5G建设面临的困境及建议

张琳 于洋 关东宇 王洋

摘要：随着技术的发展演进，5G技术已成为当前研究的热点;现网4G改变生活，未来5G改变社会。5G技术的应用，给人们带来极大的便利和效率。我们可以预见到未来，5G将渗透到社会的各个领域，以用户为中心构建全方位的信息生态系统。 

关键词:5G;建设;建议

1 引言

5G将以可持续发展的方式，满足未来超千倍的移动数据增长需求，将为用户提供光纤般的接入速率，“零”时延的使用体验，千亿设备的连接能力，超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务，业务及用户感知的智能优化，同时将为网络带来超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低，并最终实现“信息随心至，万物触手及”的5G愿景。

2 5G移动通信技术所面临的困境  　　2.1 频率挑战  　　通信技术发展迅速，随之而来的就是无线电频率资源稀缺方面的问题，频谱资源消耗量越来越大，所以分配给5G移动通信技术的频谱资源更加的适合于室内业务，在室外的效果明显不是很好。所以高频段资源对基站的覆盖提出了挑战，如何使室外覆盖的需求得到满足、怎样在不影响到网络性能并尽可能的减少基站密度是目前5G通信技术需要面临的挑战。  　　2.2 网络能耗挑战  　　移动通信领域的能源消耗量十分的大，所以时代对5G移动通信技术的要求就是将能源消耗降低到最小，大概比传统的能源消耗降低十倍左右。同时在提供1000倍流量的时候，网络总体能耗以及运营成本尽可能的保持不变，这将致使网络构架、空口传输、交换路由、内容分发、网络管理、网络规划以及网络优化等方面需要做出的改进成为了移动通信技术的新型挑战。  　　2.3 物联网和业务灵活性挑战  　　互联网和传统电信网的信息载体就是物联网。5G移动通信技术将会与物联网相融合，变得更加智能化更加方便与用户的使用。同样物联网要面临更多的挑战，例如系统容量、服务质量、传输瓶颈以及安全隐患等方面，如果5G移动通信技术在将来被广泛使用，就意味着移动通信的业务范围以及业务灵活性都需要提高。在业务应用上面，5G通信即需要满足普通用户的静止以及低速的要求，又需要满足高铁或者是航空器等高速或者超高速的要求，因此制定统一的通信协议是需要的，所以业务灵活性方面还面临着很多的挑战。  　　2.4 终端方面的挑战  　　5G移动通信技术是多技术的集成网络，为了顺应时代的要求，将来的终端要支持5-10个以至更多个的无线通信技术，另外加上Wi-Fi、红外、蓝牙以及FM收音机等智能化终端，就必须要求5G移动通信技术需要实现低成本多模终端同时待机时间需要在现在的5倍左右，所以5G移动通信技术在终端方面还有很大的挑战。  　　2.5 低延迟和高可靠性方面的挑战  　　移动通信技术在实际应用中低延迟性以及高可靠性是非常重要的。比如说机器人来监控病人、生命安全系统、基于云的游戏、核反应堆、传感器、无人机以及联网的运输系统的信息传输，但是它需要供给快速连接、快速切换以及高速率传输效率这方面的技术，这就是大规模网络传输中低延迟性以及高可靠性需要面临的巨大挑战。这是未来5G时代需要解决的技术性问题。 

3 建设思路  　　结合各运营商的频段情况，5G网络规划应“整体规划、分步实施”，通盘考虑网络架构、站址布局，在面向中长期的目标网络结构基础上逐步开展建设。5G网络建设，初期以满足eMBB业务为主，在城市区域实现浅层连续覆盖，随技术和市场的成熟逐步支持uRLLC业务。  　　做好5G与4G网络协同发展，特别是4G/5G的统筹规划，兼顾移动通信网络不断增长的流量需求和5G网络专有的业务需求，保障业务发展和未来业务的顺利迁移。4G是5G网络的托底网，不论NSA/SA模式，4G网络都将长期存在，并作为5G网络成长期的托底网络。  　　5G网络规划应充分利用现网全量物理站址，并在建设中结合网络覆盖要求、用户与业务分布、工程建设条件等合理选择站址，优化站址结构，实现5G网络基础结构的最优化。在确保网络结构合理的前提下，可在现网站点密度较高的区域充分利用宏站资源进行建设，发挥宏基站覆盖效率高的特点，降低后续深度覆盖建设投资，并为用户提供更优的业务体验。  　　以中国移动为例，需要考虑频率协同，5G网络将与4G共2.6GHz 频段共160MHz频谱资源;一方面应充分利用FDD 1800MHz部署增加4G系统容量;另一方面应利用5G设备160MHz带宽能力反向开通4G 3D MIMO载波，保障4G网络容量需求。同时，需考虑设备协同，充分发挥5G设备的能力，兼顾4G网络需要，建议初期5G主设备应具备160MHz全带宽的能力，同时支持4/5G双模及频谱共享，充分发挥单比特建设成本和运营成本优势，应对容量持续增长需求。需要考虑5G站点的锚点选择，综合产业成熟度、网络性能、设备厂家等因素进行考虑;选择FDD1800作为主锚点，同时结合覆盖需求补充其他频段锚点;同时考虑在BBU、天馈、配套建设等方面进行全面协同。  　　网络建设初期需要小区间深度协同场景和需提供超低时延业务场景需求不明显，CU云化带来的增益有限。从网络复杂度及投资考虑，可根据组网场景需求，灵活选择部署方案。  　　网络部署初期CU/DU合设产品成熟度较高，分离式产品成熟度较低，新业务如eMBB超低时延类业务、URLLC类业务还处于培育期，需求不大，以类似传统方式，如CU/DU合设方式为主，部署在基站接入机房。  　　网络部署中后期网络日趋复杂，宏微异构网络场景、 小微站UDN场景、双链接场景大量涌现;产品成熟度高，新业务需求逐步旺盛，根据需要引入CU/DU分离式架构，CU可部署在骨干汇聚机房，提升网络性能，同时支撑超低时延类新业务。 

4结语

随着通信技术的不断发展，我国在通信技术方面已经实现了多元化和多角度的发展，从最初的第一代模拟技术，到现在的5G技术，从纯语音业务的发展到语音、数据、业务平台、物联网业务的多元化发展。随着物联网技术的不断推广，以“信息随心至，万物触手及”为愿景，5G技术的发展成为必然。

参考文献  [1]肖清华、汪丁鼎、许光斌、丁巍.TD-LTE网络规划设计与优化[M].人民邮电出版社，2013.7.  [2]汪丁鼎、许光斌、丁巍，等. 5G无线网络技术与规划设计[M].人民邮电出版社，2019.7.  [3]许光斌、赵大威、何旭初.5G帧结构分析[J].信息通信.2018.9.