浙江郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉雪春

與傳統(tǒng)4G技術(shù)、LTE技術(shù)相比，5G移動(dòng)通信技術(shù)使得通信業(yè)務(wù)的開展和通信場景逐漸豐富化，超高的可靠性和超低的延時(shí)性充分滿足了人們的實(shí)際通信需要。然而在一定程度上，5G移動(dòng)通信技術(shù)尚處于探索發(fā)展時(shí)期，故而在了解市場需求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)其傳輸方案設(shè)計(jì)和傳輸框架優(yōu)化勢在必行，本文由此展開分析。

1 5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用特征

1.1 網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)質(zhì)化

第一，在網(wǎng)絡(luò)傳輸接入速率提高的同時(shí)，傳輸延遲不斷降低，從而確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?；第二，頻譜效率有所提升，充分滿足而來高流量、高鏈接傳輸?shù)膫鬏斝枨螅坏谌?，與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸相比，5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維成本有所降低。通過這些措施的應(yīng)用，5G網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)得以優(yōu)質(zhì)化保證[1]。

1.2 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營智能化

在運(yùn)維管理中，5G移動(dòng)通信可在智能化設(shè)備的支撐下，實(shí)現(xiàn)地理位置、用戶偏好、終端狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)上下文特征的捕獲，并在相關(guān)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行解決方案制定，并以此為依據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸資源的動(dòng)態(tài)化布置，在保證網(wǎng)絡(luò)功能部署的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的智能化[2]。

1.3 網(wǎng)絡(luò)功能靈活化

第一，網(wǎng)絡(luò)接入過程中，即插即用和自組織網(wǎng)是其基站運(yùn)作的兩種基本形態(tài)，確保了網(wǎng)絡(luò)接入拓?fù)涞囊巡渴稹⒁拙S護(hù)；第二，就核心網(wǎng)建設(shè)而言，分組核心網(wǎng)被進(jìn)一步簡化和重構(gòu)，確保了網(wǎng)絡(luò)控制轉(zhuǎn)發(fā)的高效靈活。

1.4 網(wǎng)絡(luò)生態(tài)友好化

充分的考慮第三方網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的部署要求，并根據(jù)應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行其業(yè)務(wù)部署，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的創(chuàng)新優(yōu)化和業(yè)務(wù)發(fā)展的有效刺激。從應(yīng)用結(jié)果來看，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更加開放、友好，其實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)支撐新產(chǎn)業(yè)和垂直行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，對(duì)于友好型網(wǎng)絡(luò)生態(tài)建設(shè)具有重大影響。

2 5G網(wǎng)絡(luò)的市場需求分析

2.1 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向滿足

第一，注重現(xiàn)代化無線傳輸技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)資源應(yīng)用效率的提升。第二，進(jìn)行5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)構(gòu)框架的建設(shè)，確保通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有超高的吞吐率。第三，深化網(wǎng)絡(luò)頻率資源的進(jìn)一步開發(fā)，在保證基站網(wǎng)絡(luò)框架規(guī)范的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信資源應(yīng)用頻率的提升。需要注意的是，在這三個(gè)發(fā)展方向建設(shè)中，互聯(lián)網(wǎng)體系構(gòu)建是其建設(shè)的重點(diǎn)所在；在其建設(shè)應(yīng)用過程中，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)人員不僅要注重自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，更要在軟件定義網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)方面予以保證，同時(shí)做好全頻譜接入技術(shù)、D2D通信、M2M通信、SDN/NFV等內(nèi)容的具體保證，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)框架與5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)框架的有效對(duì)接。

2.2 注重5G核心性能指標(biāo)滿足

對(duì)于用戶而言，5G核心性能指標(biāo)是其關(guān)注的重點(diǎn)所在。一般情況下，流量密度、連接數(shù)、延時(shí)、移動(dòng)性、用戶體驗(yàn)速率和頻譜效率都是5G和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)核心指標(biāo)的主要組成部分；并且，其需滿足以下指標(biāo)要求，如表1所示[3]。就流量密度而言，其是單面面積區(qū)域內(nèi)5G通信網(wǎng)絡(luò)總流量的直觀表達(dá)；而該區(qū)域內(nèi)支持在線設(shè)備的綜合通過連接數(shù)進(jìn)行表達(dá)；同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中，開始傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)具有異性的時(shí)間誤差，而正確接受的實(shí)踐被稱為延時(shí)指標(biāo)。此外，在移動(dòng)性指標(biāo)和頻譜效率控制下，用戶的體驗(yàn)速率能夠的以有效提升。

需要注意的是，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)諸多核心指標(biāo)控制過程中，流量密度、連接數(shù)和頻譜效率以5G物理層和數(shù)據(jù)鏈路層為對(duì)象，其在眾多智能終端實(shí)際部署的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)劣的有效測試。而在生活實(shí)際中，延時(shí)、用戶體驗(yàn)速率及移動(dòng)性是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層用戶使用性能的直接表達(dá)，確保其指標(biāo)的不斷提升，對(duì)于用戶通信傳輸需求的滿足具有重大影響。

3 5G移動(dòng)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

3.1 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)總體方案設(shè)計(jì)

就基站選址方案設(shè)計(jì)過程中，其受到以下兩個(gè)方面的嚴(yán)重制約：第一，在通信話務(wù)流量控制方面，其話務(wù)流量需求不斷增加，基站的加設(shè)必須實(shí)現(xiàn)這些網(wǎng)絡(luò)通信需求的滿足。第二，傳統(tǒng)基站選址中，移動(dòng)通信基站的建設(shè)會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成一定影響，而隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們在基站環(huán)保方面提出了較高要求?；诖耍诨具x址方案確定過程中，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)人員應(yīng)在勘察設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)仿真技術(shù)的合理應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)“宏+微”和“改＋微”基站選址方案的應(yīng)用，從而為覆蓋效率的提升提供保證。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)人員不僅要在同頻全雙工干擾抵消上進(jìn)行保證，更要深化毫米波頻段移動(dòng)通信技術(shù)的成果研究，從而實(shí)現(xiàn)5G移動(dòng)通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)渠道的進(jìn)一步優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)信息傳輸過程中，DU和CU是其基帶處理的兩個(gè)基本單元，要確保5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)暮侠砘?，就必須確保在其傳輸方案下，5G網(wǎng)絡(luò)的整體框架與這兩個(gè)單元的匹配。實(shí)際傳輸方案設(shè)計(jì)中，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸方案總體設(shè)計(jì)包含了前傳網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、中傳網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和回傳網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)三個(gè)層級(jí)。前傳網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)處于RRU與DU之間，其包含了光纖直驅(qū)、無源波分、有源波分三種應(yīng)用形態(tài)[4]。中傳網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)位于DU和CU之間；而回傳網(wǎng)絡(luò)以CU單元為起點(diǎn)延伸至5G核心網(wǎng)，從而確保了網(wǎng)絡(luò)整體傳輸?shù)母咝?。中傳和回傳融合組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)中，SPN網(wǎng)絡(luò)方案、L3OTN方案和端到端路由器方案是其傳輸方案的三種基本形態(tài)。SPN網(wǎng)絡(luò)傳輸方案基于25G、50G、DWDM等物理層技術(shù)，在鏈接回路的保證下，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)層功能的合理滿足。而L3OTN方案是基于OTN技術(shù)發(fā)展起來的網(wǎng)絡(luò)傳輸模式，傳輸實(shí)踐中，通過L3功能的增加，綜合性的承載網(wǎng)絡(luò)得以建設(shè)應(yīng)用。端到端傳輸方案注重路由器組網(wǎng)的規(guī)范一個(gè)月，其在FlexE技術(shù)應(yīng)用下，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)層級(jí)的有效隔離，同時(shí)通過在接入層、匯聚/核心層的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了5G不同業(yè)務(wù)的切片隔離需求的充分滿足。需要注意的是，DU單元應(yīng)用中，部分需要基帶實(shí)時(shí)處理的功能必須完成，故其需要在部署位置、時(shí)延、帶寬、流量調(diào)度等方面進(jìn)行規(guī)范，確保應(yīng)用需要與gNB的相同。同時(shí)，在5GRRU與DU之間hing進(jìn)行單獨(dú)組網(wǎng)建設(shè)，確保高帶寬需求和延時(shí)需求的滿足。

表1 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)核心性能指標(biāo)

3.2 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)同步方案設(shè)計(jì)

就5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用而言，網(wǎng)絡(luò)同步的精度需滿足以下指標(biāo)，如表2所示。同時(shí)在超高精度同步網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐中，應(yīng)注重其關(guān)鍵技術(shù)的充分滿足。具體而言，高精度時(shí)間源技術(shù)和時(shí)間傳送技術(shù)是其網(wǎng)絡(luò)同步實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)關(guān)鍵要素。就高精度時(shí)間源而言，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)人員應(yīng)在本地多時(shí)鐘源比對(duì)技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，進(jìn)行雙頻衛(wèi)星接收和共模共視衛(wèi)星接收技術(shù)的合理應(yīng)用。而在高精度時(shí)間傳送過程中，實(shí)現(xiàn)其節(jié)點(diǎn)內(nèi)部時(shí)間誤差的降低是其控制的重點(diǎn)所在。一般情況下，節(jié)點(diǎn)頻率源的噪聲、節(jié)點(diǎn)內(nèi)部延時(shí)和非對(duì)稱性、時(shí)間戳精度誤差等都是其控制的主要內(nèi)容。只有確保這些精度指標(biāo)的充分滿足，才能有效的實(shí)現(xiàn)5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)同步。

4 5G移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的優(yōu)化策略

4.1 5G移動(dòng)通信技術(shù)構(gòu)架體系優(yōu)化

在5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用下，互聯(lián)網(wǎng)功能和網(wǎng)絡(luò)虛擬功能是其網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)應(yīng)用的兩個(gè)重要支撐；在硬件基礎(chǔ)上，通過這些新技術(shù)的搭建和應(yīng)用，5G移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)傳輸資源的高效應(yīng)用，從而在網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)兼容的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代通信成本的有效控制[5]。在5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸不僅具有較高的容量，更要在傳輸速率方面予以保證；同時(shí)還應(yīng)避免時(shí)延、傳輸干擾等因素的影響。故而在實(shí)際優(yōu)化中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)原有架構(gòu)的兼容性記性你優(yōu)化，然后實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的合理布置。需要注意的是，為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的合理改變，并確保傳輸需求滿足，應(yīng)對(duì)其通信模式應(yīng)用的協(xié)議要求進(jìn)行優(yōu)化。譬如在應(yīng)用層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層中，5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)以現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，然后進(jìn)行TCP/IP協(xié)議分組數(shù)據(jù)通信模式的應(yīng)用；而在網(wǎng)絡(luò)層，則應(yīng)適時(shí)的采用中心網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，從而確保信息服務(wù)質(zhì)量的有效提升。

4.2 5G移動(dòng)通信技術(shù)的性能測試優(yōu)化

確保5G移動(dòng)通信技術(shù)布置的構(gòu)建體系擁有良好的使用性能，是其現(xiàn)代化、規(guī)范化發(fā)展的重要內(nèi)容。就實(shí)際建設(shè)過程而言，《5G愿景與需求白皮書》是其性能優(yōu)化的基本依據(jù)。在其要求下，5G移動(dòng)通信技術(shù)的傳輸速率應(yīng)保持在10GB/s；而用戶體驗(yàn)速率應(yīng)保持在0.1～1GB/s；此外，就端到端巖石和移動(dòng)性能而言，其應(yīng)分別保持在1ms和500km/h。唯有如此，才能確保人們高鏈接、高容量和高速率的信息傳輸需求。

5G移動(dòng)通信技術(shù)建設(shè)中，要確保這些指標(biāo)的滿足，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)人員在性能指標(biāo)測試中就必須注重以下要點(diǎn)把控：首先，進(jìn)行硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)，確保數(shù)據(jù)傳輸擁有良好的基礎(chǔ)環(huán)境支撐。另外，確保設(shè)計(jì)硬件的數(shù)據(jù)傳輸速率保持在10Gbit/s，同時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不少于25個(gè)，保證互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的仿真環(huán)境功能滿足等。其次，進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)的系統(tǒng)保證，確保其最低設(shè)計(jì)要求符合《5G愿景與需求白皮書》的應(yīng)用規(guī)范。最后，進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)性能結(jié)構(gòu)的有效檢驗(yàn)，確保用戶體驗(yàn)速率、端到端傳輸延時(shí)、傳輸干擾時(shí)間控制均符合優(yōu)質(zhì)化網(wǎng)絡(luò)性能的應(yīng)用要求，從而實(shí)現(xiàn)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的靈活化、智能化和友好化。

5 結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)建設(shè)人員只有充分認(rèn)識(shí)到5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢所在，并在其網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)質(zhì)化、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營智能化、網(wǎng)絡(luò)功能靈活化和網(wǎng)絡(luò)生態(tài)友好化發(fā)展目標(biāo)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行5G移動(dòng)通信技術(shù)市場需求的充分調(diào)研，并在通信技術(shù)傳輸過程中，注重總體傳輸方案和同步傳輸方案的設(shè)計(jì)，同時(shí)合理優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)體系和性能指標(biāo)體系。才能確保5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用水平的提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代通信工程的進(jìn)一步發(fā)展。

表2 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)同步精度指標(biāo)