王 琦

（廣東郵電職業(yè)技術學院，廣東 廣州 510630）

1 5G移動通信網(wǎng)絡構架的相關概述

5G移動通信技術屬于第五代網(wǎng)絡通信技術，它是在4G移動通信網(wǎng)絡的技術上而發(fā)展起來的網(wǎng)絡構建，5G移動通信網(wǎng)絡主要包括場景部署、5G核心網(wǎng)絡與接入網(wǎng)等幾大技術。

1.1 5G網(wǎng)絡部署場景

在進行5G場景部署時，需要綜合分析室內和室外的場景分布情況進行分析。5G網(wǎng)絡主要應用于如下三種場景：第一，增強移動寬帶（eMBB）應用，主要功能是為用戶提供互聯(lián)網(wǎng)通信業(yè)務，提高用戶在大型場景中體驗效果，以滿足大型場館中的超高清視頻、社交網(wǎng)絡、AR、VR虛擬現(xiàn)實技術以及侵入式游戲、網(wǎng)絡全息視頻業(yè)務、其他移動通信業(yè)務的需求，方便用戶能夠隨時隨地的接入網(wǎng)絡，參與不同類型的業(yè)務活動中，同時還能用戶提供無縫對接的高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務；第二，低時延高可靠（uRLL）應用，主要功能是滿足大型場館內的各種物聯(lián)網(wǎng)及其垂直應用的業(yè)務要求，例如車聯(lián)網(wǎng)、智能交通、遠程工業(yè)控制、遠程醫(yī)療手術、遠程實驗與教育活動，這些場景往往都是產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，要能為用戶提供毫秒級的面對面、端到端的時延，接近100%的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)業(yè)務通信，才能保證網(wǎng)絡通信的可靠性；第三，海量大連接（mMTC）的數(shù)據(jù)通信業(yè)務，主要功能是面向智慧城市、智慧農業(yè)、森林防火等大型數(shù)據(jù)業(yè)務，一般都是以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標的數(shù)據(jù)控制業(yè)務，同時還具有小書包、低功耗的數(shù)據(jù)業(yè)務，而且還存在著海量數(shù)據(jù)連接的特點，針對城市的復雜環(huán)境，需要采用合適的技術來部署5G網(wǎng)絡。

1.2 5G核心網(wǎng)

5G網(wǎng)絡技術的不斷成熟，運營商也開始利用5G技術進行組網(wǎng)，以實現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的應用，服務商開始將前期的NSA模式向SA或NSA/SA網(wǎng)絡升級，以滿足復雜通信的需要，并采用邊緣計算技術，提高5G網(wǎng)絡的通信效率，將eMBB業(yè)務向5G核心網(wǎng)分流，在5G網(wǎng)絡邊緣對信號進行處理。核心網(wǎng)絡時5G網(wǎng)絡部署的關鍵，它具有SDN和網(wǎng)絡功能虛擬化技術驅動，物理硬件與邏輯分離等特征，具有靈活組網(wǎng)的功能。具體的5G核心網(wǎng)結構如圖1所示。5G承載網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)中心建設主要包括邊緣、本地與區(qū)域網(wǎng)絡建設等，根據(jù)通信環(huán)境的需要，可以在不同的數(shù)據(jù)中心可以提供邊緣計算MEC，并將虛擬化技術、云技術等融合在一起，將城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)等連接在一起，來構建光網(wǎng)絡、IP通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕ヂ?lián)互通。

圖1 5G核心接入網(wǎng)的架構

數(shù)據(jù)中心通過專用的出口路由器實現(xiàn)與區(qū)域網(wǎng)、骨干網(wǎng)等連接在一起，由于不同的區(qū)域網(wǎng)與數(shù)據(jù)中心存在的距離不同，為了保證IP網(wǎng)的互聯(lián)互通，采用路由器直連的方式進行通信傳輸，以減少信號的衰減，然后通過OTN傳輸設備互聯(lián)或者其他設備將企業(yè)數(shù)據(jù)中心連接在一起，而數(shù)據(jù)中心的出口連接主要采用路由器與以太網(wǎng)結構、OTN網(wǎng)絡機芯連接，在具體的通信過程中，要求OTN網(wǎng)絡能夠支持lOGE、25GE、50GE、100GE等不同數(shù)據(jù)速率的接口連接。

1.3 5G接入網(wǎng)

在5G承載網(wǎng)絡中，可以利用ROADM技術來構建MESH網(wǎng)絡作為接入網(wǎng)絡，一般將ROADM的設備建設在骨干匯聚和一級匯聚機房，便于網(wǎng)絡進行統(tǒng)一管理，同時也用于完成5G承載網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)中心業(yè)務的處理，來優(yōu)化5G的網(wǎng)絡結構，并能根據(jù)需要完成數(shù)據(jù)的傳輸，并采取OLP為主的網(wǎng)絡保護機制，來提高ROADM對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理的效率。根據(jù)ROADM建網(wǎng)結構的要求，將省級骨干核心、市區(qū)級骨干網(wǎng)絡以及城域級接入層連接在一起，在城域核心層中運用云匯聚中心將下級網(wǎng)絡連接在一起，各個不同的網(wǎng)絡之間可以采用路由直連的方式進行連接，形成三層結構的5G網(wǎng)絡架構，利用ROADM技術來實現(xiàn)5G通信接入，也有利于網(wǎng)絡信號的優(yōu)化。在5G網(wǎng)絡中的應用，一般采用多層管理結構，即兩級骨干網(wǎng)絡中心和城域接入層，在利用ROADM技術進行組網(wǎng)時，要能夠覆蓋所有的通信區(qū)域，網(wǎng)絡拓撲根據(jù)網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中連接的設備進行統(tǒng)計后分配資源，將光纜網(wǎng)絡結構、節(jié)點數(shù)量以及節(jié)點間的業(yè)務關系，以便于快速的分配網(wǎng)絡資源，從而才能做好網(wǎng)絡的架構設計。

2 城市復雜環(huán)境5G移動網(wǎng)絡優(yōu)化技術

針對城市復雜的環(huán)境，5G移動網(wǎng)絡需要提供海量數(shù)據(jù)、大寬帶、低時延、服務種類多樣的服務，充分將4G/5G網(wǎng)絡融合在一起，采用5G切片技術，利用統(tǒng)一的網(wǎng)絡資源，針對不同環(huán)境的數(shù)據(jù)業(yè)務類型與場景的需求，來優(yōu)化網(wǎng)絡設計。

2.1 語音話務負載均衡優(yōu)化技術

城市復雜環(huán)境的原因主要是人口密度較大，通信規(guī)模比較集中，在5G網(wǎng)絡使用的過程中，容易出現(xiàn)基站超載的情況，進而導致網(wǎng)絡通信擁塞的情況，從而會影響用戶享受優(yōu)質的語音通信服務，這時就需要利用評價工具對基站的容量進行分析，以判斷基站是否超載運行，信號的傳輸性能是否滿足要求，通過評估軟件分析之后，就可以采用語音話務負載均衡技術，合理的對各個基站的通信任務量、容量進行分析判斷，保證每一個基站都能力合理的承載信息數(shù)據(jù)傳輸，同時利用統(tǒng)計軟件對每一個基站的話務承載量進行統(tǒng)計與趨勢分析，合理地分配每一個基站的負載均衡。

2.2 移動信號干擾控制優(yōu)化技術

由于城市的環(huán)境比較復雜，對5G移動通信容易造成干擾，不僅有城市的高樓大廈，一些無線設備、空調、官網(wǎng)設備、地鐵、體育館等外界的干擾，都容易造成5G移動網(wǎng)絡信號的中斷。因此，在5G移動網(wǎng)絡部署的過程中，需要采用干擾控制技術，對基站周圍環(huán)境的電磁波信號進行判斷，必要時可以采用先進的屏蔽設備增加5G發(fā)射基站，解決5G信號的干擾問題，以保證5G網(wǎng)絡部署的信號覆蓋能滿足要求。

2.3 覆蓋優(yōu)化技術

5G網(wǎng)絡信號的覆蓋是否滿足要求，關鍵技術是對5G信號進行優(yōu)化處理，才能有效的實現(xiàn)5G信號的無縫對接，實現(xiàn)4G、5G信號平滑過渡，以保證5G信號的全覆蓋。在城市復雜的環(huán)境中，為提高5G網(wǎng)絡的部署效果，提高通信效率，需要注意如下問題：第一，如果5G網(wǎng)絡信號覆蓋的范圍比較小，那么5G信號的覆蓋就會存在盲區(qū)；第二，如果5G網(wǎng)絡信號的覆蓋范圍比較大，而不同基站之間的信號傳輸又會產(chǎn)生相互干擾，這就需要降低信號之間的相互干擾。利用5G信號網(wǎng)絡覆蓋技術，首先需要解決5G基站的周圍的環(huán)境，分析基站部署的高度，并合理調整智能天線的方位角與天線的發(fā)射功率，減少不同基站之間的信號干擾，提高5G信號的覆蓋率。

2.4 切換性能優(yōu)化技術

為了保證復雜環(huán)境中的5G信號的強度，可以采用5G移動網(wǎng)絡切換性能優(yōu)化技術對5G信號的強度進行控制，借助切換管理機制，通過天線在不同方向上的切換，優(yōu)化信號的傳輸性能，依據(jù)模糊邏輯的層次分析技術，來提高移動通信網(wǎng)絡的信息傳輸質量。由于5G網(wǎng)絡的頻譜資源比較短缺，如果控制不好就容易導致網(wǎng)絡的性能比較差，而且5G網(wǎng)絡的信號穿透能力較弱，容易造成5G信號的中斷，采用5G信號的切換性能優(yōu)化技術，可以有效解決5G網(wǎng)絡信號的中斷問題，還能進一步提高了5G移動無線網(wǎng)絡質量。

3 結束語

雖然5G移動通信網(wǎng)絡在技術上運用了SDN、D2D、MEC、異構超密集部署分析和SDN等先進技術，但是由于5G網(wǎng)絡信號頻譜資源短缺、穿透能力弱等問題，還需要利用話務均衡、性能優(yōu)化、覆蓋優(yōu)化等技術，來提高5G信號的覆蓋率，也能進一步解決城市復雜環(huán)境的信號覆蓋問題，滿足大密度用戶的需求。