聂 祥

5G技术在4G网络中应用的前景

聂 祥

中国移动通信集团吉林有限公司辽源分公司，吉林 辽源 136200

5G技术在4G技术当中的应用可以扩展到很多领域和场景，同时也面临着各种各样的挑战。移动运营商正积极探寻5G技术在4G网络中应用的前景，从而提前部署和规划，提升5G技术的应用效率，保证较高的性能和运营能力。在4G时代，我国曾经因为起步较晚而经历过短时间的低迷。当前5G技术探索加快步伐，也是为了提升我国通信技术在国际中的地位，满足更多用户对于通信技术日益增长的不同需求。

5G技术；4G网络；应用前景

我国当前正在争取在5年内实现将5G技术应用到商业中。5G系统也在不断的发展过程中逐渐演变出规范的设计目标，要求数据的速率最高情况下需要达到20 Gbit/s，而用户体验的数据速度需要超过100 Mbit/s，频谱的效率三倍于4G系统，移动速度不能低于500 kM/h，每毫秒的连接密度要保持在每平方千米能够满足10万个终端，网络能量的效率是100个4G系统的网络能量，流量的密度不得低于每平方米10 Mbit/s。为了实现这个目标，通信界也在积极提升各种技术方案，5G技术在当前的4G网络中拥有更加宽阔的应用前景[1]。

1 Massive MIMO技术

MassiveMIMO技术是基站侧中包含的大规模天线阵列。天线的阵子可以达到128个或者更多，接收和发送频率有显著提升，并且波束也可以占用更小的空间，给频谱效率带来明显提升，并让传输过程中受到的干扰更小。Massive MIMO技术能够摆脱编码带来的多种束缚，同时适用4G和5G网络，更加适合5G技术在4G网络中的应用。Massive MIMO技术的优势相比于传统的LTE系统非常明显。首先，在更高级的MU-MIMO中也能有效应用，支持更多的用户同时使用传输或者接收数据，在覆盖程度上也具有更明显的提升，并且在阵列明显较大的情况下，发射功率的效率也不会降低。由此，基站的能耗可以迎来全新的突破，节省各种资源的支出，实现低碳环保的可持续发展理念。

TDD系统和FDD系统是Massive MIMO技术中最重要的两个体制。TDD系统本身就具有较强的优势，技术产品的发展时间也更长，在使用阶段能够拥有更高的效率。当前，已经有很多技术产品可以达到64T64R阶段，并且在16流的空间中也可以独立复用。

FDD系统的Massive MIMO模式则需要利用TM9方式。以TM9方式为基础，在估计信道和设计预编码的过程中需要基于CSI-RS和SRS，解决在上下行信道的过程中无法实现互易的问题。

2 MEC技术

MEC技术指的是在无线接入侧部署的通用服务器。在运行阶段，主要是为了能够给用户提供更加亲近的服务。MEC技术能够让无线接入网的服务本地化，缩短部署阶段的距离。通过MEC技术能够提升宽带的速度，减少过程中出现的延迟。业务面如果出现下沉情况而需要本地化部署，那么也可以让网络在回传带宽的过程中降低要求，让网络承担更小的荷载。此外，MEC也可以将互联网中的常用技术与无线网络结合在一起，在无线网络侧添加计算存储和处理等互联网中常用的功能，并且将应用植入到更加开放的平台中。

MEC在逻辑实体方面有三个层次，分别是最基础的平台层次和功能组件层次以及最终的应用层次。这三种层次都拥有各自不同的特点。平台层次能够在虚拟中实现计算处理，并且缓存数据，交换虚拟数据等管理功能；功能组件在MEC服务器中承担的则是封装协议，将流量旁路，并且可以应用或者注册各种服务，能够解析最底层的数据，选择内容不同的路由，交互各种不同的无线信息；应用层次在MEC服务器中承担的任务则主要是升华MEC服务器的应用性，将第二层次中的各种功能组件通过技术手段变成虚拟的应用，让无线网络发挥更加强大的能力[2]。

3 高阶调制技术

想要让5G技术在4G网络应用的过程中拥有更庞大的容量和更高速的频谱效率，就需要在调制过程中使用更高阶的方案。在16 QAM的调制过程、64 QAM的调制过程以及256 QAM的调制过程中，需要能够承载4 bit和6 bit以及8 bit的信息，并随QAM的增长而不断增长[3]。在理论层面，64 QAM在上行过程中，能够带来最多50%的峰值，而256 QAM在下行的过程中则能够接收到不多于33%的增益。经过测试之后所得到的结果显示，在实现256 QAM的高阶调制之后可以将室外的网络速度提升10%左右，峰值速率提升最多30%；在室内则可以将网络速度提升到22%左右。峰值的速率同样可以得到和室外一样的提升。高阶调制虽然能够带来较大的提升，但是同样需要高质量的网络。质量越高的网络在高阶调制中就可以得到更大的效益，当终端渗透率达到一定程度之后就可以启用高阶调制技术。

4 宏微协同组网

宏微协同组网也可以称为LIGHT-Net，俗称扩容方案，主要是为了能够满足用户日益增长的数据业务需求，从而缓解在需求增长的过程中网络建设和维护所隐藏的各种隐患。当前，中国联通已经首先提出有关于LIGHT-Net的方案，并且积极研究改进，已经能够基本满足用户们日益增长的数据业务需求。LIGHT-Net可以应用在不同的场景，发挥基本相同的效果，不会因为不同场景由于频率的差距而出现网络质量波动。当前的LIGHT-Net技术主要是为了解决不同场景情况下网络出现波动而出现的问题，比如宾馆、写字楼以及商场等室内室外混合的场景[4]。

5 结束语

综上所述，随着移动网络的不断发展，当前的通信业界想要跟随时代的脚步，满足用户的需求，就必须提升网络的下载和上传速度，满足不同用户对于网络速度的需求，争取能够在我国庞大的网络需求之下，达到国外网络零延迟的目标。本文通过探析Massive MIMO、MEC、高阶调制和宏微协同四种不同的技术，争取能够让5G网络更好地应用到4G中，尽量能够在5G时代来临之前让4G网络的服务能够更好。

[1]侯玉儒，陈萌，王婷婷.5G移动通信技术应用及其发展前景探索[J].数字技术与应用，2017（6）：42，44.

[2]董亚兵.探讨5G无线通信技术的应用前景[J].建筑与装饰，2017（2）：175-176.

[3]张培培.5G无线通信技术的应用前景分析[J].无线互联科技，2016（24）：32-33.

[4]徐德平.4G无线网络规划新技术运用及前景[J].电信工程技术与标准化，2016（4）：1-5.

5G Technology in the 4G Network Application Prospects

Nie Xiang

China Mobile Communications Corporation Jilin Co., Ltd., Liaoyuan Branch, Jilin Liaoyuan 136200

The application of 5G technology in 4G technology can be extended to many fields and scenarios, and these technologies face various challenges in the current market. Mobile operators are also actively exploring the application of 5G technology in 4G Network application prospects, which in advance to carry out the deployment and planning to enhance the application efficiency of 5G technology to ensure high performance and operational capabilities in the 4G era, our country has experienced a period of late start due to the downturn, The current 5G technology to accelerate the pace of exploration, but also in order to lead the world, to enhance China's communications technology in the world position, to meet the growing number of users for different communication technologies.

5G technology; 4G network; application prospect

TN929.5

A

1009-6434（2017）12-0009-02