5G承載帶來的挑戰與微波技術應對策略研究

王韶春

（山西通信通達微波技術有限公司，山西 太原 030006）

1 5G技術的基本概述

分析目前的5G技術，可以得出5G技術具有高速度、低延時以及大連接性的特點，是實現人機互聯的網絡設施基礎。在我國現有的發展過程中，我國推廣3G、4G技術，并借助3G、4G技術對相關的領域進行了全面的優化。在5G技術的應用下，其整體的連接通信能力將在現有的基礎上實現流量爆炸式增長，為互聯網用戶提供更加優質的應用體驗[1]。此外，其亦具備低延時性的特效，例如應用在汽車領域，可以實現自動駕駛，完成極高的行業應用需求。借助5G技術，可以面向智慧城市、智能家居，與各領域進行融合，實現全新的發展目標。為了滿足5G技術，5G技術可以對工業控制、遠程醫療、自動駕駛等行業產生極佳的應用特性。面對5G技術的多元化應用場景，5G的關鍵性能指標實現更加的多元性發展。

2 5G承載的性能需求以及相關挑戰

在5G建設中，其必須完成5G承載性能，以保障5G能夠實現全新的應用特性。5G的重要性對我國的未來發展而言，其重要性不言而喻。且由于5G網絡框架以及業務特征，5G技術與常規的3G、4G相比有了較大變化。因此，對于5G成長性，可以歸納為七大特性。根據5G網絡技術，5G網絡技術其包含了大寬帶、低延時應用。因此，必須對傳統的無線接入網體系架構進行全面的改進研究。分析5G的RAN技術，其可以從4G/LTE網絡基帶處理模塊進行射頻，實現拉遠結構，完成單元兩極結構演化，并集中單元、分布單元，以及有源天線單元完成結構劃分。根據現有的5G承載網絡技術，也將從4G時代的旋轉以及回轉部分進化為5G時代的前轉、中轉、回轉三部分。其有效對應了AAU以及DU、CU之間的連接線。

目前，針對單個基站的連接能力，從4G時代開始便大幅增加。但在4G時代下，其整體受基站選址、機房成本利用率等問題影響，因此在5G時代必須延續4G業務的集中策略，降低業務集中。作為一種全新的主流架構模式，根據5G的核心網絡，確保5G網絡能夠實現低延時性的處理特性。目前，5G核心網絡已經成為目前的發展趨勢。在3GPP時代，其已納入移動討論范圍。因此，在核心網絡的優化下，MEC將分擔整個核心網絡流量以及運行壓力。其數量將會在現有基礎上不斷增加，但根據不同業務的回轉需求，其必須完成承載網絡的CU云歸屬。例如，根據原有的基站模式，可以將基站完成分組網的建立連接，以確保能夠為CU智云服務，提供聯系。因此，5G技術在整個性能需求以及微波技術中，其自身可以利用統一的承載網絡，來滿足目前承載過程中的相關挑戰。

3 5G承載技術與微波技術

就目前的5G承載技術而言，其5G承載技術與微博技術，最大的挑戰便是寬帶需求。其中，包含了寬帶可靠性以及功能需求。在寬帶需求中，在前傳方面，其4G對于寬帶的需求已然達到5Gbps，5G時代其需要完成倍數增長，因此需要達到10Gbps速率[2]。因此，在微波前轉中，其使用較少。而5G前轉也僅在特殊情況下才會使用微波技術，在回傳當中，4G基站的回傳容量均不會超過2Gbps，且在常規的微波頻段，可以使用高階調制模式，滿足4G的回傳需求。根據5G基站的回傳流量，在部分應用場景中，將達至10Gbps以上。而在可靠性中，除移動寬帶外，5G還有uRLLC以及mMTC應用，并對于整個基站的可靠性提出更高要求。對于功能需求，可以支持5G回傳，并根據微波技術，實現高級分組網絡5G回傳。

4 應對策略

4.1 對于現有的頻譜進行拓展

針對5G技術而言，其可以拓展全新的頻譜。例如，常規的微波包含13～43GHz頻道，但整個寬帶分配比例較窄。因此，國內在此頻率段內，其間隔可為28MHz。在其他國家，可以使用最高112MHz案例。按照現有的整個調制階段，在使用常規微波階段，理論上其最高能達至5.1Gbps速率。在高階階段，其需要冗余的損耗調制，且根據工程化的高階調制，可以完成可承載速率的分化。因此，最高的使用特性可以達至3Gbps左右。按照整個微波的大氣吸收衰減率，目前可以將拓展中的微波中繼調整至80GHz階段。并根據E、W、D階段的寬帶，可以使用至少250MHz。且不同國家以及地區，可以給出125GHz的波道劃分，且使用距離不長，頻段較高。因此，第一階段半徑較小。通過后續的毫米頻段微博，可以進行密集部署，以確保二者之間的連接根據E、W、D毫米波頻段，其衰減率遠高于常規的微波階段。因此，傳輸距離受到一定限制。且根據毫米波段單跳的實用化距離，根據頻率預計不超過2km，因此出于空閑資源考慮，可以根據實體化距離將其設定為800～500m，使用微波段完成城區燈桿轉的回傳（如圖1所示）。

圖1 微波頻譜圖像

4.2 提升整個頻譜效率以及多徑干擾技術

長期以來，根據整個微波技術，可以提升整個調試技術，以保障頻譜的使用效率。例如，可以通過XPIC以配合整個CCDP進行傳輸，以確保傳輸的效率提升至0.5倍。根據目前的使用技術進行分析，微波業界普遍采用時域均衡器，以成功解決多鏡干擾問題。目前，此項技術與以往相比，自身已經經過優化。在使用過程中，也能夠達到成熟使用。且MIMO是可選方案，根據多發、多收天線微波，MIMO理論可以按照MIMO數量增加整個容量以及頻率的頻譜使用效率。且通過多路徑，收到信號，完成比對計算，以抵消多徑傳輸干擾，提升整個電路的穩定性。但目前微波的LOS技術以及移動MIMO技術依然具有較大差異，其主要體現在以下幾方面：

其一，存在多徑衰落的算法差別，根據移動網的多徑衰落，其通常為瑞利衰落，而微波的多徑衰落為萊斯衰落。因此，移動網基站以及終端之間其實存在一定的衰弱傳播路徑，其衰落模型目前在研究中大多為瑞利衰落。微波之間的收發天線存在一條直視路徑，因此衰減程度較小，且其他的反射以及折射路徑衰減的較大，因此微波的MIMO應用比移動網的算法差異較大。目前微波工業界產品化的MIMO微波采用了兩組雙發天線。在整個間隔以及發射分集信號當中，其為最簡單的MIMO，對于提升容量有較大益處。但不能根據收到的多徑信號還原原始信號，因此存在一定的多徑解決問題。

其二，在移動網中，MIMO與OFDM配合，才可以具備抗多徑衰弱的效果。且微波應用必須根據OFDM存在難點，在整個移動網中，MIMO與PFDM配合使用，全面解決整個多徑問題，完成信號調制。分析整個4T4R的MIMO天線傳輸，并根據接收端調整不同的路徑，分析已接收到的子載波，是否能夠解析出原始的數據。

5 結束語

綜上所述，在針對目前的波譜頻率中，其需要分析出5G的應用特性，以確保根據5G的技術特征與微波技術進行連接，解決目前所帶來的相關挑戰。并確保5G技術與微波技術能夠為我國的相關領域提供可行性的發展基礎，根據5G技術的應用特性，目前在通信設備中L1、L2、L3的交流功能，就可以通過統一的交換單元技術進行實現。因此，在現有的設備上，可以增加整個路由轉發功能，配置相應現象。且網絡切片亦是5G的全新需求，在本質上，網絡切片可以對整個網絡資源劃分，因此承載5G切片支持，可以確保5G技術能夠實現更新換代。通過未來數字的驅動平臺以及物聯網的發力，將真正創建全連接的新世界，因此5G以及微波技術不僅是一項重要業務，其亦包含了承載后續建設的重要模式。