5G承载带来的挑战与微波技术应对策略研究

王韶春

（山西通信通达微波技术有限公司，山西 太原 030006）

1 5G技术的基本概述

分析目前的5G技术，可以得出5G技术具有高速度、低延时以及大连接性的特点，是实现人机互联的网络设施基础。在我国现有的发展过程中，我国推广3G、4G技术，并借助3G、4G技术对相关的领域进行了全面的优化。在5G技术的应用下，其整体的连接通信能力将在现有的基础上实现流量爆炸式增长，为互联网用户提供更加优质的应用体验[1]。此外，其亦具备低延时性的特效，例如应用在汽车领域，可以实现自动驾驶，完成极高的行业应用需求。借助5G技术，可以面向智慧城市、智能家居，与各领域进行融合，实现全新的发展目标。为了满足5G技术，5G技术可以对工业控制、远程医疗、自动驾驶等行业产生极佳的应用特性。面对5G技术的多元化应用场景，5G的关键性能指标实现更加的多元性发展。

2 5G承载的性能需求以及相关挑战

在5G建设中，其必须完成5G承载性能，以保障5G能够实现全新的应用特性。5G的重要性对我国的未来发展而言，其重要性不言而喻。且由于5G网络框架以及业务特征，5G技术与常规的3G、4G相比有了较大变化。因此，对于5G成长性，可以归纳为七大特性。根据5G网络技术，5G网络技术其包含了大宽带、低延时应用。因此，必须对传统的无线接入网体系架构进行全面的改进研究。分析5G的RAN技术，其可以从4G/LTE网络基带处理模块进行射频，实现拉远结构，完成单元两极结构演化，并集中单元、分布单元，以及有源天线单元完成结构划分。根据现有的5G承载网络技术，也将从4G时代的旋转以及回转部分进化为5G时代的前转、中转、回转三部分。其有效对应了AAU以及DU、CU之间的连接线。

目前，针对单个基站的连接能力，从4G时代开始便大幅增加。但在4G时代下，其整体受基站选址、机房成本利用率等问题影响，因此在5G时代必须延续4G业务的集中策略，降低业务集中。作为一种全新的主流架构模式，根据5G的核心网络，确保5G网络能够实现低延时性的处理特性。目前，5G核心网络已经成为目前的发展趋势。在3GPP时代，其已纳入移动讨论范围。因此，在核心网络的优化下，MEC将分担整个核心网络流量以及运行压力。其数量将会在现有基础上不断增加，但根据不同业务的回转需求，其必须完成承载网络的CU云归属。例如，根据原有的基站模式，可以将基站完成分组网的建立连接，以确保能够为CU智云服务，提供联系。因此，5G技术在整个性能需求以及微波技术中，其自身可以利用统一的承载网络，来满足目前承载过程中的相关挑战。

3 5G承载技术与微波技术

就目前的5G承载技术而言，其5G承载技术与微博技术，最大的挑战便是宽带需求。其中，包含了宽带可靠性以及功能需求。在宽带需求中，在前传方面，其4G对于宽带的需求已然达到5Gbps，5G时代其需要完成倍数增长，因此需要达到10Gbps速率[2]。因此，在微波前转中，其使用较少。而5G前转也仅在特殊情况下才会使用微波技术，在回传当中，4G基站的回传容量均不会超过2Gbps，且在常规的微波频段，可以使用高阶调制模式，满足4G的回传需求。根据5G基站的回传流量，在部分应用场景中，将达至10Gbps以上。而在可靠性中，除移动宽带外，5G还有uRLLC以及mMTC应用，并对于整个基站的可靠性提出更高要求。对于功能需求，可以支持5G回传，并根据微波技术，实现高级分组网络5G回传。

4 应对策略

4.1 对于现有的频谱进行拓展

针对5G技术而言，其可以拓展全新的频谱。例如，常规的微波包含13～43GHz频道，但整个宽带分配比例较窄。因此，国内在此频率段内，其间隔可为28MHz。在其他国家，可以使用最高112MHz案例。按照现有的整个调制阶段，在使用常规微波阶段，理论上其最高能达至5.1Gbps速率。在高阶阶段，其需要冗余的损耗调制，且根据工程化的高阶调制，可以完成可承载速率的分化。因此，最高的使用特性可以达至3Gbps左右。按照整个微波的大气吸收衰减率，目前可以将拓展中的微波中继调整至80GHz阶段。并根据E、W、D阶段的宽带，可以使用至少250MHz。且不同国家以及地区，可以给出125GHz的波道划分，且使用距离不长，频段较高。因此，第一阶段半径较小。通过后续的毫米频段微博，可以进行密集部署，以确保二者之间的连接根据E、W、D毫米波频段，其衰减率远高于常规的微波阶段。因此，传输距离受到一定限制。且根据毫米波段单跳的实用化距离，根据频率预计不超过2km，因此出于空闲资源考虑，可以根据实体化距离将其设定为800～500m，使用微波段完成城区灯杆转的回传（如图1所示）。

图1 微波频谱图像

4.2 提升整个频谱效率以及多径干扰技术

长期以来，根据整个微波技术，可以提升整个调试技术，以保障频谱的使用效率。例如，可以通过XPIC以配合整个CCDP进行传输，以确保传输的效率提升至0.5倍。根据目前的使用技术进行分析，微波业界普遍采用时域均衡器，以成功解决多镜干扰问题。目前，此项技术与以往相比，自身已经经过优化。在使用过程中，也能够达到成熟使用。且MIMO是可选方案，根据多发、多收天线微波，MIMO理论可以按照MIMO数量增加整个容量以及频率的频谱使用效率。且通过多路径，收到信号，完成比对计算，以抵消多径传输干扰，提升整个电路的稳定性。但目前微波的LOS技术以及移动MIMO技术依然具有较大差异，其主要体现在以下几方面：

其一，存在多径衰落的算法差别，根据移动网的多径衰落，其通常为瑞利衰落，而微波的多径衰落为莱斯衰落。因此，移动网基站以及终端之间其实存在一定的衰弱传播路径，其衰落模型目前在研究中大多为瑞利衰落。微波之间的收发天线存在一条直视路径，因此衰减程度较小，且其他的反射以及折射路径衰减的较大，因此微波的MIMO应用比移动网的算法差异较大。目前微波工业界产品化的MIMO微波采用了两组双发天线。在整个间隔以及发射分集信号当中，其为最简单的MIMO，对于提升容量有较大益处。但不能根据收到的多径信号还原原始信号，因此存在一定的多径解决问题。

其二，在移动网中，MIMO与OFDM配合，才可以具备抗多径衰弱的效果。且微波应用必须根据OFDM存在难点，在整个移动网中，MIMO与PFDM配合使用，全面解决整个多径问题，完成信号调制。分析整个4T4R的MIMO天线传输，并根据接收端调整不同的路径，分析已接收到的子载波，是否能够解析出原始的数据。

5 结束语

综上所述，在针对目前的波谱频率中，其需要分析出5G的应用特性，以确保根据5G的技术特征与微波技术进行连接，解决目前所带来的相关挑战。并确保5G技术与微波技术能够为我国的相关领域提供可行性的发展基础，根据5G技术的应用特性，目前在通信设备中L1、L2、L3的交流功能，就可以通过统一的交换单元技术进行实现。因此，在现有的设备上，可以增加整个路由转发功能，配置相应现象。且网络切片亦是5G的全新需求，在本质上，网络切片可以对整个网络资源划分，因此承载5G切片支持，可以确保5G技术能够实现更新换代。通过未来数字的驱动平台以及物联网的发力，将真正创建全连接的新世界，因此5G以及微波技术不仅是一项重要业务，其亦包含了承载后续建设的重要模式。