基于人工智能的5G無線網絡智能規劃和優化

余燦玲，陸安現

（1云南開放大學 云南 昆明 650000）

（2中國通信集團云南有限公司昆明分公司 云南 昆明 650000）

0 引言

5G網絡即第五代移動通信網絡，是在4G網絡基礎之上延伸和發展起來的新一代移動通信網絡。同時，5G是在LTE系統發展基礎上被研發出來的，可以有效實現熱點高容量場景、低功耗大連續場景以及低時延高可靠場景等等。5G的應用使場景的轉變以及應用質量得到明顯提高，使用戶在網絡發展的場景體驗得到提升。因此，相關技術研究人員一定要在人工智能應用基礎上，針對5G無線網絡智能展開規劃以及優化?；诖?，本文主要針對人工智能的5G無線網絡智能規劃和優化展開分析[1]。

1 5G通信技術發展現狀

同前幾代移動通信網絡相比，5G移動通信網絡提供了eMBB、uRLLC以及mMTC三大業務應用場景。不同類型專業場景用戶，特別是企業用戶，可根據需求選擇5G基建側重技術，進而可以最大程度上提升5G基建所獲得的收益。從技術、成本以及政策等相關角度，5G都會對于垂直領域之內的開發者表示出最大友好，應用到的場景與用戶需求之間更加匹配，針對每一個行業的個性化需求之間綁定也會更為緊密[2]。

在5G時代到來之前，數據業務已經實現了由2G到3G、4G的發展，這都是行業以及每一位使用者所見證過的歷史性發展和變革。5G通信網絡之下的eMBB、uRLLC以及mMTC 3個細分場景，可以為各種類型應用場景提供良好的出發點。

eMBB是LTE和LTE-A場景的一種持續性增強，利用Massive MIMO、特性的基站能夠為很多使用者同時提供更加高品質的使用數據以及通信服務。

uRLLC屬于一種低延時、高可靠的服務型場景。這種場景的創建并不會展現出十分強烈的市場導向，而且在當前階段之下應用場景會被應用在多個領域之中。uRLLC所涉及的領域主要是高實時性、精密度以及安全性的基本業務[3]，比如高精度的工業行業內的控制工作、數字孿生以及_x001D_遠程醫療等相關工作，而且在工作過程中，還會涉及本地組網、D2D通信網絡以及低延時專網等。

mMTC屬于面對H2M、M2H、M2M類型的通信流量服務型場景，其服務目標是要做到大規模、低成本以及低消耗。所以，一些場合之中也會將mMTC稱之為NB-loT的集成者，而且二者之間也會在未來不斷融合和演進。

2 5G技術相關內容

2.1 高頻段傳輸

移動網絡在展開傳輸的時候，在進行移動傳輸之中針對高頻段的使用，是無線通信在未來不斷發展進程的實際方向。國內外有關技術的研究專家針對高頻段的實際傳輸都給予高度重視。目前，無線通信傳輸最為基礎的工作內容就是基于3 GHz內部實際頻率范圍以內，會在一定程度上使得頻譜資源的實際使用比較缺少。但是，高頻段本身就具備比較豐富的、可以被利用的相應頻譜資源，可以進一步縮小頻譜資源這一方面所給予的壓力，還能夠有效支持距離之間較小且速度很快的一些傳輸通信，能夠充分滿足5G系統內部傳輸速率和自身容量等相應性能比較高的實際需求。

2.2 D2D技術

將基站當作區域中心，可以有效實現小區內部信號覆蓋是目前正在運用蜂窩通信系統的主要組網形式之一，基站和中繼站通常都需要固定，自身主要網絡結構在自身的靈活性這一方面會在很大程度上受到限制。D2D技術屬于通過不用的通信終端之間不能夠通過基站以及其他相應類別的主要協調，就可以更為直接地展開通信的信息傳輸技術之中的一種。使得每個區域內部的無線網絡主要構建都可以通過實際接入模式獲得更為良好的拓展，進而可以有效保證無線通信網絡能夠變得更具可靠性以及便捷性，使其和通信連接線路之間進行靈活聯系。

2.3 新型多天線傳輸

多天線技術是目前5G技術之中十分重要的研究內容之一，多天線技術在發展過程中經歷更為快速地發展，可以在一定程度上加強頻譜整體使用率，而且效率提高甚至可以達到幾十倍之多。新型天線傳輸的技術之中增添有源天線陣列的相關概念，使得天線陣列整體維度從原有的二維進行有效拓展，一直到三維，能夠科學協同控制實際的天線數量，并且將其增加到128根。同時，能夠一起支撐很多個不同的終端設備之間出現的波束智能賦型，這可以在一定程度上助力不同終端之間出現的系列干擾被降低，而且高頻段的頻譜可以被進一步開發以及利用，這會將網絡的實際容量不斷提升，還可以促進信號覆蓋率的實際性能變得較強。

2.4 新型網絡框架

天線網絡扁平化框架是目前LTE系統之中著手運用的一種新型接入網絡的途徑，這種架構可以在很大范圍之內減少系統出現延時的幾率，還能夠進一步降低構建網以及后期基礎網絡維護等相應工作的成本輸出。5G通信的關鍵性系統還要使得C-RNA接入網的網絡架構進行接入，而且可以當作一種協作基本形式的無線電網絡結構、集約化的信息處理，在云計算框架基礎內容之上，所創設出的新型無線接入網網絡基本結構。C-RNA的接入網最為基本的網絡框架，能夠在很大程度上利用十分廉價的快速光傳導相應網絡系統，可以在更為密集的中心階段之中以及更遠的天線陣列內部展開無線信息的進一步傳播，在創建出能夠包含一百個基站點的超級大型具體服務展現，可以將覆蓋的范圍之內能夠達到幾百平方千米，最大還可以擴大到上千平方千米。

3 基于人工智能的5G無線網絡關鍵性技術

5G系統進行設計的時候，為了提高系統運行的基本速率，通常都會利用更多新型科學技術，針對網絡結構進行創新，比如在人工智能發展基礎上所衍生出來的多天線傳輸技術、新型網絡架構技術和D2D等相關技術等[4]。

C-RAN（新型無線接入網構架）的基本思路就是通過低成本以及高速率針對網絡進行具體傳輸，而且直接和遠端的天線和集中化中心節點兩者之間進行無線信號傳輸工作，進而可以創建出能夠覆蓋上百個基站的針對性服務區，甚至可以覆蓋上百平方千米范圍之內的無線接入系統。C-RAN類型的結構主要被應用在協同技術中，還能夠降低功耗以及干擾，提升頻譜基本效率，而且還能實現對于智能化組網的運用，并且對其展開集中化處理，能夠有效減少成本的輸出，幫助系統展開日常維護，減少運行費用。天線陣列的引進使原來的2D天線陣列一直擴展到3D天線陣列之中，基站側邊可以支撐協作天線基礎數量，最多可以達到128根[5]。最終能夠升級到新型3D-MIMO技術，針對很多用戶波束智能賦型具有一定支持作用，可以使得用戶與用戶之間的干擾變得更少，并且使得高頻段毫米波相應技術進行結合，針對無線信號的覆蓋性能起到科學改善。

4 5G網絡基礎之上通信網絡的規劃分析

隨著科學技術的進一步發展，5G網絡為社會帶來更高的發展效率，具有高可靠性以及低延時性，屬于優質化服務，每一位使用者都可以享受到流媒體和超高清視頻等一些種類的服務內容。從另外一個角度分析，物質技術自身具備十分靈活以及全面的網絡技術結構，可以依據每一位用戶的基本需求展開組網以及拓展，包括各種行業[6]，比如工業、農業以及服務業和醫療等方面?，F如今，5G技術還會向節能、降耗等方向不斷發展。5G技術在未來的發展和規劃中，還會面臨網絡技術運維部署以及維護等多種挑戰，比如網絡覆蓋能力不足等。下文主要以智慧城市的移動通信網絡規劃為例展開分析。

4.1 做到因地制宜

智慧城市屬于新型城市發展基本模式，針對城市發展做到以人為本的發展形勢，挖掘出城市中人們的實際需求，進而可以最大程度滿足人們在城市中的工作價值。并且可以針對5G網絡的運用和覆蓋進行科學合理規劃以及優化，進而為智慧城市在未來的發展給予更加有力的技術支撐。

（1）系統性。智慧城市綜合性評價系統能夠清楚地反映建筑的信息量以及若干個相互獨立的指標，使得這些指標能夠綜合成一個比較完整的評價指標，最終根據這些評價指標來評價智慧城市的綜合性水平。

（2）可操作性?？刹僮餍灾饕艘韵?個方面的內容：①建筑數據資料的可獲得性；②智慧城市數據資料的可量化性，將智慧城市的定量指標變得更加真實可靠有效；③智慧城市的綜合性評價系統的指標不能太多，要盡量簡化[7]。而且，針對5G網絡試點工作進行推進，更加重視對于農村區域的網絡覆蓋以及規劃，使得無線網絡的實際覆蓋范圍得到擴大，將網絡服務優化工作擺在重要的位置上。

4.2 城市的整體規劃

當前階段，在新媒體技術不斷發展之下，已經逐漸被應用在業務數據以及移動數據的發展之中，并且在發展中得到很大改變，智慧城市的深入發展和通信網絡二者之間應該緊密聯系，并且需要以通信網絡作為支撐，所以針對網絡展開科學規劃的時候，還需要將工作重點轉移到城市整體發展和規劃之中，促使5G網絡技術能夠為城市規劃工作帶來全新發展形態。在智慧城市建設過程中，一定要針對5G網絡給予精準布局以及實驗網絡運營商，而且還需要將企業內部的科學建設思路充分應用到智慧城市的規劃之中，并且發揮出自身的導向作用，充分發揮出高要求以及高標準的基本原則，實現超前部署以及規劃。隨著5G網絡的不斷發展，其可以在智慧城市之中發揮出更大的作用以及影響。

4.3 信息化防護規劃

目前，隨著各種類型智能化終端在行業之中被廣泛應用，無線網絡基礎數據流量也呈現出瀑布式的增長，很多和未來數據基礎相關的業務也會在智慧城市之中產生，超密集網絡不僅可以科學提升網絡基礎覆蓋的性能，還可以在更大范圍之中有效提升網絡系統的實際容量，并且可以做到具有針對性地分流處理，增強網絡技術發展和使用的靈活性[8]。同時，在當前的社會環境中，信息安全一直被視為網絡信息時代發展之中存在的關鍵性問題，一旦數據信息的安全性與穩定性無法得到保障，就會對無線網絡的建設發展產生較為嚴重的影響?；诖?，智慧城市發展過程中，要做到大力推進網絡信息化的建設，針對5G網絡給予規劃以及優化，需要將信息安全放在發展的核心位置上，加強各種類型防護措施，進而避免在網絡環境之中出現惡意攻擊現象，創建出相對安全和諧的網絡發展環境。同時，通過信息化的防護規劃，還能夠大幅度降低各類故障的發生概率，確保5G無線網絡的智能規劃及優化能夠更加科學合理地開展，全面發揮出人工智能技術的作用。通過5G無線網絡與人工智能技術的有效融合，更好地促進我國信息領域的穩定發展。

5 人工智能在5G無線智能規劃之中的實際優化運用

5.1 對用戶需求量的規劃方面

針對人工智能這一角度而言，5G無線網絡展開智能規劃以及優化的有效實現，要依照國家智慧城市的實際發展情況而視，來創建出相關的建設規劃，將人當作5G無線網絡規劃以及建設的主要核心，利用城市不斷發展之中人們的網絡基本服務需求展開進一步挖掘，進而可以有效滿足人們在實際生活以及具體工作之中的價值性需求，進而可以實現針對5G無線網絡的科學規劃以及優化的整體實現。從而，為國家智慧城市之中的整體建設以及發展給予更為良好和突出的支撐。其中，利用使用用戶的實際需求量進行規劃來進一步實現人工智能時代的5G無線網絡的科學規劃以及優化。第一，要求在城市不斷發展的未來整體規劃之中，針對5G網絡的科學建設，依照用戶實際數量和流量所出現的費用等方面，依照人群實際需求來有效實現更為科學的網絡規劃以及網絡建設，也就是在5G網絡之中的規劃和控制工作中，利用具備集約化特點的網絡框架體系，將這一工作內容當作有效實現5G網絡規劃工作的主要切入點，進而達到網絡共享以及無線信號全面覆蓋的整體網絡建設的基本目的。另外，還要注意利用5G網絡的建設來科學實施，推動國家農村地區內部實際網絡規劃以及建設工作，能夠達到推進5G無線網絡的建設工作以及全面覆蓋主要工作目標的真正實現。

5.2 對城市整體發展以及規劃方面

針對人工智能這一層面對5G無線網絡的智能規劃以及優化等工作方面展開研究以及分析，需要將更高的工作標準以及要求對5G網絡展開研究和詳細分析，針對5G網絡在國家的智慧城市緊張建設之中發揮出的主要作用和實際影響給予保障，而且在十分完善的5G網絡建設工作基礎之上，還要有效推進其逐漸朝著數字化服務的方向展開科學優化以及推進，進而能夠通過5G無線網絡的整體建設以及運營，來科學推進大數據以及云計算等現代化網絡信息技術不斷發展的城市整體建設和發展的提高。

5.3 對5G無線網絡智能規劃以及優化建設方面

信息安全屬于網絡建設和運行工作之中比較重要的問題，需要重視針對信息安全的科學防護以及保障，進而做到有效避免網絡運行之中的惡意攻擊等不良現象的出現，進一步建設出十分安全以及科學的網絡信息系統的實際運行體系。最終可以為國家網絡建設、運行發展和智慧城市建設等方面提供更為良性的支持。

6 結語

綜上所述，5G技術正在逐漸向著寬帶化、多元化和智能化的方向不斷發展。隨著各種類型智能終端的快速普及，移動數據流量已經逐步呈現出迅速增長的基本趨勢。而且在針對5G網絡展開規劃和優化以外，還要實施數字化的科學優化以及布局，將經濟發展和云計算進行科學結合，使得信息化的基礎作用凸顯出來，為未來的信息數據發展提供更多發展基礎以及力量。