5G技术在4G网络中的应用研究

5G技术在4G网络中的应用研究

王海清

关键词：5G技术；4G网络；应用场景；性能

5G系统是2020年商用移动通信系统，明确移动宽带、超大连接、超高可靠与低时延通信等应用场景，实现4G系统的升级和优化其，强化移动通信数据业务，提高系统速率。为了实现多场景应用要求，要在原有业务驱动的基础上进行网络重构，利用SDN/NFV和网络切片等方式，应用大规模天线技术、超密集组网技术以及新型调制编码技术，全面提高系统速率，借助移动边缘技术来实现低延时性能要求。对此，在4G网络的演进中，为了提高整体网络性能，要将5G技术应用到4G网络中，提高系统速率与容量，满足日常业务增长需求，进而提高4.5G网络能力。在这样的环境背景下，探究5G技术在4G网络中的应用具有非常重要的现实意义。

一、5G技术发展现状

5G即为第五代移动通信技术，是4G的延伸和升级，在2016年11月第三届世界互联网大会中，美国高通公司带来的可以实现“万物互联”的5G技术原型入选15项“黑科技”，这是当前国际互联网领域先进成果，在5G技术的支持下，促进千兆移动网络和人工智能的发展。在2017年12月，在国际电信标准组织3GPPRAN第78次全体会议上，5GNR首发版本正式冻结并发布，并在2018年2月，沃达丰与华为完成首次5G通话测试，5G时代即将到来。

二、5G技术的实现内容

就当前技术而言，由4G到5G的演进，需要网络构架、关键技术以及基础硬件的全面升级，将5G技术应用到4G网络中，并提供高性能硬件支持，实现4G到5G的平滑演进。

（一）4G改造准备

在4G改造准确阶段，以超密组网和CRAN架构集中化为技术基础，满足用户的网络需求，储备5G建设需要站址资源，实现5G构架准。通过4GCRAN改造，实现BBU功能的集中化，将站点BBU进行集中堆叠，通过高速低时延交换设备管理BBU堆，实现内部资源的协同管理，处理各个站点间的干扰的，控制密集小区间冲突干扰，构建业务协同关系，进而实现网络性能的提升，提高用户体验。

（二）5G技术应用先行

技术革新是实现业务数字化转型的基础，将5G技术应用到4G网络中，全面提高4G语音能力，强化网络用户感知，拓展频谱资源，规划5G频谱的战略布局。第一，将MassiveMIMO应用到4G网络中，通过3D-MIMO的波束赋形能力，提高处于网络边缘部分用户的网络体验，打造即时性高清视频提亚。第二，将UCNC应用到4G网络中，利用基带协同处理分布式空口无线通道，实现多通道整合，改变原来基站间的干扰，形成有用信号，提升网络抗干扰能力。

（三）移动硬件的提升

一方面，打造3D-MIMO5G硬件，以BBU+AAU松耦合方案为主，引入天线阵列，在多流波束的支持下，提高频谱效率，拓展网络容量，进而提高网络覆盖深度。以MassiveMIMO为核心技术，部署到3D-MIMO基站，平滑演进5GNR，提高网络的先进性。另一方面，通过云化理念改造空口，提高空口资源利用效率，提高硬件能力利用程度，灵活实现网络部署，为用户提供更好的网络体验。

三、5G技术在4G网络中的应用

5G技术应用在4G网络中是4G网络向5G网络演进的关键阶段，从MassiveMIMO、MEC技术、高阶调制等方面入手，具体可表现为以下几方面：

（一）MassiveMIMO

MassiveMIMO戒指书基站大规模天线阵列来构建多发多收系统，通过波束赋形、MU-MIMO来实现频谱效率的提升，控制信号传输中的干扰，进而保证信噪比。MassiveMIMO技术脱离于空口编码的束缚，可以应用到4G网络与5G网络中，通过大规模阵列，帮助运营商控制用户间干扰，强化多流传输能力，在扩大系统容量的同时，提高小区边缘速率。但是在实际应用中，对网络设备的性能要求较高，设备成本较大，施工中存在难度，这是未来MassiveMIMO应用中需要克服的问题，提升4G网络性能，实现5G网络的演进。

（二）MEC技术

MEC主要是通过部署通用服务器来提高移动网边缘额计算能力，使得传统无线接

入网达到业务本地化与近距离部署，实现4G网络高带宽、低时延传输。同时，在MEC的支持下，促进无线网络与互联网技术的融合，无线网络中升级计算功能、储存功能，构建平台植入应用，并通借助服务器交互作用，促进无线网络和业务的融合，打造智能化无线基站。在5G技术的4G网络建设中，始终围绕用户需求进行优化和改善，借助超密组网建设，形成体验性网络。在VoLTE无感知功能实现以来，使得VoLTE用户大幅度增长，提高现网容量与网络安全等方面的要求。对此，利用杆站加密来提高VoLTE覆盖范围，加密干扰容量，提高至少20%的用户体验，进而强化4G网络能力。

（三）高阶调制技术

为了提高系统容量与频谱效率，带宽不变，要进一步提升网络传输速率。对此，在5G技术的支持下，制定高阶调制方案，针对16QAM调制，符号承载信息为4比特；针对64QAM调制，符号承载信息为6比特；针对256QAM调制，符号承载信息为8比特。通过上行64QAM和下行256QAM提高峰值增益。这种高阶调制技术对网络质量要求较高，只有在高质量网络中才得以启动，质量越高增益越大。

结束语：

综上所述，在4G网络逐渐向5G网络的演进中，为了提高4G网络的综合性能，为5G网络带来奠定基础，要将5G技术应用到4G网络中，包括MassiveMIMO技术、MEC技术以及高阶调制技术，不断提高4G网络传输速率与传输容量，控制网络传输中的延时程度，满足移动网络的业务增长需求，及时发现和应对4.5G网络面临的挑战，为5G网络的大规模部署奠定基础，全面提高4G网络能力。

参考文献：

[1]刘毅,郭宝,张阳.4G网络向5G演进方案探讨[J].移动通信,2017,41(17):16-22.

[2]李福昌.5G技术在4G网络中应用的前景探讨[J].通信世界,2017(13):50-52.

[3]任三阳,毛岳波,黄建喜.智慧灯杆在4G网络中的应用研究[J].移动通信,2017,41(05):31-35.