5G基站建設(shè)組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

劉志禹

摘要 隨著移動(dòng)通信技術(shù)和承載業(yè)務(wù)的發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)成為未來移動(dòng)主要業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制、娛樂游戲、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家居和車聯(lián)網(wǎng)等依賴當(dāng)前的4G移動(dòng)通信遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此人們提出了SG技術(shù)。目前，SG國際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)制定但是尚未開展大規(guī)模基站組網(wǎng)建設(shè)，本文基于筆者多年的工作研究，詳細(xì)地描述SG技術(shù)及基站建設(shè)情況，同時(shí)展望未來SG基站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)，包括環(huán)境平層MR技術(shù)、64QAM等，進(jìn)一步提高SG網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性，為人們提供高速的數(shù)據(jù)傳輸。

【關(guān)鍵詞】5G基站 網(wǎng)絡(luò)建設(shè) 超密組網(wǎng) MR技術(shù)

1 引言

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)能夠?yàn)槿藗兲峁?shù)以千兆的無線帶寬資源，滿足人們高清晰視頻、大型網(wǎng)絡(luò)游戲、智能家居、無人駕駛、工業(yè)控制等生產(chǎn)應(yīng)用需求，截止到2017年底，我國移動(dòng)通信互聯(lián)網(wǎng)用戶已經(jīng)得到了4.6億，承載的業(yè)務(wù)數(shù)以萬種，因此亟需利用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸成為移動(dòng)通信研究的熱點(diǎn)。目前，移動(dòng)通信已經(jīng)經(jīng)歷了四代，從GSM、TD-SCDMA發(fā)展到當(dāng)前的4G TD-LTE技術(shù)，逐漸研發(fā)和部署了5G通信技術(shù)，最后確定了多個(gè)使用頻段，利用MIMO、高頻通信和超密組網(wǎng)支持未來5G通信建設(shè)需求。

2 5G基站建設(shè)現(xiàn)狀分析

5G技術(shù)雖然沒有大規(guī)模商用，但是在美國、日本、歐洲以及中國開始部署于大中城市，比如我國的上海、深圳、杭州等，已經(jīng)開始小規(guī)模部署5G基站，提供5G通信傳輸服務(wù)。5G基站采用了多輸入多輸出、高頻通信、超密組網(wǎng)等技術(shù)，加大了天饋系統(tǒng)的安裝難度，同時(shí)還增加了基站點(diǎn)數(shù)量，因此SG基站建設(shè)過程中環(huán)境評(píng)估評(píng)測(cè)成為一個(gè)重要的內(nèi)容。目前，我國工信部開始在一線城市選擇部署5G網(wǎng)絡(luò)，預(yù)計(jì)到2020年，5G基站建設(shè)將會(huì)在全國范圍內(nèi)迅速開展，中國移動(dòng)、中國電信和中國聯(lián)通已經(jīng)各自公布了5G商用計(jì)劃，并且率先在深圳和雄安新區(qū)部署5G網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步加速了5G商用補(bǔ)發(fā)。

3 5G基站建設(shè)組網(wǎng)及關(guān)鍵技術(shù)研究

5G基站建設(shè)組網(wǎng)多采用混合分層網(wǎng)絡(luò)，這樣就可以保證5G網(wǎng)絡(luò)的易管理、可擴(kuò)展、高可靠性，能夠滿足5G基站的高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。同時(shí)由于5G主要是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸，因此5G基站需要適應(yīng)高樓大廈、河流湖泊、山區(qū)峽谷的復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境，為了保證5G基站建設(shè)的良好性和完整性，本文簡(jiǎn)要介紹5G基站建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。

3.1 MR技術(shù)

MR是一種無線通信環(huán)境評(píng)估技術(shù)，其可以將采集到的信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)管理員，由網(wǎng)絡(luò)管理員評(píng)判報(bào)告的價(jià)值，以便能夠優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)通信性能。目前，MR技術(shù)應(yīng)用包括覆蓋評(píng)估、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析、越區(qū)覆蓋分析、網(wǎng)絡(luò)干擾分析、話務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域分析和載頻隱性故障分析。MR可以渲染移動(dòng)通信上下行信號(hào)強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋弱盲區(qū)，不但客觀準(zhǔn)確，還可以節(jié)省大量的時(shí)間、資源，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題，為網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化提供進(jìn)一步的依據(jù)。MR可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)x7天實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，完成上下行無線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析，反映全網(wǎng)通話質(zhì)量的真實(shí)情況，提高全網(wǎng)通話后續(xù)數(shù)據(jù)支持。無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)，如果越區(qū)覆蓋范圍過大，將會(huì)干擾其他小區(qū)通信質(zhì)量，MR可以直觀地發(fā)現(xiàn)小區(qū)覆蓋邊界，判斷是否存在越區(qū)覆蓋，調(diào)整無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。話務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域分析可以實(shí)現(xiàn)話務(wù)密度、分布和資源利用率指標(biāo)分析，實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)性綜合分析，制定容量站點(diǎn)、擴(kuò)容站點(diǎn)的精確規(guī)劃。

3.2 64QAM技術(shù)

64QAM能夠合理的提升SINR，針對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，降低5G網(wǎng)絡(luò)部署的復(fù)雜度，可以降低重疊覆蓋引起的同頻干擾及弱覆蓋問題，在滿足SG網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋的要求下，增加覆蓋的深度，提升5G網(wǎng)絡(luò)的綜合覆蓋率，從而實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)區(qū)域連續(xù)覆蓋、無縫覆蓋，不僅能夠讓更多的用戶接入到5G網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)還可以享受到高質(zhì)量的通信服務(wù)。64QAM在5G網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用分為兩個(gè)步驟，分別是調(diào)制和解調(diào)。64QAM調(diào)制過程如下：64QAM能夠?qū)⑤斎氲?比特?cái)?shù)據(jù)組成一個(gè)映射;多電平正交幅度調(diào)制生成一個(gè)64QAM中頻信號(hào);并串轉(zhuǎn)換，將兩路并行碼流改變?yōu)橐宦反写a流，可以增加一倍速率，碼流從2進(jìn)制改變?yōu)?進(jìn)制，接著可以輸出調(diào)制而成的RF信號(hào)。64QAM解調(diào)過程如下：5G網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)時(shí)，由于受到自然環(huán)境或載波自身限制，信號(hào)傳輸難免受到噪聲干擾導(dǎo)致信號(hào)發(fā)生畸變，如果畸變很小則可以直接判斷為O或1，如果畸變比較嚴(yán)重，無法直接判斷信號(hào)，就可以采用硬判決和軟判斷方法，準(zhǔn)確、快速的識(shí)別信號(hào)。

3.3 抗干擾技術(shù)

5G網(wǎng)絡(luò)基站建設(shè)時(shí)需要部署大量的無線設(shè)備，這些無線設(shè)備的數(shù)量非常多，安裝部署地點(diǎn)也非常復(fù)雜，彼此之間就會(huì)產(chǎn)生相互干擾問題，造成干擾的原因主要包括設(shè)備本身存在故障，5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)頻道經(jīng)常發(fā)射錯(cuò)誤的信號(hào)，影響自身信號(hào)質(zhì)量;5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝與配置嚴(yán)重不規(guī)范，影響5G信號(hào)發(fā)射的靈敏度。目前，5G網(wǎng)絡(luò)干擾主要是指無線電干擾，這些干擾包括互調(diào)干擾、帶外干擾。因此SG基站建設(shè)時(shí)，設(shè)計(jì)、施工人員需要從源頭上解決信號(hào)存在干擾的問題，既可以保障信號(hào)的穩(wěn)定性，也可以大大地提高控制管理效率。具體地，首先對(duì)基站無線電發(fā)射設(shè)備進(jìn)行全電磁檢測(cè)，將可能的將設(shè)備自身造成的干擾降到最低;其次是定期加強(qiáng)對(duì)發(fā)電設(shè)備的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題就及時(shí)進(jìn)行處理，進(jìn)而減少信號(hào)存在的干擾。

4 結(jié)束語

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的改進(jìn)，5G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)逐漸開始大規(guī)模商用，同時(shí)組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)不斷改進(jìn)，從組網(wǎng)設(shè)備的芯片、模塊、管理等方面確保建設(shè)的快速性和便捷性，以促進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)落地，5G網(wǎng)絡(luò)提升運(yùn)營(yíng)商的改革和服務(wù)，實(shí)現(xiàn)智能旅游、金融證券、在線學(xué)習(xí)、工業(yè)生產(chǎn)、物流倉儲(chǔ)信息化和共享化，進(jìn)一步改進(jìn)通信性能，以期在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用。

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