5 G關鍵技術在4 G網絡應用的建設策略及方案研究

屈 剛，張若文

（中通服咨詢設計研究院有限公司，南京 210019）

移動互聯網當前已經成為了人們生活當中不可獲取的一部分，尤其是智能機的普及，讓每一個人都能夠在各種場合利用移動終端連接網絡。目前伴隨著移動通信技術以及網絡技術的研制，5G技術也已經取得了重大的成功，并且預計在未來幾年內就會投入到使用。5G技術當中，一些技術都是在4G技術的基礎之上研發的，并且在實際應用中能夠提升4G的應用性能，加快網速、加大網絡承載能力

1 研究背景

自從移動網絡技術發展依賴，我們已經從2G時代走向了3G、4G時代，并且在4G已經普遍流行開來的當下，5G技術也在緊張的研制當中。5G技術研主要是建立在4G技術的基礎之上，并且迎合當前用戶對于網速、網絡傳輸質量提出的越來越高的要求而產生的一種新的移動網絡技術。

為了保證5G技術的有效應用，各個通信廠商以及相關技術企業都處于緊鑼密鼓的籌備當中。5G技術如果能夠有效投入使用，將會有效提升高清視頻、物聯網等主流業務水平，促進移動數據承載的提升。預計到了2020年，5G技術也會實現大規模的商用。5G并不能在當前馬上普及，但是相關的技術卻可以應用在已有的4G網絡當中，升網絡速率和增加容量、降低網絡時延以滿足行業增長的需求，成為4G網絡質量提升的有效手段，增強當前已有的4G網絡的性能。目前5G技術在4G網絡中的應用已經取得了重大的成功，并且成為當前移動通信運營商網絡建設的主要方向之一。

2 4G應用的5G關鍵技術

2.1 Massive MIMO技術

Massive MIMO技術是一種通過基站側利用大規模天線陣列達到多發多收目的的一種系統，在這種技術的應用之下，能夠保證形成更窄的波束，同時促進波束的賦形，以此來有效的提升頻譜效率，保證信號整體的質量得到有效提升。Massive MIMO技術對于4G網絡和5G網絡來說都是適用的，并且由于其并不依賴與空口的編碼方式，因此在使用當中會獲得良好的效果。這項技術的應用，能夠幫助運營商開展多用戶之間干擾的抑制，同時還可提升單個用戶的SINR，這樣一來針對網絡整體的質量都是一種提升。

利用Massive MIMO技術，和傳統的LTE技術之間存在有一定的差距，能夠針對更多數量的用戶進行覆蓋，從而也就提升了陣列增益，從而獲得更高的發射效率。Massive MIMO技術當中，主要從技術體制的層面分成了TDD系統以及FDD系統這兩種。首先，TDD系統能夠利用自身信道存在的一定互易性優勢，立足于較為成熟的技術產品基礎之上，同時提升了網速以及網絡傳輸而對質量。FDD的Massive MIMO技術應用，則需要能夠考慮到TM9的方式，并且功課上下行信道的不互易難點，以此來有效提升頻譜的效率。在4G技術當中應用到的Massive MIMO技術，可以有效提升用戶的網絡質量，并且保證用的網絡擁有更加良好的承載能力。

2.2 MEC技術

在實際的應用過程當中，MEC技術能夠提升帶寬，并且保證降低時延，促進了傳輸質量的提升。MEC技術能夠將無線網絡以及互聯網技術進行有效的結合，這樣一來就可以保證利用無線網絡技術當中的計算、存儲、處理等功能，有效構建開放式的平臺。MEC技術實際應用會將傳統的無線基站進行升級，轉化成為智能化的基站[1]。并且，MEC的功能組件方面，也有著一些技術性的突破與發展。MEC技術承載業務需要能夠利用API以及上層應用層之間的接口協議進行連接與封閉，同時提供相關的無線網絡信息、VM通信服務等，保證在無線信息交互、上層應用注冊管理等方面提升效率。MEC的應用層是立足于網絡功能虛擬化VM應用架構基礎之上的，保證可以利用有效的接口，和第三方的業務軟件或者開發商進行連接，促進無線網絡的能力開發以及調用。

現階段MEC技術的應用主要面臨著如下的挑戰：首先來自于自身的投資回報，目前運營商都是利用流量來計費的，而MEC技術應用之后如何驅動應用，成為了一個需要思考的問題。其次MEC技術應用之后，還需要能夠探索安全相關的問題，保證在各個企業內部數據交換時，保證信息的安全性。最后還要保證MEC相關產業鏈的形成，用來推進其中各個環節的打磨。

在現階段的4G網絡中，MEC技術是一種通過在無線接入側部署通用服務器的技術，這項技術對于5G和4G技術來說，能夠有效提供IT以及云計算的能力，保證用戶獲得更加充實的體驗。

2.3 高階調制技術

高階調制技術應用的目的是促進系統容量的提高，并且保證整體無線網絡系統當中，頻譜效率的提升。在相同的帶寬條件之下，為了可以有效地提升傳輸的速率，就必須要改進調制的方案，促進整體網絡流量的提高。根據高階調制方案來看，16QAM調制當中的沒一個符號都能夠承載4比特信息，而在64QAM調制當中的每個符號則可以承載6比特信息，這樣一來就增加了峰值收益。

從理論角度來看，利用64QAM能夠提升百分之五十的峰值增益，也就是說對于網絡質量提升具有明顯的效果[2]。但是高階調制技術特有一定的應用局限，必須要保證網絡質量達標才能夠開展實用，開展高階調制方案的技術部署，也需要針對終端滲透率進行思考，一般情況下終端滲透率較低，這也意味著網絡質量的要求較高，因此并不能給直接在全范圍進行推廣，必須要在一些高價值的區域進行試用。高階調制技術是提升4G用戶網絡質量的一種有效手段，可以作為運營商的一種新的業務套餐開展推廣。

2.4 超密集組網

為了能夠有效應對當前越來越大的網絡數據流量需求，保證用戶可以體驗到更快的網速，超密集組網技術可以利用先進的無線傳輸技術來有效提升頻譜利用率，并且保證提升無線系統的容量。超密集組網技術應用之后，能夠保證滿足5G時代流量爆炸的需求。開發和應用超密集組網，能夠針對特定區域的高流量業務做出有效的應對，接入網利用微基站的形式，進行熱點容量補充，還能夠結合大規模的高頻通信技術來提升無線側的吞吐量，介入分布靈活的微基站可以按照具體的需求選擇數量。

2.5 極簡載波技術

極簡載波技術對于5G來說也是一項十分重要的技術，這項技術能夠針對5G技術的密集構造做出有效的精煉，降低了5G技術應用的復雜性。極簡載波技術的應用已經取得了一些效果，在韓國SK電訊的實踐當中已經利用極簡載波技術部署了相關的系統，當前極簡載波在4G網絡環境下的應用，可以有效的提升下行線路數據傳輸速率，保證網絡覆蓋的范圍也隨之增加。實際應用對于社區用戶等網絡應用群體，都能夠提升用戶的體驗，并且在此基礎之上也在不斷對極簡載波技術進行優化升級。

2.6 其他5G技術作用的探討

除了上文當中提及的一些技術以外，5G技術還包含有3DMIMO技術、AAU+BBU松耦合方案、時延縮短技術等，這些技術的共同點都在于，是在4G技術不斷發展的基礎之上所研制的，能有效利用5G技術的優勢，結合當前4G技術廣泛的普及型，能夠成為推進4G技術提升廣的重要助力[3]。

3 應用小結

4G技術和5G技術之間存在著千絲萬縷的聯系，現階段的運營商為了能夠降低開發成本，保證開發質量，都會有效利用已有的技術進行優化升級。5G技術的開發與使用，都能夠成為4G技術變革的技術來源，同時還能夠增強我過移動通訊和移動網絡的整體質量，更要保證帶給用戶新的使用體驗。Massive MIMO、MEC、高階調制、超密集組網等技術在4.5G網絡的應用，已經取得了一定的成績，但是也面臨著一些挑戰，針對5G關鍵技術在4G網絡應用過程當中遇到的一些問題，要及時進行解決，既提升當前的4G技術質量，又能夠保證5G技術在未來推廣時，能夠以一個更加良好的姿態展現在用戶面前。

4 結束語

綜上所述，在5G技術不斷發展的當下，應該有效應用4G技術遺留下來的基礎，并且能夠保證針對未來的移動網絡技術通信發展打下扎實的技術根基。5G技術的發展以及運用，從本質上來講是當前技術的一種突破，幫助用戶可以利用更加先進的科技，獲得更加順暢的網絡體驗。