5G移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)基站配套的影響

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【摘要】5g移動(dòng)通信技術(shù)，作為未來滿足人們通信需求的關(guān)鍵技術(shù)，已成為業(yè)界研究的熱點(diǎn)。本文在分析大規(guī)模MIMO技術(shù)、超密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)等5G關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)5G技術(shù)發(fā)展對(duì)基站配套的影響及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了重點(diǎn)分析，旨在對(duì)未來基站配套建設(shè)提供參考。

【關(guān)鍵詞】移動(dòng)通信；5G技術(shù)；通信技術(shù)；基站配套鐵塔公司

1引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新興業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，目前的LTE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸難以適應(yīng)新業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，為了滿足未來通信的需要，研究人員在4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展5G網(wǎng)絡(luò)。以可持續(xù)發(fā)展的方式，解決超千倍移動(dòng)數(shù)據(jù)增長(zhǎng)需求，提供超高速率、超低時(shí)延、海量連接的多場(chǎng)景一致性體驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)“信息隨心至，萬物觸手及”的5G愿景。本文在分析5G移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)5G技術(shù)發(fā)展對(duì)基站配套的影響及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了重點(diǎn)分析。

25G移動(dòng)通信技術(shù)概述

5G通信中，主要的通信技術(shù)包括無線接入技術(shù)、超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、大規(guī)模MIMO等。評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)有峰值速率、用戶體驗(yàn)速率、頻譜效率、移動(dòng)性、時(shí)延、連接數(shù)密度、網(wǎng)絡(luò)能量效率及流量密度。

2.1大規(guī)模MlMO

作為5G通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，大規(guī)模MIMO技術(shù)（largescaleMIMO）自2010年貝爾實(shí)驗(yàn)室提出后，獲得了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的審核、鑒定，并在無線鏈路頻譜效率領(lǐng)域獲得了廣泛的運(yùn)用。該技術(shù)的推廣運(yùn)用能夠確保無線頻譜效率提升5倍以上，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于天線信道容量問題的優(yōu)化解決。

2.2無線接入技術(shù)

作為5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)，無線接入技術(shù)一般由BDMA、NOMA等技術(shù)組成。該技術(shù)的推廣運(yùn)用往往能夠在最大程度上實(shí)現(xiàn)無線通信訊號(hào)覆蓋范圍以及傳輸質(zhì)量的提升，從而為用戶提供便捷化的應(yīng)用指標(biāo)。在運(yùn)用該技術(shù)的過程中，技術(shù)人員還需要加強(qiáng)對(duì)于頻譜資源的合理化運(yùn)用，從而為5G技術(shù)無線接口提供必要的頻率、時(shí)間資源，促進(jìn)技術(shù)運(yùn)行效率的提升。

2.3超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

為了保障5G通信系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，技術(shù)人員在項(xiàng)目建設(shè)的過程中需要增加低功率節(jié)點(diǎn)數(shù)量，并促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)小區(qū)半徑的縮減。該網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推廣運(yùn)用能夠最大程度上促進(jìn)移動(dòng)通信終端設(shè)備與節(jié)點(diǎn)距離的縮減，并由此帶動(dòng)網(wǎng)絡(luò)功率的提升，并實(shí)現(xiàn)接入技術(shù)的覆蓋層次性能的充分發(fā)揮。以5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)跨層干擾協(xié)調(diào)優(yōu)化為例，微小基站在運(yùn)行過程中普遍具有覆蓋范圍缺點(diǎn)，但是其具有存在能耗效率高、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)的特點(diǎn)。

35G技術(shù)發(fā)展對(duì)基站配套發(fā)展的影響分析

從5G的技術(shù)特點(diǎn)以及發(fā)展趨勢(shì)來看，5G時(shí)代顯著的特點(diǎn)是頻譜資源需求寬，導(dǎo)致需要用到3GHz以上的頻率，小區(qū)半徑變小，基站站距變小，5G基站數(shù)量將遠(yuǎn)大于4G；并且設(shè)備、功率趨于小型化，對(duì)配套的要求也不一樣。

3.15G網(wǎng)絡(luò)部署的差異

天線數(shù)目可能從4根增至64根或者更高，致使基站的處理能力倍增，能耗也相應(yīng)增大，這將對(duì)基站機(jī)房的要求進(jìn)一步提高。帶資源進(jìn)行集中放置，實(shí)現(xiàn)資源共享。一方面減少對(duì)于機(jī)房數(shù)量的需求，同時(shí)降低機(jī)房建設(shè)成本；基站的覆蓋范圍有可能從4G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)百米縮小至數(shù)十米，這將極大地增加對(duì)于基站數(shù)目的需求。在未來5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，小基站將會(huì)得到極大的應(yīng)用，成為未來5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主要形式。

3.2BBU集中放置

隨著網(wǎng)絡(luò)建設(shè)從廣覆蓋向深度覆蓋不斷推進(jìn)，基站建設(shè)站點(diǎn)資源需求的急劇增加，造成可用站點(diǎn)資源數(shù)量不斷減少，站點(diǎn)資源的不足，將嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，這將是未來網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中必將面臨的問題。與常規(guī)建站方式相比，分布式基站設(shè)備小、功耗低、投資省，建設(shè)周期短，大大降低了建設(shè)難度，加快了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度。分布式基站（BBU+RRU），實(shí)現(xiàn)了基帶單元和射頻單元的分離，有利于實(shí)現(xiàn)基帶單元的集中放置。集中放置，優(yōu)點(diǎn)在于降低機(jī)房的新建和租賃需求，降低物業(yè)協(xié)調(diào)難度，BBU集中設(shè)置時(shí)，能明顯降低RRU拉遠(yuǎn)站點(diǎn)配套建設(shè)，有效降低建網(wǎng)成本，提高了電源供給的效率，能有利促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能減排。靈活的部署策略，使得基站建設(shè)不再受限于基站機(jī)房選址難題，能有效地提高建網(wǎng)進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)營(yíng)。

3.3微基站建設(shè)

微站發(fā)射功率一般為1～5w或者是百毫瓦級(jí)，覆蓋范圍較為有限。相比宏站，微站的體積和重量大約只有宏站的一半，使用靈活，安裝便利。微站的具有使用靈活、安裝便利的優(yōu)點(diǎn)，但覆蓋范圍有限，可與宏站相互結(jié)合，作為宏站建設(shè)方式的一種有利補(bǔ)充，有效提升立體覆蓋效果。未來的5G網(wǎng)絡(luò)頻段普遍較高，因此傳統(tǒng)建設(shè)方式覆蓋效果不佳，5G網(wǎng)絡(luò)將主要采用異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深度覆蓋和熱點(diǎn)容量吸收。國(guó)內(nèi)外相關(guān)廠商、研究機(jī)構(gòu)提出了多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)底層網(wǎng)絡(luò)覆蓋的技術(shù)和設(shè)備，其中SmallCell具有體積小，功耗低，部署靈活，貼近用戶部署等特點(diǎn)，可以有效提高網(wǎng)絡(luò)性能和服務(wù)質(zhì)量，近年來受到了廣泛的關(guān)注，SmallCell有望成為未來解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)底層覆蓋的重要手段。

3.45G時(shí)代基站配套建設(shè)的發(fā)展方向

（1）集：網(wǎng)絡(luò)扁平化，帶來的BBU或相關(guān)設(shè)備“集中放置”問題，對(duì)電源、配套要求的等級(jí)變高（IDC機(jī)房），標(biāo)準(zhǔn)變高；（2）大：追求高增益天線滿足網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，導(dǎo)致部分場(chǎng)景使用“大”型天線，體現(xiàn)在貼片天線面積大、有源天線系統(tǒng)體積大、重量大，對(duì)塔桅提出了更高的要求；（3）小：基站小型化更為普遍，為滿足網(wǎng)絡(luò)需求，射頻上塔，甚至帶電上塔已成普遍現(xiàn)象，帶來的安全問題，需要進(jìn)一步思考和投入；（4）微：城區(qū)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)微型化，數(shù)十米一個(gè)基站，隱蔽型微站成為主流，如何整合、利用各行業(yè)資源成為運(yùn)營(yíng)、建設(shè)、維護(hù)需要考慮的主要問題。

4結(jié)語

本文在分析5G移動(dòng)通信技術(shù)內(nèi)涵（無線接入技術(shù)、超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、大規(guī)模MlMO）基礎(chǔ)上，對(duì)5G技術(shù)發(fā)展對(duì)基站配套的影響及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了重點(diǎn)分析。筆者認(rèn)為隨著相關(guān)措施的落實(shí)到位以及技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的5G通信技術(shù)必將獲得長(zhǎng)足的發(fā)展，并由此促進(jìn)各項(xiàng)效益的提升。

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作者:郭正平 楊慧 羅康 單位:寧中國(guó)鐵塔股份有限公司四川省分公司