5G的復(fù)雜程度超出你的想象

未來 5G 網(wǎng)絡(luò)正朝著多元化、寬帶化、綜合化、智能化的方向發(fā)展。隨著各種智能終端的普及，面向 2020 年及以后，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將呈現(xiàn)爆炸式增長。未來對于5G通信技術(shù)的要求也會(huì)越來越高。對比1G/2G/3G/4G 網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)了一些5G網(wǎng)絡(luò)必有的通信技術(shù)。比如超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

在未來 5G 網(wǎng)絡(luò)中，減小小區(qū)半徑，增加低功率節(jié)點(diǎn)數(shù)量，是保證未來 5G 網(wǎng)絡(luò)支持 1 000 倍流量增長的核心技術(shù)之一 ，這就形成了超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。未來，超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)將會(huì)成為5G 網(wǎng)絡(luò)提高數(shù)據(jù)流量的關(guān)鍵技術(shù)。

一個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（Network Architecture）是用來定義計(jì)算機(jī)設(shè)備和其他設(shè)備如何連接在一起以形成一個(gè)允許用戶共享信息和資源的通信系統(tǒng)。提供了設(shè)計(jì)與其他廠商產(chǎn)品具有協(xié)作能力的軟件和硬件的途徑。通信是任何網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本目標(biāo)。在任何情況下，協(xié)議都是定義通信如何在不同操作的級(jí)別發(fā)生的一組規(guī)則和過程。一些層定義物理連接，向上是一些關(guān)于在系統(tǒng)之間建立連接和進(jìn)行通信的協(xié)議，再向上就是定義應(yīng)用如何訪問低層的網(wǎng)絡(luò)通信功能，以及如何連接到這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的其它應(yīng)用。5G通信技術(shù)連接了共享的通信資源。

未來無線網(wǎng)絡(luò)將部署超過現(xiàn)有站點(diǎn) 10 倍以上的各種無線節(jié)點(diǎn)，在宏站覆蓋區(qū)內(nèi)，站點(diǎn)間距離將保持 10 m 以內(nèi)，并且支持在每 1 km2 范圍內(nèi)為 25 000個(gè)用戶提供服務(wù) 。同時(shí)也可能出現(xiàn)活躍用戶數(shù)和站點(diǎn)數(shù)的比例達(dá)到 1∶ 1的現(xiàn)象， 即用戶與服務(wù)節(jié)點(diǎn)一一對應(yīng)。密集部署的網(wǎng)絡(luò)拉近了終端與節(jié)點(diǎn)間的距離，使得網(wǎng)絡(luò)的功率和頻譜效率大幅度提高，同時(shí)也擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，擴(kuò)展了系統(tǒng)容量，并且增強(qiáng)了業(yè)務(wù)在不同接入技術(shù)和各覆蓋層次間的靈活性。雖然超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在 5G 中有很大的發(fā)展前景，但是節(jié)點(diǎn)間距離的減少，越發(fā)密集的網(wǎng)絡(luò)部署將使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓�加�?fù)雜， 從而容易出現(xiàn)與現(xiàn)有移動(dòng)通信系統(tǒng)不兼容的問題。

在 5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，干擾是一個(gè)必須解決的問題。網(wǎng)絡(luò)中的干擾主要有：同頻干擾、 共享頻譜資源干擾、 不同覆蓋層次間的干擾等�，F(xiàn)有通信系統(tǒng)的干擾協(xié)調(diào)算法只能解決單個(gè)干擾源問題， 而在 5G 網(wǎng)絡(luò)中，相鄰節(jié)點(diǎn)的傳輸損耗一般差別不大，這將導(dǎo)致多個(gè)干擾源強(qiáng)度相近，進(jìn)一步惡化網(wǎng)絡(luò)性能，使得現(xiàn)有協(xié)調(diào)算法難以應(yīng)對。

QoS（Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量）是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠利用各種基礎(chǔ)技術(shù)，為指定的網(wǎng)絡(luò)通信提供更好的服務(wù)能力, 是網(wǎng)絡(luò)的一種安全機(jī)制， 是用來解決網(wǎng)絡(luò)延遲和阻塞等問題的一種技術(shù)。5G通信技術(shù)的發(fā)展中，由于業(yè)務(wù)和用戶對 QoS需求的差異性很大，5G 網(wǎng)絡(luò)需要采用一些列措施來保障系統(tǒng)性能。一般在正常情況下，如果網(wǎng)絡(luò)只用于特定的無時(shí)間限制的應(yīng)用系統(tǒng)，并不需要QoS，但是對關(guān)鍵應(yīng)用和多媒體應(yīng)用就十分必要。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)過載或擁塞時(shí)，QoS 能確保重要業(yè)務(wù)量不受延遲或丟棄，同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行。

在QoS的保證下，5G通信技術(shù)準(zhǔn)確有效地感知相鄰節(jié)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模節(jié)點(diǎn)協(xié)作的前提條件。在超密集網(wǎng)絡(luò)中， 密集地部署使得小區(qū)邊界數(shù)量劇增，加之形狀的不規(guī)則，導(dǎo)致頻繁復(fù)雜的切換。為了滿足移動(dòng)性需求， 勢必出現(xiàn)新的切換算法；另外， 網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)部署技術(shù)也將會(huì)成為研究的重點(diǎn)。由于用戶部署的大量節(jié)點(diǎn)的開啟和關(guān)閉具有突發(fā)性和隨機(jī)性， 使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜透蓴_具有大范圍動(dòng)態(tài)變化特性；而各小站中較少的服務(wù)用戶數(shù)也容易導(dǎo)致業(yè)務(wù)的空間和時(shí)間分布出現(xiàn)劇烈的動(dòng)態(tài)變化。

比之以往，5G通信技術(shù)的體驗(yàn)會(huì)更完美，所以需要的網(wǎng)絡(luò)完善內(nèi)容也將會(huì)更復(fù)雜，而這也僅僅只是第五代通信技術(shù)的一個(gè)小環(huán)節(jié)。