5G移動網絡規劃技術在智慧城市中的應用研究

關鍵詞：5G;移動網絡;網絡規劃;智慧城市

中圖分類號：TN929.5 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）06-0062-03

Abstract：Smart city make management more intelligent through informational data transmission and internet of things. With the help of mobile internet technology platform，it brings comfort and convenience to people’s life. In the construction of smart cities，the mobile communication network is at the transmission and communication layer and is an important part of the smart city system. The overall layout of smart city planning and construction requires higher network carrying and transmission capabilities. 5G mobile network communication technology continues to develop，providing fast information transmission，shorter transmission delay time and more terminal access. Combining 5G mobile network technology with smart city construction can promote the integration of the two. Starting from the basic concept of smart city construction，this paper introduces the key technologies of 5G network，discusses the planning of mobile network in smart city from several aspects and hopes to provide reference for the design and construction of related fields.

Keywords：5G;mobile network;network planning;smart city

0 ?引 ?言

隨著城市化的發展不斷推進，城市規模的不斷擴大，以及人口數量的不斷膨脹，引起對各類資源的占用不斷升級。在通信領域，傳統通信網絡的建設與布局存在一些弊端，通信運營商在建設方面的短板不斷地暴露出來：通信建設程序不完善、基站建設缺乏合理性與前瞻性、塔型設計與塔位的選擇沒有銜接城市環境等。5G通信在技術方面越來越成熟，隨著新通信時代的到來，這些問題更加突出，使得傳統通信運營商面臨更大的壓力。為了妥善解決當前通信網絡中存在的問題，在智慧城市建設中，進行5G移動通信網絡建設，應當將5G移動網絡規劃技術與城市規劃充分地結合起來，設計出更加合理的建設布局方案;努力做好5G網絡規劃與道路規劃、城鄉土地規劃等各個方面的良好銜接，對空間資源建設的要求進行細化，旨在使社會的綜合效益得到提升。5G是全新的移動通信網絡，互聯網與物聯網對5G移動網絡的發展具有推動作用，5G通信具有能耗低、成本低、安全性高、可靠性高的基本特點，傳輸效率與傳統移動通信相比，能夠提升10～100倍。在用戶體驗和系統運行方面，都有較大提升。5G移動通信網絡在各個領域都有需求，這一先進的網絡技術，在未來很長一段時間內，將成為主流趨勢。

在智慧城市的建設的過程中，5G移動通信網絡是不可或缺的。近年來，生產生活各個方面都對移動通信網絡提出了更高要求。因此，必須進一步提高移動通信網絡的信息傳輸速度，使用戶的基本通信需求得到滿足，5G移動通信網絡試點已經成熟，全面商用布局即將開展。5G移動通信網絡具有顯著的優越性，智慧城市建設中，需要充分做好5G移動通信網絡的規劃。

1 ?智慧城市的概念

智慧城市是城市轉型發展與新一代信息技術創新應用的深度融合，這些信息技術包括物聯網、大數據、云計算、空間地理信息等，新時期城市呈現智慧化的新理念和新模式，包括城市規劃、建設、管理與綜合服務，是城市發展走向低碳、綠色、可持續發展的本質需求。進行智慧城市建設，需要利用現代化的信息技術，使城市的管理與運行呈現智慧化，從而創造更加美好的城市生活，在城市發展的過程中，展現出更加和諧和可持續成長特征。從體系架構上可以將智慧城市劃分為幾個層次，分別為：城市感知層、傳輸通信層、基礎數據層、支撐服務層、智慧應用層，完善的標準體系和安全體系。

智慧城市建設的需求來源于現代化的城市發展，生產生活中所消耗的資源不斷增加，社會群體之間的聯系更加平坦和緊密，而城市管理還比較落后，這二者之間的矛盾不斷蔓延，給現代城市的管理工作帶來了較高挑戰。在管理理念和思維方式方面都需要不斷更新，需要借助高新技術，不斷創新管理手段和方法，逐步實現智能化的管理，最終實現經濟發展，以及生產生活與城市管理之間和諧發展。

2 ?智慧城市中5G網絡的關鍵技術

無線網絡技術。在5G通信用戶的數量預測方面，可以對人口規模以及年齡構成進行劃分，分析不同年齡段的人群對通信的需求，這些需求成為預測5G用戶的依據;分析人口規模與用戶數量之間的密切聯系，在規劃過程中，全面分析產生的數據。在分析數據的基礎上，綜合考慮城市發展和移動通信的進步空間，利用無線網絡傳輸技術，以人口分布密集、用戶量多的區域為中心，提供5G網絡接入。在這種接入方式下，使多樣化的業務需求都能夠得到滿足，使數據業務的內容得到提升，節約資源的利用，使程序得到簡化，奠定未來通信發展的基礎。與傳統技術相比，自組織網絡技術在確保用戶的基本需求得到滿足的前提下，還能夠優化資源配置。將自組織技術引入到5G移動網絡中，使網絡進行自我管理與優化，使人工方面的干擾進一步減少，使網絡部署與動態化進程相適應。

無線傳輸技術。在5G移動通信網絡系統設計中，通常采用頻譜效率技術，在無線網絡的基礎上，采用新型網絡架構進行設計，能夠提高5G移動通信的速度。如無線傳輸技術中的多載波技術和MIMO技術。在無線通信的諸多應用中，多載波技術的應用十分廣泛，處理雷達信號，在不插入循環或正交的前提下，能夠設置各個載波之間的寬帶，確保雷達信號傳輸的靈活性，進而對一些小零件進行控制。MIMO技術的優勢顯著，能夠增強一些空間中的分辨率，并及時把握其中的維度，滿足不同用戶在同一個時間點進行通信的需求;同時，遇到一些區域范圍比較狹窄的情況，能夠使干擾大幅度降低，使通信質量得到提高。該項技術具有一定的缺陷，所采用的TDD系統，通常情況下使用單天線，導致自身數量比天線數量小。

3 ?智慧城市5G移動網絡規劃

在進行智慧城市建設時，應用5G移動通信網絡技術十分必要。應用5G移動通信網絡技術的過程中，通信技術比較繁瑣，通信對象呈現廣義化，對5G移動網絡的規劃工作的開展產生直接影響。5G移動通信網絡規劃工作極其復雜，要求相關技術人員做好全面統籌與協調等各項工作，確保網絡規劃具有較強的前瞻性，同時，對網絡規劃過程的全面性、精準度與合理化等幾個方面的要求嚴格控制，與5G移動通信網絡的發展需求相適應。

城市總體規劃。隨著新型業務的快速發展，一些新興媒體得到更加廣泛的應用;當提升移動數據后，業務數據也隨之改變。通信網絡為智慧城市的發展提供保障，因此，運營商在一些重點區域需要加強網絡規劃。千兆光纖在城市區域內部署完成后，網絡通信基礎設施得到完善，使得規劃工作的內容更加具體。5G移動網絡在完成試驗網絡布局后，通過試點區域的運營與測試，到5G移動網絡全面商用，都為智慧城市信息化建設提供了保障。移動通信運營商需要將主導運行企業的作用充分發揮出來，堅持高標準、嚴要求，提前做好調研與數據收集工作，為進行前瞻性的5G移動網絡規劃和部署打下基礎，確保高速通信網絡能夠一步到位。在智慧城市建設層面，5G移動通信網絡是智能互聯網基礎能力，具備這種能力后，將對傳統行業產生影響，使傳統行業隨之進行相應的改變，從而對整個社會的發展產生影響。因此，要全力做好城市總體規劃，進一步加強對綠色智慧城市建設支持的力度，加強對數字化服務布局的構建，在大數據、云計算以及物聯網的推動下，實現城市建設的智能化。

按照“核心+中心”模式開展分區制網絡規劃。在5G移動通信網絡規劃時，無法繼續采用傳統方法，需要利用層次分析方法。在“核心+中心”模式下，5G網絡規劃規程要由點及面，逐步向城市的各個角落擴展，以確保網絡實際應用的穩定性。5G移動通信網絡是立體化、多層次的網絡，采用層次分析方法對網絡結構的接入、控制、轉發三大平面進行分析。無線接入設備和多類基站都屬于接入平面，完成無線接入協同控制，確保快速靈活，提高資源利用率，各種類型的射頻卡片、基站等都屬于接入平面，在實際網絡中廣泛分布在地面、樓頂、樓內、井下等位置;控制平面通過網絡功能重構，實現無線資源的全局調度和集中控制，在實際網絡布局中，核心機房是控制中心;轉發平面的功能包括加速業務流程和分布式網關、集成內容緩存等功能，由控制平面統一管控，進一步提升路由的靈活性和數據轉發效率，在實際網絡部署中，根據優先級的高低，與控制平面單獨或集成設置。在智慧城市建設的整體規劃中，對本地網的核心以及若干中心進行優先搭建，以城市規劃的片區劃分為原則進行中心劃分。與網絡規劃的經典場景類似，為業務需求規劃和無線傳播模型分析提供便利，本地網的骨架由網絡規劃中的這些核心與中心構成。根據場景類別的不同，采用宏站、微站、桿站、家庭基站、室分、物聯網等接入方式，靈活地接入5G移動通信網絡，同時，實現配型網絡，快速地滿足各類業務的需求。

信息安全規劃。以5G通信技術為基礎，構建智慧城市的通信網絡時，信息安全作為核心工作，貫穿于整個通信工程建設的始終。針對智慧城市中的重點企業，應當加強安全云防護，最大限度地降低網絡空間中的各種流量攻擊。進一步加大基礎安全體系的構建，構建思路堅持以數據流量為中心，對數據生成、數據傳輸、數據儲存以及數據處理等各個環節進行充分地保護。在網絡安全運行中，堅持構建動態化的運行體系，從大數據、運行、應急響應三個維度進行構建，對發生的新型網絡事件能夠快速解決，形成牢固的網絡防御體系。隨著經濟社會的發展，運行模式在不斷尋求投資多元化，發展的基本前提是從技術層面確保城市信息的安全。在基礎網路支撐體系中，要加強安全、穩定的信息資源支撐體系的構建，在跨層級、跨部門的智慧綜合體系中，促進融合創新的智能經濟發展。在5G通信網絡信息安全規劃的基礎上，采用多網絡融合的通信網絡形式，借助多種無線接入技術，使廣大用戶的基本需求得到滿足。

構建海綿型網絡，應對突發需求與業務不均衡的狀況。5G移動網絡具有需求突發性、結構復雜、業務多樣等特征，在網絡容量配置方面面臨著較大考驗，這是網絡規劃工作中難以避免的難點。在后續的發展過程中，需要逐步解決和完善網絡容量配置規劃。在網絡運行過程中，往往會涉及繁雜的業務，運行結構呈現多樣化的形式，由于需要滿足各種業務需求，網絡容量配置方面的問題比較容易出現。面對網絡運行中的這類問題，需要改變傳統靜態分析配置方式，采取虛擬化和共享化的容量配置模式，針對突發性的業務，采用分區容量補給的方式，確保調度算法的均衡性，最終能夠科學地利用網絡資源。

4 ?結 ?論

通信網絡技術日漸成熟，在大數據發展的驅使下，對智慧城市進行規劃與布局時，要對5G移動網絡進行科學、合理的規劃，確保現代城市信息處理水平的提高。有效結合云計算等新型技術，充分利用5G移動網絡技術成果，提升智能化處理通信網絡信息的能力，為智慧城市規劃建設以及可持續發展奠定良好的基礎。

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作者簡介：孔德好（1987-），男，漢族，河南南陽人，中級工程師，本科，研究方向：網絡優化、信息化。