信网络规划

图2：移动通信网络4G、5G 规划

2.4 新型网络框架

无线网络扁平化框架属于当前LTE 系统之中正在使用的一种新型接入网的方法，该种架构能够在较大范围内降低系统的延时，还可以显著基地内构建网与后期基本网络维护所需投入的成本。5G 通信关键系统还需要将C-RNA 接入网的网络架构引进，其作为一种协作形式的无线电网络结构、集中化信息处理和即时云计算架构的基础之上创建一种新型的无线接入网网络架构。C-RNA 接入网的基础网络框架，可以在最大程度上通过比较低廉的快速光传导网络系统，在十分密集的中心节点和比较远的天线阵列之间进行无线信息的有效传播，创建出笼罩将近囊括一百个基站节点在内的一些超级大型的服务站点，覆盖的范围可以达到几百平方公里，甚至还可以扩大到上千平方公里。

3 基于人工智能的 5G 无线网络关键技术

在对5G 系统进行设计的过程中，为了能够提升系统运行的速率，一般都会运用多种类别的新型技术，对网络构架进行创新，例如，上文所说的新型多天线传输技术、新型网络架构技术以及中D2D 等技术。C-RAN 主要工作思想是运用低成本和高速光对网络进行传输，直接与远端的天线以及集中化中心节点之间开展无线信号传输，从而构建起可覆盖上百个基站的服务区，甚至是上百平方公里无线接入系统。C-RAN 类架构主要适用于协同技术，可以降低功耗和干扰，提高频谱的效率，与此同时，还可以实现出动态化的运用智能化的组网，实施集中化处理，可以降低成本的运用，以便于系统的维护，降低运营需要支出的费用。将有源天线阵列引入其中，可以从原本2D 的天线阵列扩展成3D 的天线阵列，基站的侧边能够支持协作天线的数量甚至可以到达128 根。进而升级为新型3D-MIMO 技术，对多用户波束智能赋型有支持作用，能够将用户之间干扰减少，将其与高频段毫米波技术结合在一起，对无线信号覆盖性能有改善作用。[2]

4 基于5G网络的智慧城市移动通信网络规划分析

伴随着技术深入发展，5G 网络给国民提供出高速率，可靠性高以及低延时性的优质服务促，使用户能够享受到流媒体以及超高清视频等各类优质服务。从另一角度分析，物质技术具有较灵活和全面的网络构架，能够依照用户具体需求进行组网和拓展，涵盖较多业种和行业。例如，工业、农业、服务以及医疗等。最后，5G技术还会朝着节能、低耗的方向可持续发展。也就是说5G 技术的发展与未来规划过程中，面临着网络运维部署和维护等众多挑战，上述挑战的根本之处是，网络有各类无线接入技术，而且网络的覆盖能力和节点显著不同，每个之间存在较为复杂的关系。[3]

4.1 因地制宜

智慧城市是新类别的城市发展模式需要将以人为本当作是首要位置，对国民潜在需求大力挖掘，从而最大化地满足国民的工作价值和生活需求，对5G 网络实施合理科学地规划与优化，从而给智慧城市的发展提供出最有力和可靠的技术支撑，创造出更为优质舒适地生活氛围。引导用户可以感知到5G 网络给群众带来的众多优点。伴随着移动设备被广泛普及和广泛应用城市，在对5G 网络进行规划的过程中，需要从用户流量和数量存在的费用着手将用户需求有机结合在一起，从而科学合理地对网络进行精准化规划。在对5G 网络进行规划与控制（图1移动通信网络规划）的过程中，需要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，促使移动基站网络可以共享，以便于实现无线信号，可以全面覆盖。加之，更需要对5G 网络试点工作进行推进，更需要重视对农村地区的网络规划进度提升，以便于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。

4.2 城市总体规划

现阶段，新媒体技术被广泛运用为业务数据和移动数据的发展提供了巨大的改变，智慧城市深入发展不能够与通信网络脱离，需要通信网络进行支撑，对此在对网络进行规划的过程中，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，需要对5G 网络进行精准布局和实验网络运营商（图2为移动通信网络4G、5G 规划），更需要将企业内部智慧城市建设具有的导向作用，发挥出运用高要求高标准的原则，超前的部署与规划，5G 网络更需要保障，5G 网络能够在智慧城市中发挥出最佳的影响和作用。

4.3 信息防护规划

当前，随着多种多样的智能终端在市场中广泛的应用，无线网络的基本数据流量也可能会出现瀑布式地增长，许多有关于未来数据的基本业务也可能会在室内以及其他的区域出现，超密集网络不仅能够有效地提升网络基本覆盖性能，还会在大范围之内进一步提高网络系统的容量，而且还能够针对业务进行分流处理，进而可以更加有效地提升网络基本部署，加强网络使用的灵活性以及进一步实现效率更高的频率使用的目的。信息安全一直作为信息时代发展过程中的关键问题。对此，在对智慧城市进行建设的过程中，需要大力推进网络建设，对5G 网络进行规划和优化，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存在恶意攻击，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，可以进一步优化。加之，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 网络网络布局更具安全性。

5 结束语

综上所述，5G 技术逐步朝着宽带化，多元化智能化综合化的方向飞速发展，伴随着各类智能终端的快速普及，移动数据流量呈现出爆炸增长趋势。在上述背景之下，智慧城市的建设需要运用科学合理的模式，对5G 的无线网络进一步规划与优化，从而适用现阶段大数据信息发展的具体背景，提升城市信息建设的水平和能力。技术工作人员还需要意识到：除了对5G 网络进行规划和优化之外，还需要尽快实现出数字化规划布局，服务将各种经济发展和云计算有机地结合在一起，将信息化的作用凸显出为智慧城市的发展提供出源源不绝的力量与基础。