移动通信网络发展及其网络规划设计应对思考
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移动通信网络的规划与优化对策1. 引言1.1 移动通信网络的重要性移动通信网络在现代社会中扮演着至关重要的角色,已经成为人们日常生活和工作中不可或缺的一部分。
随着移动互联网的普及和发展,移动通信网络不仅仅是用于语音通信,更是承载着海量数据传输的重要网络基础设施。
在智能手机和物联网设备快速增长的趋势下,人们对于移动通信网络的需求也在不断提升。
移动通信网络的重要性体现在多个方面。
移动通信网络为人们提供了随时随地的通信服务,使人们能够随时与他人进行联系。
移动通信网络为人们提供了访问互联网的便捷途径,使人们可以随时获取信息、娱乐和社交。
移动通信网络也为企业和机构提供了高效的通信和数据传输服务,促进了经济的发展和社会的进步。
移动通信网络的重要性不仅体现在个人生活方面,更体现在经济社会发展的各个层面。
规划和优化移动通信网络成为了重要的课题,以确保网络能够满足不断增长的需求,提供稳定、高效的服务。
【字数:215】1.2 规划与优化的定义规划与优化是移动通信网络中非常重要的概念。
规划指的是对网络资源进行合理分配和布局,以实现网络的高效运行和优化。
而优化则是指对网络性能进行调整和改善,以提升用户体验和网络效率。
规划与优化的目的是为了满足用户需求,提高网络吞吐量,降低通信延迟,优化网络覆盖范围以及提高网络的可靠性和稳定性。
在移动通信领域,规划与优化是密不可分的。
规划是为了在建设新网络或者扩充现有网络时,合理规划网络资源,避免网络拥堵和资源浪费。
而优化则是在网络运行过程中,通过监测和分析网络性能数据,及时发现问题并进行调整和优化。
规划与优化需要结合各种技术手段和工具,如无线信号覆盖分析、容量规划、频谱规划、干扰管理等。
还需要考虑到各种因素的影响,如用户密度、流量分布、建筑物遮挡、天气条件等。
通过科学的规划和优化,可以有效提高网络的覆盖范围和容量,优化用户体验,提高网络性能和竞争力。
在实施规划与优化的过程中,需要遵循一定的步骤和流程,包括数据采集与分析、问题诊断与定位、方案设计与实施以及效果评估与调整。
移动通信网络优化发展趋势及应对思考周胜(中国移动通信集团设计院有限公司,北京 100080)摘 要 本文介绍了移动通信网络优化的意义、现状和分类,根据目前电信行业发展趋势以及电信运营商转型过程中集中化等手段的特点,分析了未来移动通信网络优化的发展趋势,最后提出了应对网络优化变化的思考。
关键词 网络优化;集中化;智能化;大数据中图分类号 TN929.5 文献标识码 A 文章编号 1008-5599(2015)09-0001-04收稿日期:2015-09-051 概述近年来,在移动互联网和物联网驱动下,全球4G 网络建设规模和4G 用户快速增长,仅中国移动已投入周 胜 博士,教授级高级工程师。
现任中国移动通信集团设计院有限公司技术部副总经理兼新业务总监,国际工程咨询协会FIDIC 亚太分会青年工程师论坛指导委员会委员。
负责和参与了国家重大专项、863计划等3G/4G 相关课题,获省部级或公司级科技进步奖和工程咨询奖等20多项,出版8本专著和译著并有2本获引进版优秀图书奖,向VTC 等国内外会议、期刊杂志提交30多篇论文,申请发明专利国内12项、国际2项并有9项已授权。
超过2000亿,建成超过70万个4G 基站并将在今年年底建成100万4G 基站,实现绝大部分城市、县城的连续覆盖以及发达乡镇的热点覆盖,4G 用户已超过了1亿。
移动通信网络建设部署之后就必然出现对网络优化的需求,虽然正在运行的通信网络上所作的任何改动都意味着风险,与通信网络追求稳定可靠的宗旨相违背,但是由于宏观经济不断发展、城市建设的不断变迁以及用户需求的不断变化带来各种业务的开展,移动通信网络不可能是一成不变的,在完善的网络规划设计基础上进行网络调整和优化是必然的过程。
以国外成熟的市场作为参照,欧洲运营商的网络优化和维护费用通常占其资本支出的20%,因此移动通信网络优化的意义重大,市场发展空间很大并且具有很强的可持续性。
(1)随着网络设备集成度的不断提高、硬件设备软件化趋势的引入,设备研发人员的知识水平以及实验室测试环境不足以彻底揭示技术本身引入的问题,设备参数及其组合需要工程技术人员在实践中调整和设置,而且用户分布、业务行为、电波传播等不确定因素使得使用简化模型和静态仿真的网络规划设计只能从统计意义DOI:10.13992/ki.tetas.2015.09.001上给出预计的网络覆盖和性能情况,必须通过网络优化适应实际的无线环境和用户、业务变化。
移动通信网络的规划与优化对策移动通信网络是现代社会中不可或缺的基础设施之一,它承载着人们日常的通讯需求,为人们的生活和工作提供了便利。
随着移动通信用户量的增加和用户需求的多样化,移动通信网络的规划与优化变得尤为重要。
合理的规划可以有效地提高网络性能和服务质量,优化对策则可以及时处理网络问题,保障用户体验。
本文将从规划与优化两个方面对移动通信网络进行探讨,并提出对应的对策。
一、移动通信网络规划1.基础网络规划基础网络规划是移动通信网络的重要组成部分,它涉及到网络的覆盖范围、基站的布设等方面。
在进行基础网络规划时,需要结合实际情况对不同地区的网络需求进行分析,确定网络的覆盖区域和建设规模。
同时还需要考虑网络设备的合理布局,以确保各个区域的信号覆盖均衡,并且不出现死角。
对于城市区域,需要更加注重网络密集度和容量的规划,以满足人口密集的通信需求;对于农村地区,需要注重网络的普及性和成本的有效性;而对于特殊地形区域(如山区、森林地带),则需要有针对性地规划网络的覆盖方案,以克服地形对信号传输的影响。
2.频谱规划频谱是移动通信网络的重要资源,合理的频谱规划可以最大限度地提高网络的容量和覆盖范围。
在进行频谱规划时,需要综合考虑网络容量、频谱资源、业务类型等因素,合理分配各个频段的资源,确保在给定的频谱资源下实现最大的信道容量和频谱利用率。
3.容量规划容量规划是指对网络的各种资源(如带宽、频谱、信道等)进行合理的规划和配置,以满足未来网络发展的需求。
在进行容量规划时,需要充分考虑网络的增长速度、业务类型和用户需求,合理安排网络资源,保证网络的容量和覆盖范围能够跟上用户需求的增长。
1.信号优化信号优化是移动通信网络优化的关键环节之一,它涉及到信号的覆盖范围、强度、稳定性等方面。
在进行信号优化时,需要及时调整基站的天线方向、天线高度等参数,以优化信号的覆盖范围和强度;同时还需要进行信号功率的调整,使得不同区域的信号强度能够达到平衡,避免出现信号覆盖死角。
移动通信网络的规划与优化对策随着科技的不断发展,移动通信网络已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
如今,移动通信网络已经覆盖了全球绝大部分地区,让人们可以随时随地进行通讯和信息传递。
随着移动通信网络的使用量不断增加以及用户需求的不断提高,让移动通信网络的规划与优化变得尤为重要。
本文将从移动通信网络的规划与优化需求、主要考虑因素及优化对策方面展开讨论。
1.需求量不断增加随着人口的增加和移动通信设备的普及,移动通信网络的使用量不断增加。
无论是语音通话、短信发送还是数据传输,都需要移动通信网络来支持。
规划与优化移动通信网络成为必要的工作,以确保网络能够满足日益增长的需求。
2.提高网络性能随着移动通信网络的使用量不断增加,网络性能也成为了一大挑战。
性能包括网络的覆盖范围、数据传输速度、通话质量等,这些都需要通过规划与优化来提升,以保证用户体验和满足不同的应用需求。
3.适应新技术的应用移动通信网络的发展离不开新技术的应用,比如5G、物联网等。
这些新技术的应用对网络的规划与优化提出了新的需求,需要针对新技术特点来进行规划和优化,以适应未来发展趋势。
二、移动通信网络的规划与优化主要考虑因素1.用户需求移动通信网络最终的服务对象是用户,因此用户需求是规划与优化的首要考虑因素。
不同用户对网络的需求不同,有的需要高速数据传输,有的需要稳定的语音通话,因此规划与优化需要充分考虑用户需求,以提供更好的服务。
2.网络设备与资源移动通信网络的规划与优化需要充分考虑网络设备的部署和资源分配。
比如基站的布局、频谱资源的分配、干扰管理等,这些都是影响网络性能的重要因素,需要在规划与优化中进行考虑和调整。
随着新技术的应用,移动通信网络的规划与优化也需要相应调整。
比如5G网络的规划和优化,需要考虑更高频段的覆盖和传输特性,物联网的应用则需要考虑更多终端的接入和数据传输需求等。
4.网络安全移动通信网络的规划与优化也需要考虑网络安全问题。
移动通信网络的规划与优化对策随着移动通信技术的不断发展,人们对通信网络的需求也越来越高。
为了满足用户对高速、稳定、全面的通信服务需求,移动通信网络的规划与优化显得尤为重要。
本文将从规划与优化对策两个方面进行探讨。
一、移动通信网络规划1. 网络规划的重要性移动通信网络规划是对网络资源进行有效利用的重要手段,它直接影响到网络的质量和性能。
只有进行科学合理的规划,才能使得通信网络具备良好的覆盖范围、高速率、低时延等特点,稳定可靠地满足用户的通信需求。
2. 网络规划的目标和原则(1)网络规划的目标是在有限的资源条件下,尽可能地满足用户对通信质量的要求,提高网络的接入率和效益。
(2)网络规划的原则是以用户为中心,以提高网络覆盖范围和提高服务质量为核心,以提高网络性能和资源利用率为目标,以降低网络建设和运营成本为基础。
(1)网络基础规划:包括网络的覆盖范围、频率规划、设备分布、网络拓扑结构等内容。
(2)网络优化规划:包括网络参数调整、信号优化、容量优化、频谱优化等内容。
(3)网络应急规划:包括网络应急恢复、安全规范、备份冗余等内容。
1. 信号覆盖优化(1)选址规划优化:合理选取基站位置,避免相互遮挡,保证信号覆盖的连续性和完整性。
(2)天线参数调整:通过合理调整天线高度、方向角、倾斜角等参数,提高信号覆盖面积和穿透能力,同时减少信号干扰。
(3)信号增强技术:利用增益天线、中继器、室内分布式天线系统等技术手段,提高覆盖效果。
2. 容量优化(1)频率规划优化:合理规划频率资源,避免频谱冲突,提高频谱利用效率。
(2)网络结构优化:通过网络拓扑结构调整、通信资源分配优化等手段,提高网络吞吐量和容量,降低信道拥塞概率。
(3)流量管理优化:根据不同地区的通信需求,采取流量动态调整、负载均衡、数据压缩、缓存优化等措施,提高网络容量利用效率。
3. 用户体验优化(1)时延优化:通过更快的信号传输速度、减少信号传输路径、优化数据传输协议等手段,降低网络时延,提高用户体验。
移动通信网络的规划与优化对策
1. 网络规划:移动通信网络规划是网络建设的基础,需要针对特定地理环境和用户需求进行规划。
要根据用户数量和密度分布确定基站的布局和部署方式;要选择合适的频谱资源进行分配,提高网络容量和覆盖范围;然后,根据网络负载状况进行容量规划,确保网络在高负载时依然能够提供足够的带宽和速度。
2. 频谱管理:频谱是移动通信网络中的重要资源,需要进行有效的管理和分配。
对于当前的4G网络,可以通过频谱的重复利用和频道分离等技术手段提高网络容量和质量。
对于即将到来的5G网络,可以考虑更高频段的利用,以增加网络容量和速度。
3. 网络优化:移动通信网络有时会因为网络拥塞、信号不稳定等原因导致用户体验下降,需要进行网络优化。
可以通过信道优化来改善无线信号的覆盖和传输质量;还可以通过流量调度和负载均衡来提高网络的整体性能;还可以通过基站的部署调整、功率控制等手段来优化网络的覆盖范围和质量。
4. 移动边缘计算:移动边缘计算是一种将计算能力和数据存储推到网络边缘的新技术,可以实现低时延的数据传输和处理。
在网络规划和优化中,可以考虑将计算和存储资源放置在离用户较近的位置,提高数据传输速度和用户体验。
5. 网络安全:移动通信网络的安全是一个重要的问题,特别是随着网络技术的不断发展,网络攻击和数据泄露的风险也在增加。
需要在网络规划和优化过程中考虑网络安全问题,采取合适的安全措施,例如加密通信、身份验证和访问控制等,保护用户和网络的信息安全。
移动通信网络的规划与优化对策需要综合考虑用户需求、网络资源、技术发展和安全等因素,通过合理的规划和优化手段,提高网络的覆盖范围、容量和质量,提升用户的使用体验和服务质量。
移动通信网络的规划与优化对策1. 引言1.1 研究背景移动通信网络的规划与优化是当前通信行业中一个非常重要的课题。
随着移动通信技术的快速发展和普及,人们对通信网络的质量和性能要求也越来越高。
而移动通信网络规划和优化正是为了提高网络的覆盖率、容量和质量而进行的重要工作。
随着移动通信用户数量的不断增加和通信业务的不断扩大,移动通信网络的规划与优化变得尤为重要。
在高密度城市和人口密集区域,通信网络容易出现拥堵和信号干扰等问题,影响用户的通信体验。
而在偏远地区或边远地区,网络覆盖不足、信号弱等问题也常常存在。
为了满足用户对通信网络质量的需求,同时提高通信服务的稳定性和可靠性,移动通信网络规划与优化成为必不可少的工作。
通过科学的规划和优化方法,可以有效提高网络的性能和效率,为用户提供更好的通信服务体验。
在这样的背景下,本文将探讨移动通信网络规划与优化的基本原则、主要内容、关键技术、方法和工具,以及通过案例分析来深入了解这一领域的实际应用和效果。
希望通过本文的研究,能为移动通信网络的规划与优化工作提供一定的参考和借鉴,推动通信网络技术的发展和进步。
1.2 研究目的移动通信网络的规划与优化对策旨在提升移动通信网络的性能和效率,满足用户日益增长的通信需求。
本文旨在探讨移动通信网络规划与优化的关键问题,为相关领域的研究和实践提供参考。
1. 分析移动通信网络规划与优化的基本原则,了解其在网络建设和运营中的重要性和必要性。
2. 探讨移动通信网络优化的主要内容,包括网络容量、覆盖率、质量等方面的优化策略和方法。
3. 研究网络规划与优化的关键技术,如无线资源管理、信号干扰抑制、网络参数优化等技术的应用和发展趋势。
4. 探讨网络规划与优化的方法和工具,包括仿真模拟、数据分析、优化算法等在网络规划和优化中的应用。
5. 分析网络规划与优化的实际案例,探讨不同场景下的规划与优化对策,总结经验教训。
6. 总结现阶段移动通信网络规划与优化工作的成果和不足,展望未来的发展趋势,为相关研究和实践提供建议和指导。
移动通信网络的规划与优化对策随着移动通信技术的不断发展和应用,移动通信网络的规划和优化显得尤为重要。
移动通信网络规划与优化是针对移动通信网络的无线电网络规划和优化,旨在提高网络容量、覆盖范围和通信质量,以满足用户对通信服务的需求。
针对不同地区和需求,针对移动通信网络规划和优化的对策也有所不同。
一、规划对策1. 地域规划在移动通信网络规划中,首先需要对不同地域进行规划。
要根据地域的特点和需求,制定网络覆盖范围和布局,并确定基站的选址和参数设置。
对于地域较大的城市,应该采用分区域规划,细化网络规划,以适应不同区域的通信需求。
2. 用户需求分析移动通信网络的规划应该结合用户需求进行分析。
不同地区和用户群体的通信需求和使用习惯是不同的,因此在网络规划中要充分考虑用户需求,在覆盖范围和容量规划上进行合理的布局和调整。
3. 频率规划在移动通信网络规划中,频率是一个重要的规划要素。
合理的频率规划能够提高网络的容量和覆盖范围,避免频率干扰和提高通信质量。
针对不同地区和网络类型,要进行合理的频率规划,确保各种通信系统之间的频率资源的合理分配和利用。
4. 异构网络规划随着移动通信网络的发展,异构网络已经成为一种重要的网络部署方式。
在规划时,需要充分考虑异构网络的部署和优化,合理规划各种网络设备和技术的结合,以提高网络的整体性能和覆盖范围。
5. 安全规划在移动通信网络规划中,安全问题也是一个重要的考虑因素。
要在规划中充分考虑网络的安全性,采取相应的安全措施和技术手段,保障网络的安全稳定运行。
二、优化对策1. 网络优化网络优化是移动通信网络运营商日常维护工作的重要内容。
在网络优化中,要根据实际情况对网络进行调整和优化,包括信道优化、功率控制、邻区优化等,以提高网络性能和通信质量。
2. 容量优化随着移动通信用户数量的增加,网络容量问题也日益突出。
在网络优化中,要重点关注网络的容量问题,采取合理的容量规划和优化措施,以提高网络的容量和承载能力。
移动通信网络优化发展的一些思考移动通信网络在过去几十年的快速发展中已成为人们生活的重要组成部分。
然而,随着用户对通信服务的需求不断增长,网络拥塞、信号覆盖不足和服务质量下降等问题也越来越突出。
为了解决这些问题并优化移动通信网络的发展,我们需要对其进行深入思考和探索。
一、加强基础设施建设移动通信网络的优化发展首先需要加强基础设施建设。
该建设包括基站的建立和覆盖范围的扩大,以及网络带宽的提升。
通过增加基站数量和优化基站的布局,可以有效弥补信号覆盖不足的问题,提高通信网络的稳定性和可靠性。
同时,通过增加网络带宽,可以满足用户对高速数据传输的需求,提升网络的传输速度和服务质量。
二、采用先进技术为了实现移动通信网络的优化发展,我们应该积极采用先进的技术。
例如,5G技术的推广应用将可以为用户提供更高的传输速度和更低的延迟,满足人们对于高清视频、虚拟现实等应用的需求。
此外,物联网技术的引入可以实现物与物之间的智能互联,为用户提供更便捷、智能化的服务。
三、提高网络安全性移动通信网络的优化发展还需要重视网络安全问题。
随着互联网的快速发展,网络安全威胁也日益增多。
为了保护用户信息和网络数据的安全,我们需要加强网络防护系统的建设,加密用户数据传输,建立健全的安全漏洞修复机制。
只有保证网络的安全性,用户才会更加信任并愿意使用移动通信服务。
四、加强政府监管和行业协作移动通信网络的优化发展需要政府的监管和行业的协作。
政府应该制定相关政策和标准,加强对通信运营商的监管,确保其按照规定提供优质的通信服务。
同时,政府还应该加大对基础设施建设的支持,鼓励企业加大投入,推动移动通信网络的优化发展。
与此同时,通信运营商之间应该加强合作与协作,共同推动行业的发展。
五、满足用户需求最重要的是,移动通信网络的优化发展应该始终以满足用户需求为出发点。
我们应该加强与用户的沟通和互动,了解用户对移动通信服务的期望和需求。
通过收集用户的反馈意见和建议,我们可以了解到目前网络存在的问题,并针对性地进行改进和优化,以提升用户体验和满意度。
移动通信网络的规划与优化对策移动通信网络(Mobile Communication Network)是指通过无线电技术和移动设备实现互联网接入等通信服务的网络。
随着用户的不断增长和消费者需求的不断变化,移动通信网络的规划与优化变得越来越重要。
本文将阐述移动通信网络的规划与优化对策。
一、规划1.覆盖率扩大覆盖率是衡量移动通信网络质量的重要指标之一,有效的覆盖率扩大能够提升用户体验和提升移动通信网络的可用性。
为了优化覆盖率,需要合理规划网络的基站布局和选址,并在合理位置进行增设,满足用户需求。
2.频段规划频段规划是确保移动通信网络可靠性和数据传输的高效性的关键。
通过科学的频段规划和管理,可以使网络频宽达到最优化的状态,提高用户的连接速度,保证数据传输的质量和稳定性。
3.容量规划容量规划是指针对网络的负载情况制定容量扩充策略。
通过对网络运行情况的实时监控和分析,可以根据容量使用情况预测网络未来的承载容量。
规划良好的容量扩充策略可以使网络运行效率更高,保证用户可以快速连接到网络。
二、优化1.信号覆盖优化如何保证移动通信网络的稳定性和覆盖范围是移动通信运营商最重要的任务之一。
信号覆盖优化是指通过优化发射信号的功率和频率选择,使得信号能够更快速、更准确的传递到用户终端设备,最终让用户在任何时间、任何地点都能够稳定、流畅地进行通信。
2.流量优化流量优化是针对网络中数据流量进行优化处理,以提高用户的上网体验和流畅度,并最大程度的节省流量。
对于一些大型下载、视频播放等高消耗流量的情况,需要通过网络限速等措施来加以管控,以确保网络流量平稳、稳定,提升用户上网体验。
3.运维优化运维优化是指通过技术手段对网络进行维护和修改,以保证网络的性能和稳定性。
及时发现和解决网络出现的故障和漏洞,及时进行网络升级和优化,保证网络的正常运行,以此提升用户的使用体验和网络的可用性。
综上所述,移动通信网络的规划和优化的工作需要有系统性的规划和科学的方法来进行,从而保证用户能够得到更为稳定、快速、流畅的使用体验,提升运营商的竞争力。
移动通信网络发展及其网络规划设计应对思考张同须(中国移动通信集团设计院有限公司,北京 100080)摘 要 简要论述了移动通信未来的发展趋势,介绍了5G的若干特点和关键技术。
最后提出了面向未来网络规划设计的一些思考。
关键词 移动通信;5G;规划设计中图分类号TN929.5 文献标识码 A 文章编号1008-5599(2015)03-0001-05收稿日期:2015-03-09张同须 1987年毕业于北京邮电大学,获通信与电子系统工学硕士学位。
教授级高级工程师,全国工程勘察设计大师。
现任中国移动通信集团设计院有限公司院长。
工业和信息化部通信科学技术委员会委员。
多年来一直从事大型电信网络的工程设计工作,现致力于IP及宽带移动通信网络的设计和研究工作,编写了有关的技术体制和设计规范,获多个国家及部级奖项,发表数十篇论文,出版两本专著。
2001年享受国务院政府特殊津贴。
1 概述移动通信的迅猛发展已经深刻地改变了人们的生活,手机已经成为人们日常生活中必不可少的物品。
其中移动互联网和物联网是未来移动通信发展的两大主要驱动力,人们通过手机获取各种信息的数据流量将出现爆炸式的增长。
根据预测[1],2010~2020年全球移动数据流量增长将超过200倍,2010~2030年将增长近2万倍;中国的移动数据流量增速高于全球平均水平,预计2010~2020年将增长300倍以上,2010~2030年将增长超4万倍,发达城市及热点地区的移动数据流量增速甚至更快,见图1所示。
而未来全球移动通信网络连接的设备总量将达到千亿规模,其中预计到2020年全球移动终端(不含物联网设备)数量将超过100亿,而中国将超过20亿,见图2所示。
到2030年全球物联网设备连接数将接近1千亿,而中国超过200亿,见图3所示。
近几年中国的移动通信网络快速发展与上述预测趋势是大体吻合的。
特别是在2013年底中国政府发放4G TD-LTE牌照后,在过去的一年中4G呈井喷状发展态势,可以说是叹为观止,这其中中国移动的推动力度最大。
中国移动只用了1年时间便建成了全球最大的4G 网络[2]。
据介绍,截至2015年1月底,中国移动已建成超过70万座4G 基站,实现绝大部分城市、县城的连续覆盖,发达乡镇的热点覆盖,到2015年底有望建成100万座4G 基站;在终端销售超过1个亿的同时,4G 客户也达到了1亿。
同时,中国移动积极推动4G 技术演进发展,加速LTE-A 成熟商用,让速率从100 Mbit/s 不断提升到200 Mbit/s、600 Mbit/s,乃至未来1 Gbit/s ;在技术层面,积极推动3D-MIMO、大数据网优、干扰消除等技术成熟;在网络层面,积极推进NFV、SDN 等加速使用。
前不久,中国政府又发放了4G FDD-LTE 牌照给中国电信和中国联通,预计未来两年4G 网络的建设又会有一个突飞猛进的发展。
虽然中国移动经过一年的大发展领先优势较大,短时间内难以撼动现有市场格局,但长期看将会形成一个三足鼎立的格局,中国4G 市场前景看好。
2 移动通信网络发展趋势和挑战分析从当前移动通信网络发展的两大驱动力看,移动通信网络的未来发展需求可以总结为海量数据、极致体验、泛在连接、重构模式、智能扩展。
首先是移动互联网的发展,它颠覆了传统的移动通信业务形态和业务模式,为用户提供丰富多样的业务产品、快速便捷的信息交互方式、前所未有的使用体验,深刻影响着人们工作生活的方方面面,在文字升级到图片、视频等富媒体的基础上,未来还将进一步引入超高清乃至3D 视频、虚拟现实等更加身临其境的极致业务体验,这就意味着需要更大数据流量、更灵活的资源分配以及更复杂且更精细的网络规划设计。
其次是物联网的发展,它扩展了移动通信的服务范围,从人与人通信延伸到物与物、人与物智能互联,使移动通信技术渗透至更加广阔的行业和领域,未来移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等应用将会极为普遍,真正实现万物互联、巨量数据和云端计算,这就意味着规划设计的移动网络能够满足超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性和智能化的一致服务,而且还应具备围绕业务内容及用户感知的智能优化能力。
第三是各个行业的发展,原先各个垂直行业领域一直相互孤立,商业模式各不相同,行业市场间的壁垒非图1 2010~2030年全球和中国移动数据流量增长趋势(单位:倍)图3 2010~2030年全球和中国物联网连接数增长趋势(亿个)(左图为全球,右图为中国)图2 2010~2030年全球和中国移动终端连接数增长趋势(亿部)常明显,行业内的利益相关方极为分散,但随着智能手机的出现和普及,不仅通过统一的标准将产业链进行了串接,而且也促发了大量商业模式创新,进而在未来将促使各行各业重构其商业模式,实现不同行业生态链的融合与协同发展,移动通信网络将成为这个过程中最基本的技术要素。
最后是智能化的发展,移动通信网络不断扩展人们的感知范围,同时与当前最为热门的云计算、大数据等信息技术一起不断地将人类智能向各种物品尤其是人造物进行扩展,而且这些智能以知识积累的方式在时间和空间两个维度进行传递。
这些发展要求和能力需求意味着移动通信网络面临以下挑战:(1) 由持续增长并且超高的连接和移动数据流量(尤其是视频)所造成的网络容量与频谱短缺。
目前全球移动通信网络容量大约需要10年的时间来实现翻倍,但数据流量每年都在翻番,因此业界在5G等新技术研究中首要重点是支持数据业务(尤其是视频),而话音被视为一个需要支持但是相对不成问题的传统服务。
这就需要更多频谱、更高效的频谱使用技术、更高速的无线通信技术、更高密度的覆盖和更灵活便捷的优化调整机制。
(2)由连接数和数据流量激增所带来的能源消耗与资源巨量需求。
从近年来大型数据中心建设运营过程中的能源消耗看,数据流量和能源消耗呈线性关系,未来可能会随着数据流量的激增而导致局部能耗超过运营商所能承受的成本,而容量扩大和覆盖深度加深对频率、码字等资源产生了更大的需求。
(3)由网络智能化、垂直行业信息化所带来的网络本身以及网络规划设计的复杂度大大增加。
比如SDN 这种提供物理或虚拟网络应用的架构,它能够启动网络服务和网络基础设施之间的智能交互,以实现网络动态地适应具体应用的需要,但是也意味着网络本身复杂度的增加以及网络规划设计需要更精细化、更广泛和深入的仿真计算。
比如异构网络、超密集网络等均带来网络结构、系统干扰等各方面复杂程度的增大。
再如自动驾驶等各种工业应用对时延的极高要求会限制网络路由复杂度,但同时对网络智能化水准、网络规划设计提出了极高要求。
(4)垂直行业信息化和商业模式创新需要基于移动通信网络开展,因此必须引导更多行业积极参与到移动通信技术研究、移动通信网络规划设计优化,而移动通信行业也需要自觉地拥抱其他行业,了解其他行业的需求和商业模式细节,才能推动更广泛范围的技术创新和商业模式创新。
目前移动通信行业正在结合上述需求和挑战,重点围绕5G开展研究。
虽然现在还很难给出5G清晰的定义,但5G的几个愿景逐渐得到共识[3],包括:软(Soft): 从核心网到接入网以及空口,通过引入SDN等全面强化每个网络单元的敏捷性和灵活性。
绿(Green): 从网络侧到终端侧,全面提升网络资源效率,降低能耗水平。
极速(Super Fast): 为未来所有可预期场景提供接近浸入式可触控用户体验。
对性能具体要求的实现体现在能力方面。
5G的关键能力体系如表1所示[4],其中用户体验将首次达到Gbit/s 数量级。
要实现这些指标要求,5G标准必须采用若干先进技术加以支撑[5]。
例如在无线传输技术方面, 将引入能进一步挖掘频谱效率提升潜力的技术,如先进的多址接入技术、多天线技术、编码调制技术、新的波形设计技术等;在无线网络方面, 将采用更灵活、更智能的网用户体验速率0.1~1 Gbit/s连接数密度>1 000 000/km2时延(端到端)空口1 ms移动性500 km/h峰值速率10~50 Gbit/s流量密度1~10 Tbit/s/km2频谱效率(相对4G)5倍能效(相对4G)50~100倍表1 5G的关键能力体系络架构和组网技术, 如采用控制与转发分离的软件定义无线网络的架构、统一的自组织网络、异构超密集部署等。
5G移动通信标志性的关键技术主要体现在超高效能的无线传输技术和高密度无线网络(High Density Wireless Network) 技术。
另外,体系结构变革将是新一代无线移动通信系统发展的主要方向。
现有的扁平化体系结构促进了移动通信系统与互联网的高度融合,高密度、智能化、可编程则代表了未来移动通信演进的进一步发展趋势。
另一个值得注意的趋势是,通过固定和/或移动通信技术交付的宽带正被越来越多地作为现代经济运作和发展所必要的第四大资源以及现代生活必不可少的元素。
到2015年大约10亿人将使用大/小屏移动宽带作为互联网接入的主要形式,这在全球宽带用户数中占比28%,世界人口数中占比13%[6]。
在网络方面,随着运营商寻求优化家庭内外固定和移动终端的内容与服务,市场上出现越来越多各种形式灵活的固定和移动宽带接入。
虽然移动宽带技术的能力正在改善,但至少从中期看来,与固定宽带技术相比,它无法提供相同的数字家庭服务水平以及相同的价位。
然而,移动宽带能够为家庭用户带来灵活性,而且还允许服务供应商将网络覆盖范围扩展至无法获取固定宽带接入的区域。
这意味着,宽带固移融合也会带来越来越多的创新机会和技术挑战。
3 移动通信网络规划设计应对思考面对移动通信技术发展和需求变化,作为从事移动通信规划设计优化工作的人员而言,也必须与时俱进,深入思考,加强研究,以起到引领通信网络发展和应用的作用。
3.1 高频段无线电波传播特性及超高密度通信技术由于适合通信服务且掌握传播特性的频段已经没有太多可用的频谱,频率重用和简单扩展到邻近频段进行扩容的可能性将越来越小,目前可行的就是向上扩展,使用3~60 GHz的高频段。
而使用这些新频段需要首先对无线电波在这些频率上的传播特性进行基本研究,掌握并充分应用于未来移动网络规划设计中。
同时,针对高数据流量开展超高密度覆盖技术、大容量通信技术的研究,通过精细化、室内外联合、多网协同的迭代仿真分析,以规划设计复杂度提升换取网络覆盖和容量的提升。
3.2 绿色节能技术移动通信网络的无线接入部分是主要的能量杀手。
图4是沃达丰关于移动通信网络的能耗统计。
而且,随着后续数据流量增加,数据中心能耗也将急剧增加。
因此,绿色节能技术的研究和应用在今后的移动通信网络中则显得越来越重要。
在过去几年中,绿色节能技术在器件能耗性能提升,例如更有效的功放、馈线损耗的降低等方面,以及自然冷却技术、绿色空调改造等方面都做了大量的研究和应用,但是针对基站、数据中心等部署有效性、频谱应用的有效性、资源利用的有效性等方面还做的不够,需要更加体系地研究,进而通过更为有效的网络规划设计形成绿色节能型网络,降低单位信息传递的能耗。