5G超密集組網網絡架構及實現

王新

摘要：隨著5G網絡的不斷推進，各式各樣的創新型業務也隨之出現，豐富了人們的生活，給人們提供了方便，提高了人們的生活質量。為了可以有效的解決未來數據流量的快速增長，大批量的設備連接和各類新型業務的出現，我國已經展開對未來5G網絡技術的分析研究。本文主要分析探討了5G超密集組網網絡架構及實現情況，以供參閱。

關鍵詞：5G超密集組網;網絡架構;實現

引言

隨著物聯網、車聯網等產業的高速發展，在對網絡速度方面提出了更高要求，這也成為促進5G網絡發展的根本前提。用戶有著隨時高速無線接入的這一需求，而且在人們對網絡在容量和覆蓋范圍上提出了更高要求的這一前提基礎下，密集市區的整體網絡結構也從傳統的宏站和室內分布的這一方式朝著宏微協同和超密集分層立體組網的方向發展，提高服務質量，滿足用戶對網絡使用的更高需求。

15G的定義

預計到2020年移動互聯網和物聯網各類新型業務和應用不斷涌現，將帶來1000倍的數據流量增長以及超過500億量級的終端設備連接。同時虛擬現實等業務應用帶來了嚴格的端到端時延要求。例如，當操作桿在虛擬現實的環境中移動3D對象時，如果響應時延超過1ms，會導致用戶產生眩暈的感覺。相比較傳統的無線系統端到端時延要求，5G網絡毫秒級的時延要求提高了近兩個數量級。因此，為了滿足上述移動通信網絡業務發展需求，相比于現有的LTE網絡，未來5G網絡需要實現以下目標：數據流量密度提升1000倍;設備連接數目增加10～100倍;用戶體驗速率改善10～100倍;MTC終端待機時長延長10倍;端到端時延縮短5倍。

25G超密集組網網絡架構

基于前期“三朵云”的5G蜂窩網絡架構，本文針對超密集組網主要應用的熱點高容量場景提出了5G超密集組網網絡架構。可以看出，為了解決特定區域內持續發生高流量業務的熱點高容量場景（辦公室、大型場館和家庭等）帶來的挑戰，即如何在網絡資源有限的情況下提高網絡吞吐量和傳輸效率，保證良好的用戶體驗速率，5G超密集組網需要如下方面的進一步增強。首先，接入網采用微基站進行熱點容量補充，同時結合大規模天線、高頻通信等無線技術，提高無線側的吞吐量。其中，在宏一微覆蓋場景下，通過覆蓋與容量的分離（微基站負責容量，宏基站負責覆蓋及微基站間資源協同管理），實現接入網根據業務發展需求以及分布特性靈活部署微基站。同時，由宏基站充當的微基站間的接入集中控制模塊，負責無線資源協調、小范圍移動性管理等功能;除此之外，對于微一微超密集覆蓋的場景，微基站間的干擾協調、資源協同、緩存等需要進行分簇化集中控制。此時，接入集中控制模塊可以由所分簇中某一個微基站負責或者單獨部署在數據中心，負責提供無線資源協調、小范圍移動性管理等功能。其次，為了盡快對大流量的數據進行處理和響應，需要將用戶面網關、業務使能模塊、內容緩存/邊緣計算等轉發相關功能盡量下沉到靠近用戶的網絡邊緣。例如在接入網基站旁設置本地用戶面網關，實現本地分流。同時，通過在基站上設置內容緩存/邊緣計算能力，利用智能的算法將用戶所需內容快速分發給用戶，同時減少基站向后的流量和傳輸壓力。更進一步地將諸如視頻編解碼、頭壓縮等業務使能模塊下沉部署到接入網側，以便盡早對流量進行處理，減少傳輸壓力。

3超密集組網站點的設計

為了更好的解決未來移動網絡數據流量的增大和用戶體驗度的要求，除了增加頻譜帶寬和利用先進的無線傳輸技術來提升頻譜利用率以外，通過加密小區部署來提升空間的利用率是解決無線系統容量的關鍵。在5G超密集組網中，基站覆蓋半徑會在很大程度上減小，這種現象直接影響了小區的數量和基站的密度，最后使得網絡結構變得繁瑣。傳統的無線通信系統是根據小區分裂的方法來縮短半徑，小區的覆蓋范圍減小，分裂就會難以實施，這就要在室內外熱點區域密集部署低功率小基站，從而形成超密集組網。5G超密集組網站點方案，由傳統宏站+室分方式漸漸向宏微協同，超密集分層立體組網方向改變，通過準確的問題定位，完善規劃方案，盡可能多的為人們提供更為便利的服務。

45G超密集組網網絡架構的實現

在5G超密集組網條件下，5G基站的覆蓋半徑將會出現明顯的縮小狀況，在數百米或者幾十米，這種明顯的縮小就可以導致小區數量和基站密度的增加。也就是說，在網絡結構變得越來越復雜的今天，傳統的傳播模型已經不能滿足網絡規劃科學指導的需要。因此，人們為了達到期望的標準值，就采用適當的手段，借助大數據的分析方法，進行精細化的仿真。因此，在現階段，依托于5G的網絡規劃技術要求，通過用戶所提交的動態MR數據數值，進行小區無線信號的動態監測結果之上，在應用上具有更高效率和更全信息的優勢，為最新的基站進行具體的規劃，提供強有力的數據支持。在構建室內外信號之間差異的實驗和場景模擬的過程中，基于用戶精準定位的需求，為了實現網絡存在問題區域的精準定位，就可以通過現場實測的方法采集測驗數據。進行微基站的部署，就可以科學合理的規劃5G超密集組網的關鍵內容，基站要考慮到人流量和覆蓋區域的要求，考慮到建筑結構對基站造成的影響，對于微基站的設備和微基站的需求量進行嚴格的考察。權衡移動網絡和運營商來選擇適合當地實際情況的可連續的覆蓋模式。采用LTE系統作為針對性分析基站覆蓋建設的聯系方法，對于微基站和宏基站的異步部署，就可以避免基站與基站之間相互干擾的問題，若微基站位于熱點流量系數，同宏基站覆蓋存在重疊，會存在嚴重的通頻干擾，因要線對熱點區域進行識別，對與目前和未來可能會存在的熱點區域進行合理規劃，然后通過ABS結合CRE等技術，對通頻干擾問題加以解決。

結束語

綜上所述，隨著網絡信息的不斷更新與發展，超密集組網利用基站加密部署提升空間的方式，成為解決5G網絡數據流量用戶體驗速率合理的有效方案。對于5G通信時代的不斷推進，流量高，智能化，延遲低，損耗低的問題是非常嚴重的。在5G超密集組網網絡架構中，超密集組網站點設計是非常重要的。對此在發展過程中，就要對網絡設計進行仔細的研究分析，使得5G超密集組網網絡架構可以更好的為人們提供服務。