5G技术对移动通信网络工程建设的影响

5G 技术对移动通信网络工程建设的影响

江志晃

广东培正学院 广东省广州市 510830

【摘要】全球网络信息化的大背景下，我国正处于由4G向5G发展的初级阶段，5G技术的兴起，具有重要现实意义的课题。文章以5G技术为研究对象，研究对移动通信网络工程建设的影响，以期深化我们对5G移动通信的理解与认识。

【关键词】5G技术;移动通信;网络工程建设;影响

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1、5G技术主要内容

1.1 基本概念
  5G技术又称为第五代移动通信技术。一般来说，5G技术是在4G技术基础上的延伸和发展，目前我国大部分地区已经开始应用5G新型通信技术，与此相关的一些5G产品也陆续出现，较为常见的有5G手机、5G宽度等。与过去的4G技术相比，5G移动技术应用的是现代化的无线压缩原理，提高了网络数据传输速度，最快速度能够达到1.5GB/秒，与4G技术相比快了近10倍。
   1.2 5G技术的优势
  与过去的4G技术相比，5G移动通信技术具有明显的优势。其中最明显的就是5G网络数据传播速度快。数据传播速度加快能极大的提高用户的体验感受，方便人们的通信生活。其次5G通信技术能实现网络区域的全覆盖。4G通信技术在应用过程中常常会出现信号差或者没信号的情况，对人们的通信生活造成困扰，5G技术能解决这一问题，并且使数据信号接收效果更加显著。并且，5G移动通信技术的运行消耗低，大大提高网络设备的运行时长，帮助环境监测、城市规划、新型农业建设和森林安全消防等行业更高效的开展。除此之外，5G移动通信网络还具备更低的数据延迟，为网络通信相关服务提供更便利的方式，增加数据传输的实时性。低延迟也使云计算技术更好的匹配互联网设备运行需求，及时解决网络中出现的问题和故障。

1.3 5G 技术发展趋势综述
  第五代移动通信技术（英语：5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation，简称5G或5G技术）是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。Release-15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署。Release-16的第二阶段将于2020年4月完成，作为IMT-2020技术的候选提交给国际电信联盟（ITU）[1]。ITU IMT-2020规范要求速度高达20 Gbit/s，可以实现宽信道带宽和大容量MIMO。2019年10月31日，三大运营商公布5G商用套餐，并于11月1日正式上线5G商用套餐。

2、5G技术的特点

2.1超高的利用率

5G技术从很大程度来说是对前几代技术缺陷的改进和功能的提高，在开始研究第五代通訊技术之前，各不同组织的研究人员曾经对传统的通讯技术做过系统的研究和调查，在后续的研究和开发第五代移动通讯的过程中将利用率大大提升，作为其上市的亮点和特色更好的为人们服务。第五代移动通讯技术在研发时通过将通信技术的安全性能和无线宽带有线宽带光缆技术之间进行科学有效的融合后得以提高了其利用率。传统的通讯技术在安全性能和传播速度方面多有限制，受地域信号和网络监管上的不利影响，通常容易导致信息被盗和网速慢等问题。在这一特点上第五代移动通信技术同样做了改进，使其在安全性和传播速度方面大幅改善，进一步提高了5G技术的利用率。

2.2较高的兼容性

在第四代移动通信技术投入使用的过程中，研究人员发现大部分情况下网络费用都比较高，并且4G网络智能兼容于大部分智能手机，对于其他的智能设备无能为力，这在本质上就抑制了智能设备的智能性，第五代移动通信技术则对兼容性方面做了较大的改动，5G网络的覆盖面非常广，打破了部分地区因为信号不佳而长期处于3G状态的尴尬局面，5G还对网络对于设备的兼容性做了改进，最大程度上满足了除智能手机外的其他智能设备联网的需求，推动社会发展越来越先进。

2.3提升数据整体传输速率

在5G技术发展的过程中，主要研究与发展的侧重点之一就是想方设法数据传输速度，这是5G技术乃至后续不同代移动通信技术标准发展中都需要考虑的重要内容之一。5G技术当下的发展中主要需要立足于4G技术，尽可能地扩大无线通信的覆盖面，结合用户对无线通信的实际体验感与传输延时的实际情况，对无线移动通信的传输速率进行不断提升，力求可以使用户可以体验到“无感”传输的感觉。预计在5G技术支持下，一部高清的电影下载仅需要耗费1s，并且可以实现无延迟的快慢进操作，不需要花费许多时间下载电影，这主要是由于5G技术下的网络资源利用率以及移动信号传输速率都会得到显著提升。

3、5G技术对基站建设的影响
  现如今4G移动通信网络环境下，人们的很多需要仍然没有得到满足，人们仍然抱怨网络速度慢，影响到了日常生活的观影、信息交流。这种抱怨较比3G网络时代更甚，由此可知人们对网络速度的要求是一个深不见底的需求，那么未来通信网络建设面临的问题就是保证数据传输的稳定、数据传输的保真、网络无须缓冲低延时，要充分地满足人们生活对移动通信网络提出的需求。但是5G技术利用的是毫米波和厘米波，虽然频段资源充足，但是由于其属于短距离数据传输，基站数量不足会造成数据传输失败，需要在升级原来4G基站的基础上，科学地增加5G基站，从而保证5G技术中毫米波、厘米波短距离传输不受影响，不发生衰减和变异。为了实现这一目的，就必须在提升以往基站功能的基础上，将新基站建设转移到相应的社区当中，以保证数据短距离传播的稳定性和有效性。之前4G技术下，我国通信网络建设的基站都比较大，满足了人们通信4G技术的网络要求，但是5G技术下网速高达20GB，是4G的20倍，必然需要更加庞大的基站系统以及稳定的运行环境，而已经投资建设的基站不能拆除，只能想办法升级，不能建设大型基站，传统基站又不能拆除，形势所迫微型基站便横空出现，其放置于各个社区当中，作为传统基站的有效补充。时下流传基站对人们生活产生辐射，对人体健康产生影响，而实际上4G基站产生的辐射仅是国家规定标准的1/5，远远没有达到伤害人体健康的程度。不可否认，社区基站、街边基站的建立的确能够解决传统基站导致的信号不精确的问题。不过目前室分器件象：功分器、耦合器、电桥、衰减器等并不能满足5G技术之下的高频传输，也就是说在未来通信网络建设中，需要重新生产一批适合5G高频的室分器件。原来的那些室分器件只能报废，等同于造成资源浪费。

4、5G技术在移动通信网络工程建设提升措施
  4.1面向5G移动通信技术优化方案
  基于5G进行移动通信系统架构设计可以提升移动通信系统综合性能，满足多样化的不同应用场景中的各种通信需求。基于5G移动通信技术中主要就是将互联网功能以及网络虚拟功能为基础作为网络传输平台的的核心技术。通过集合多种新技术手段完善硬件，可以实现网络传输资源高效应用，在实现网络传输系统兼容的同时可以实现对通信成本的有效控制。基于5G通信移动技术手段，网络信息传输的容量以及速率得到了充分的保障；避免了延时以及干扰等问题产生的不良影响。在优化中，设计人员要基于原有架构基础进行兼容性优化，合理布置应用层、网络层以及数据链路层、物理层。为了合理的进行网络机构结构优化，满足传输需求，就要优化通信模式协议。例如，可以基于5G移动网络技术为基础，对应用层、数据链路层以及物理层进行优化，通过TCP/IP协议分组数据通信模式进行处理；在网络层则要通过中心网络协议进行处理，这样才可以提升信息服务整体质量。
  4.2完善城域网PTN网络
  在骨干网QOS顺利落实的过程中，应该使QOS网络对本地网PTN的保障进行同步，从而有效保证网络端的对端QOS。通常是本地网中有关设备设置跟随LTE站点的位置，其数量较为庞大，在未来站点将跟随5G移动网络通信技术的应用而扩大，不断地发展，从而更具密集化，其目的是为了将网络开销最大限度的降低，以达到合理化应用网络资源。将使用QOS技术以及IP等场景进行有效结合，以推动Diff_Serv技术的有效应用和进一步发展[1]。对构建城域网PTN网络进行优化这一过程，应充分考虑新旧设备的功能升级问题，确保在建设工程中添加需要的设备，以达到对于新功能的要求，基于建设发展对节点位置意义进行分析，可以优化升级一些网络设备功能。

5、5G 移动通信网络关键技术

5.1 MIMO 技术

此项技术是 5G 技术中最重要的技术，能够提升信息传送的速度，此项技术也被称为大型天线系统，以 4G 作为发展基础将天线数量增加到上百根，保证多个用户在同一地区实现通信功能，额外的天线能够整合出一个空间存储信号能量，能够有效利用能源。此项技术所使用的部件价格低廉而且能耗少，使用户能够广泛使用，将传统研究中遗留的问题解决并提出了新的发展方向，但是此项技术也存在一些问题，例如如何将大量的低成本部件结合在一起，在终端如何加入新的资源等等。目前国产手机华为、中兴等已经开始研制此技术，研究过程比较顺利，预计未来两年之内将会实现使用。

5.2  D2D 技术

此项技术主要实现设备之间的通信，提升用户的体验满意度以及使用质量，解决蜂窝网络中数据传输中流量浪费的情况，很多研究者不断研究此项技术，目的是解决在基站范围之外还能连接到蜂窝数据，此项技术在应用过程中能够将用户之间的距离变得更远但是不影响通信，提升设备之间通信的速度，同时耗电量小，目前此技术所展现的形式主要是广播、单播等，所以在调度过程中操作性复杂，难度比较大。对比蓝牙功能，此技术的通信距离比较长而且稳定，蓝牙需要用户手动设置密钥，所使用的频段是非授权的，安全性不高，质量不稳定，所以面对当前使用环境，此项技术的应用将会在市场上占据重要地位，实现大规模的移动网络通信服务。

5.3 云网络技术

虚拟化的网络功能强调功能而不是架构，高度重用商用云网络，分离控制面、数据面以及管理面，支持不同网络功能需求，灵活制造新虚拟网络，支持新网络服务。网络功能虚拟化的核心理念是把网元软件和硬件解耦，以通用硬件为基础，利用软件编程实现网元功能，并把多种虚拟化的网元硬件归成标准化通用 IT 设备，也就是高容量服务器与存储器、数据交换机，提高系统灵活性与运行维护效率，向现网架构映射云中部署功能，发挥平滑演进能力。

结语:
  综上所述，5G技术的发展为移动通信网络建设提出了更高的标准，也对其关键技术的应用产生积极的促进效果，不断促进网络建设的创新。为了提高5G技术对移动通信网络建设的有利影响，相关通信企业需要加深对5G技术的研究和了解程度，并加大其他新型的移动技术的研究力度，不断帮助移动通信网络的长期稳定发展。
参考文献：
  [1]郜红明.移动通信工程建设中网络计划技术的运用分析[J].数字通信世界,2018(3).
  [2]甘为民.浅析5G技术对移动通信网络建设方式的影响[J].数字通信世界,2019(5):157-157.
  [3]刘磊.5G移动通信传输网络建设策略分析[J].数字通信世界,2019(5).
  [4]刘旭峰.基于5G时代对移动通信网络的认识[J].中国新通信,2018(1).
  

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