智慧城市中5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃研究

鄧正雄，鄧軍華，楊 勇

（湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

0 引 言

隨著信息科技的不斷成熟，互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都得到了快速發(fā)展，而5G自身具有的可靠性高、成本低等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)深得人們青睞。在智慧城市規(guī)劃與建設(shè)中應(yīng)用5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，能夠使智慧城市服務(wù)質(zhì)量和功能得到進(jìn)一步提高，確保城市穩(wěn)定發(fā)展。

1 智慧城市概述

在城市規(guī)劃基礎(chǔ)上提出智慧城市，從整體入手對(duì)城市進(jìn)行全面管理。目前，智慧城市已經(jīng)成為現(xiàn)代城市發(fā)展的主要趨勢(shì)。智慧城市與人們生活有著緊密聯(lián)系，采用先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將現(xiàn)代城市發(fā)展過(guò)程中涉及到的云計(jì)算、發(fā)展理念、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)各項(xiàng)內(nèi)容都合理融入到一起，為城市發(fā)展提供支持[1]。在科技快速發(fā)展的今天，智慧城市能夠使人們生活更加便利，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)型、環(huán)保型、可持續(xù)發(fā)展。在智慧城市建設(shè)中，必須注重城市中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)才能合理高效地完成相應(yīng)的建設(shè)工作。需要注意的是，智慧城市的整個(gè)系統(tǒng)十分龐大，在建設(shè)時(shí)一方面要注重?cái)?shù)據(jù)層和傳輸層建設(shè)，另一方面還要全面掌握智慧應(yīng)用層和風(fēng)險(xiǎn)防控層[2]。

2 智慧城市建設(shè)中5G移動(dòng)通信的作用

5G是現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的重大創(chuàng)新和突破，其與4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在功能、傳輸速度、延遲等多個(gè)方面，如表1所示。

表1 5G與4G對(duì)比

5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在具體應(yīng)用期間能實(shí)現(xiàn)海量連接，進(jìn)而為各個(gè)行業(yè)的數(shù)字化發(fā)展提供支持。目前，其已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了制造、交通、教育、娛樂等各領(lǐng)域，而且從整體應(yīng)用情況來(lái)看，也取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。近年來(lái)，我國(guó)城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市管理作業(yè)的難度也越來(lái)越大、愈發(fā)復(fù)雜。在傳統(tǒng)管理模式下，現(xiàn)代城市建設(shè)發(fā)展效率偏低，而合理應(yīng)用5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)城市中各種信息的共享與交互，從而大幅度降低了城市管理難度[3]。此外，采用5G技術(shù)能夠提高資源利用的合理性，為環(huán)保、節(jié)能城市建設(shè)提供支持。

3 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)需求與定位分析

3.1 網(wǎng)絡(luò)需求分析

現(xiàn)階段，我國(guó)城市日常運(yùn)行與居民日常生活產(chǎn)生的數(shù)據(jù)總量呈爆炸式增長(zhǎng)，這對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)參數(shù)提出了更高的要求。4G技術(shù)在應(yīng)用時(shí)受自身特點(diǎn)影響，無(wú)論是傳輸速度、網(wǎng)絡(luò)容量、網(wǎng)絡(luò)延遲都無(wú)法滿足智慧城市規(guī)劃、運(yùn)行、發(fā)展的需求。而隨著人們對(duì)4G技術(shù)研究的不斷深入，其應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)被充分挖掘，難以持續(xù)為智慧城市發(fā)展注入新活力[4]。由此可見，在智慧城市建設(shè)中應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)也是現(xiàn)代城市發(fā)展的必然要求，如圖1所示。

圖1 5G行業(yè)應(yīng)用

3.2 網(wǎng)絡(luò)定位

合理分析5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在具體應(yīng)用過(guò)程中的價(jià)值，對(duì)其優(yōu)勢(shì)有一個(gè)正確認(rèn)識(shí)、明確定位，對(duì)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行全面挖掘。從智慧城市的整體發(fā)展情況來(lái)看，交通管理、基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)間協(xié)作狀態(tài)良好。但是，從具體情況來(lái)看，4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)容量較小，這對(duì)智慧城市溝通范圍形成了嚴(yán)重約束，網(wǎng)絡(luò)覆蓋也存在覆蓋盲區(qū)。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中延遲、速率、實(shí)時(shí)性等各個(gè)方面都不理想[5]。通過(guò)對(duì)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理應(yīng)用，能夠大幅擴(kuò)大智慧城市網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，進(jìn)而能夠向全體市民提供個(gè)性化、定制化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

4 做好智慧城市5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的合理措施

4.1 建設(shè)立體化分區(qū)制網(wǎng)絡(luò)

對(duì)于智慧城市中的5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)建核心+中心的立體化分區(qū)制網(wǎng)絡(luò)。依據(jù)信息中心和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過(guò)分層分析法從轉(zhuǎn)發(fā)、控制、接入3個(gè)層面入手分析，其特點(diǎn)如表2所示。

表2 轉(zhuǎn)發(fā)、控制、接入3個(gè)層面的特點(diǎn)

立體化分區(qū)制網(wǎng)絡(luò)體系不僅有核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和信息整合收集處理中心，而且在區(qū)域構(gòu)建了大量微型網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)可以依據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景選擇宏站、家庭基站等多種方式，具有較好的交互能力和靈活性，能夠?yàn)槿藗兲峁┝己玫木W(wǎng)絡(luò)服務(wù)，促進(jìn)城市發(fā)展。在進(jìn)行立體分區(qū)制網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)，要考慮城市中高低樓宇的分布、人口密集情況以及城市中行業(yè)分布情況等進(jìn)行劃分。一般來(lái)說(shuō)，樓宇高度密集區(qū)域的人口密集程度高，要設(shè)置更多網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，滿足人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求。

4.2 建設(shè)海綿型網(wǎng)絡(luò)

完成智慧城市建設(shè)后，為了確保智慧城市能夠平穩(wěn)運(yùn)行，避免出現(xiàn)業(yè)務(wù)分布不均衡以及城市局部發(fā)生資源消耗量過(guò)大的問題，可以在智慧城市中建設(shè)海綿型5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，共享網(wǎng)絡(luò)容量配置，完成相應(yīng)虛擬化處理，取代傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)容量靜態(tài)配置方案，進(jìn)而為人們提供更高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)[6]。在進(jìn)行基帶處理單元（Building Base band Unite，BBU）部署時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取“集中為主、分散為輔、循環(huán)漸進(jìn)”方式，從而合理配制資源，減少機(jī)房占地面積。通過(guò)上述配置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)智慧城市中的各網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)域功能進(jìn)行再次填裝，對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信調(diào)度算法的均衡性和準(zhǔn)確性進(jìn)行適當(dāng)改善。一旦遇到突發(fā)性需求時(shí)，能夠依實(shí)際需求對(duì)不同區(qū)域資源配置方案加以調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同區(qū)域資源的消耗情況進(jìn)行平衡，以免發(fā)生通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)不均勻問題。

4.3 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要與城市功能相結(jié)合

4.3.1 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要與城市總體規(guī)劃結(jié)合

智慧城市的快速發(fā)展使5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與城市總體規(guī)劃間的聯(lián)系變得更加緊密，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代城市服務(wù)與信息化管理中的地位不斷提高。為了使5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在智慧城市中能夠充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，在定制5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案時(shí)要對(duì)智慧城市進(jìn)行全面分析，了解城市中建筑物的分布、人口密集情況、行業(yè)分布情況等。在人口密集程度高、對(duì)網(wǎng)絡(luò)需求高的范圍內(nèi)布置更多網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，同時(shí)針對(duì)性地對(duì)智慧城市建設(shè)中存在的各種缺陷進(jìn)行彌補(bǔ)。

4.3.2 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要與政務(wù)系統(tǒng)結(jié)合

為了解決城市政務(wù)系統(tǒng)在運(yùn)行期間無(wú)法滿足海量用戶的具體需求等問題，在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案中應(yīng)優(yōu)先將重要部門信息化系統(tǒng)合理接入到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中[7]。同時(shí)，還要做好各項(xiàng)資源分配，確保發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地提供高質(zhì)量政務(wù)服務(wù)[8]。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過(guò)程中，要對(duì)城市政府部門在市場(chǎng)監(jiān)管、經(jīng)濟(jì)管理、公共服務(wù)等各個(gè)方面工作開展度和網(wǎng)絡(luò)的依賴情況進(jìn)行分析，在對(duì)網(wǎng)絡(luò)依賴程度較高的地區(qū)要增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從而滿足政府部門在工作時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求。

4.4 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃必須注重安全

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中存在大量用戶的隱私信息，一些不法分子在網(wǎng)絡(luò)上惡意攻擊、入侵，通過(guò)竊取用戶隱私信息來(lái)獲取利益[9]。因此，在智慧城市建設(shè)對(duì)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，必須注重網(wǎng)絡(luò)安全問題，采取防護(hù)技術(shù)對(duì)信息的形成、傳輸、存儲(chǔ)、處理等進(jìn)行全面保護(hù)，保證5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定運(yùn)行。從目前實(shí)際情況來(lái)看，常用的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施有3種。一是建設(shè)可視化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，快速發(fā)現(xiàn)異常并對(duì)存在的漏洞進(jìn)行鎖定，從而及時(shí)解決安全隱患；二是合理應(yīng)用多網(wǎng)合一技術(shù)，滿足用戶對(duì)于通信的需求，提供多元化優(yōu)質(zhì)服務(wù)，營(yíng)造一個(gè)安全信息生活環(huán)境[10]；三是設(shè)置數(shù)據(jù)資源支撐系統(tǒng)，嚴(yán)格依據(jù)“集約統(tǒng)籌”原則進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)體系構(gòu)建。

5 結(jié) 語(yǔ)

智慧城市建設(shè)中，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮著重要作用。但是從現(xiàn)階段實(shí)際情況來(lái)看，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用還處于初期階段，在試運(yùn)行期間可能會(huì)遇到各種各樣的問題。基于此，在智慧城市建設(shè)期間，相關(guān)人員要依據(jù)實(shí)際情況制定一套適合智慧城市長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信計(jì)劃，從而高效推動(dòng)建設(shè)進(jìn)程。