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5G无线网络关键技术的难点及对策

刘杰勇

中通服中睿科技有限公司

摘要: 随着我国通信技术的发展,人们的生产及生活方式也发生了极大的改变,在这样的大环境下,各界人士对通信网络提出了更高的要求。相关工作人员需加强对通信网络业务的优化和更新,更好的适应新时代的发展需求。作为通信运营商,要针对5G无线网络关键技术建设方面存在的困难,提出相应的解决策略。
关键词: 5G无线网络;关键技术;建设难点
DOI:10.12721/ccn.2023.157242
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步入新时期后,移动通信网络业务形式变得更加多元化,各界人士针对新型的通信网络业务对无线网络提出了更高的要求。4G网络已经无法满足居民通信网络业务形式方面多样化的应用需求,各通信网络运营商也加强了对通信网络服务的更新和变革,5G网络服务业务的出现在很大程度上满足了居民在通信网络业务形式方面的需求。与传统的网络服务相比较,5G无线网络延迟时间更短,速度更快,还可以同时使用,节约了资源的同时还降低了应用成本。但是在经过应用后发现,5G无线网络关键技术建设的过程中还存在着一些问题,这些问题对5G无线网络技术的应用性能造成了不同程度的影响。

1、5G无线网络

5G无线网络也指的是运行在5Ghz无线电波频段,并且应用了802.11AC协议的无线网络。5G无线网络的应用所涵盖了非常广泛的范围,其中集合了多种现代化的新技术类型,相比较3G以及4G网络技术而言,5G无线网络技术的性能优越性更强,也可认为5G无线网络技术是在4G网络技术上的升级和优化,比如4G网络技术的应用过程中可能存在着基站信息交互性比较弱、受干扰的几率比较大等问题,信息传输速度较慢,信息传输的质量较低。而5G无线网络技术有效的解决了上述问题,目前已经成了人们生产及生活中极其重要的网络技术,其应用范围越来越宽,所以面对人们日益增长的通信网络服务需求,原有的网络架构系统显然已经无法满足网络服务的需求,所以要加快对移动通信网络的升级优化尤其重要。5G无线网络已经成了目前重要的移动通信系统,抗干扰能力和协同力非常强,信息交互率高。

2、5G无线网络关键技术建设中存在的难点问题

2.1大规模MIMO技术建设难点

在对5G无线网络通讯系统进行建设的过程中,还要明确5G无线网络建设过程中的实际情况,选择一个合理的位置来安装天线结构,采用此种方式来增加网络容量。在5G无线网络建设的过程中应用MIMO技术,可有效改善5G无线网络的综合特性,目前,部分运营商企业已经将MIMO技术应用在了5G无线网络的建设中,并且已经在全国范围内开始实施,但是随着5G无线网络容量的扩大,安装的天线结构的数量也随之增多,对信息传输过程中的安全性以及信号传输的质量均提出了更高的要求。比如5G AAU,其指的是5G无线基站天线单元,也是5G无线通信系统中极其重要的部件之一,也认为是一个高度集成的设备,包括天线、射频前端、数字信号处理器和电源管理单元。这种设备能够将无线信号转化为数字信号,通过光纤或者电缆连接到BBU(基带单元),再对信号进行处理和解调。比如目前我国华为技术有限公司研发出的5G AAU产品包括室外AUU和室内AUU,不同的产品应用于不同的应用场景,但是总体上来看其具有高度集成、多频段支持、天线阵列技术、兼容性强、可远程配置和管理等特征,当然也是5G网络建设中不可缺少的部分。中兴通讯股份有限公司研发出的5G AAU产品主要针对室外小区覆盖场景,也支持多个频段(n78、n77、n79等),带宽高达200MHz,还支持智能化部署和管理,可帮助运营商对5G网络进行快速部署,网络性能和效率均比较高。但是在应用MIMO技术的过程中我们发现,这技术的应用对原来的站址经济效益造成了威胁,影响了5G无线网络的发展质量。由于4G网络系统的频谱资源利用范围比较有限,相比较而言5G无线网络技术的研发和应用则在很大程度上弥补了4G网络系统在评估资源利用范围方面的缺陷,在经过分析后发现,目前我国使用的5G无线网络系统,其所使用的频谱资源依然为中低频段,因此,5G无线网络系统可使用的频谱资源并没有增加多少。5G无线网络的覆盖范围更广,需要以多个天线的大功率来协助数据传输,这样可以促使5G无线网络的下行链路要想保持在正常运行状态,但是如果采用此种运行方式,5G无线网络的下行链路又会对上行电路设备终端的运行情况造成影响,导致上行电路设备终端贴现的数量和天线的发射功率,所以也认为在5G无线网络系统中应用大规模mimo技术,会对上行线路的正常运行造成影响。目前,我国相关机构加强了对4G无线网络系统的覆盖范围进行了严格的控制,在一些4G网站数量比较集中的区域,各个网络站点之间的距离也一直控制在了300米以内,作为5G无线网络,要想与4G无线网络相似的预期效果,需要增加无线节点的数量,扩大5G无线网络站点的覆盖区域,但是如果只采用此种方式促进信息传输,还存在着一定的难度。

2.2超密度异构网络建设难点

5G网络时代的来临,体现出了我国网络的集成化、智能化和多元化特征。越来越多的居民对网络容量提出了更高的要求,原有的3G和4G网络系统已经远远无法满足居民在网络容量方面提出的需求,在经过分析后发现,可通过扩容的方式来提高网络容量,如果对4G网络系统进行扩容,技术人员将一整个小区或者一个区域进行了分裂,缩小了4G网络覆盖区域,但是如果采用此种方式,会在一定程度上增多低功率节点的数量,技术人员要想保证4G网络系统的覆盖区域达到相关要求,就要适当的增加网络部署站点的密度,而这种方式又会导致4G网络系统信息传输的速度变慢,信号传输质量降低。在经过比较后发现,5G无线网络所使用的通信频段为中高频段,如果无线节点的密度变得密集,就需要采用超密度异构网络,这种方式一方面可加快信号的传输速度,另一方面还可提高信号传输的质量。但是在具体建设5G无线网络超密度易构网络的过程中,又出现了用户管理难度增加、网络频繁切换导致信号传输质量降低,用户的使用体验感降低。

3、有效应对5G无线网络建设中难点问题的具体对策

3.1将宏观与微观进行结合

5G无线网络建设过程更加复杂,但是其性能更优,在建设5G无线网络的过程中应用一些先进的关键性技术,有效的弥补了原始网络覆盖不完全方面的问题。对于居住社区,可以用宏小区概念,将小区附近相邻的小区或者街道连城一个整体,以宏基站为中心,对连接成一个整体的区域内进行无线网络覆盖,也就是将宏观与微观进行结合,拓展了5G无线网络的容量载体,促进了宏基站和微基站资源的整合,让宏基站和微基站形成了一个整体。

3.2应用低频资源

在建设5G无线网络的过程中如果应用新技术,会改变5G无线网络系统的发射功率和天线数量,制约了5G无线网络系统终端结构作用的发挥。5G网络覆盖范围以低频段和中频段为主,而在5G无线网络系统中这两种类型的频段均不是上行链路覆盖频率中的最佳选择,如果依然应用中频段和低频段,则会降低5G网络系统中上行链路设备的终端天线数量和发射功率,所以要结合5G无线网络的实际结构选择相应的频段,以此来提高5G无线网络运行的整体质量。

3.3上下行链路解耦

5G无线网络的系统结构更加复杂,技术人员要合理的设置容量电池结构,比如建设集中式小型和微型基站,将其应用于社区中。还应执行上下行链路解耦模式。比如可以将现有的上行链路覆盖频率3.5GHz换成1.8GHz或者2.5GHz,增加其增益,而这一频率与下行电路覆盖水平下的频率更加接近,提示可将1.8GHz或者2.5GHz的覆盖频率作为上下行链路解耦频率。

结束语

总之,5G无线网络的应用优势比较多,但是在建设5G无线网络的过程中一些关键技术的应用过程中依然存在着一些问题,还需要相关工作者加强研究,结合实际情况提出应对策略,不断提高我国5G无线网络的通信能力。