5G行業(yè)應(yīng)用規(guī)劃設(shè)計(jì)思路探討

5G行業(yè)應(yīng)用規(guī)劃設(shè)計(jì)思路探討摘要：由于5G網(wǎng)絡(luò)的正式商用，基于5G網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)應(yīng)用必將呈現(xiàn)爆發(fā)態(tài)勢。不同于常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，針對行業(yè)應(yīng)用的規(guī)劃設(shè)計(jì)將在立足網(wǎng)絡(luò)能力的基礎(chǔ)上，連接起行業(yè)需求方、服務(wù)及終端提供商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，致力于提供端到端的行業(yè)解決方案。通過對基于5G網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀以及5G關(guān)鍵技術(shù)行分析，探討了規(guī)劃設(shè)計(jì)在提供行業(yè)應(yīng)用的思路和方法，并提出了5G網(wǎng)絡(luò)多場景覆蓋的具體方法，僅供參考。關(guān)鍵詞：行業(yè)應(yīng)用；規(guī)劃設(shè)計(jì)；思路引言5G網(wǎng)絡(luò)基于大寬帶、低時(shí)延與"萬物互聯(lián)”特征逐步在不同行業(yè)與領(lǐng)域得到深入滲透，諸如住宅、交通干道等城市密集區(qū)域?qū)τ诰W(wǎng)絡(luò)吞吐量、數(shù)據(jù)傳輸速率等提出了更高要求，成為5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用過程中面臨的重要挑戰(zhàn)。因此需面向不同應(yīng)用場景進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋方法的選擇與設(shè)計(jì)，滿足實(shí)際網(wǎng)絡(luò)需求［1］.1基于5G網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)應(yīng)用及其發(fā)展現(xiàn)狀國際電信聯(lián)盟（ITU）定義了5G技術(shù)的8大關(guān)鍵能力指標(biāo)：峰值速率達(dá)到20Gbit/s、用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)率達(dá)到100Mbit/s、頻譜效率比用于4G標(biāo)準(zhǔn)的IMT-A提升3倍、移動性達(dá)500km/h、時(shí)延達(dá)到1ms、連接密度每平方公里達(dá)到百萬臺、能效比IMT-A提升100倍、流量密度每平方米達(dá)到10Mbit/s。當(dāng)前，業(yè)內(nèi)人士對5G應(yīng)用的期待頗多?？v觀基于不同分析維度產(chǎn)生的不同分析報(bào)告，涉及5G技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用門類極其繁雜。其中，《5G時(shí)代十大應(yīng)用場景白皮書》較成體系。該報(bào)告將5G應(yīng)用場景大致分為24類，其中，與5G技術(shù)關(guān)聯(lián)性最強(qiáng)的10大類應(yīng)用場景有：云VR/AR、車聯(lián)網(wǎng)、智能制造、智慧能源、無線醫(yī)療、無線家庭娛樂、聯(lián)網(wǎng)無人機(jī)、社交網(wǎng)絡(luò)、個人AI輔助、智慧城市。據(jù)"中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)”預(yù)測，全球AR/VR行業(yè)到2020年總盈利規(guī)模將達(dá)到1200億美元（AR占比75%）。在我國，就個人消費(fèi)類AR/VR，2018年收入約為18億元，當(dāng)具體到與5G技術(shù)結(jié)合的無線云VR/AR，尚處在技術(shù)驗(yàn)證階段。在車聯(lián)網(wǎng)方面，通信運(yùn)營商目前處于主導(dǎo)地位，自行開發(fā)有關(guān)車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的整套系統(tǒng)，包括搭建TSP服務(wù)運(yùn)行平臺、規(guī)劃服務(wù)功能、內(nèi)容的采購與發(fā)包、制定.銷售策略、定價(jià)與收費(fèi)等有關(guān)運(yùn)營的一切活動，但目前仍以技術(shù)研究為主，并未實(shí)際商用。在智能制造方面，盡管目前主要基于Wi-Fi和有線網(wǎng)絡(luò)，但六大生成行業(yè)對基于5G技術(shù)的智能制造正寄予厚望。在智慧能源方面，目前正從傳統(tǒng)單一能源站模式走向園區(qū)智慧能源模式，其饋線自動化系統(tǒng)主要靠光纖通信，其對結(jié)合5G技術(shù)進(jìn)一步提高故障隔離和響應(yīng)速度充滿期待。2、5G關(guān)鍵技術(shù)其一是增強(qiáng)型移動帶寬（eMMB）技術(shù)，通過提升網(wǎng)絡(luò)容量支持多種設(shè)備下的海量數(shù)據(jù)傳輸需求，具有大帶寬、網(wǎng)絡(luò)吞吐量大、傳輸速率快等特征，可顯著優(yōu)化用戶的上網(wǎng)體驗(yàn)。該技術(shù)支持的應(yīng)用場景涵蓋社交網(wǎng)絡(luò)、家庭娛樂、遠(yuǎn)程培訓(xùn)等，其中以AR/VR為典型應(yīng)用場景，由于AR/VR涉及超高分辨率、實(shí)時(shí)處理渲染模型等功能，對于網(wǎng)絡(luò)帶寬、容量與數(shù)據(jù)計(jì)算提出了較高要求；同時(shí)當(dāng)前移動視頻業(yè)務(wù)逐步延伸至社交網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，其中直播視頻需保障實(shí)時(shí)互動、“1對多”交互功能，因此也對于網(wǎng)絡(luò)帶寬、數(shù)據(jù)傳輸速率具有一定要求，成為5G應(yīng)用的重要場景。其二是海量機(jī)器類通信（mMTC）技術(shù)，主要面向物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸需求，適用于智慧城市、智能家居、智慧農(nóng)業(yè)等場景［2］。3針對行業(yè)應(yīng)用的規(guī)劃設(shè)計(jì)思路探討3.1需求挖掘?qū)π袠I(yè)應(yīng)用的需求挖掘不是簡單的軟件系統(tǒng)的需求分析，而是要深入了解特定行業(yè)的運(yùn)行機(jī)制和模式，理解其運(yùn)營需求和痛點(diǎn)，從提高效率和可靠性、降低運(yùn)營成本等不同角度推出5G等新技術(shù)在該行業(yè)的應(yīng)用。規(guī)劃設(shè)計(jì)人員在與特定行業(yè)客戶探討5G應(yīng)用時(shí)，可以參照5G網(wǎng)絡(luò)可滿足的五大業(yè)務(wù)需求特性（實(shí)時(shí)性、移動性、QoS保障、數(shù)據(jù)流量、單位區(qū)域的連接數(shù)），分析行業(yè)在eMBB業(yè)務(wù)、mMTC業(yè)務(wù)以及URLLC業(yè)務(wù)方面的需求。表1示出的是十大行業(yè)應(yīng)用場景與5G技術(shù)特性關(guān)聯(lián)度分析。如只明確行業(yè)客戶的需求業(yè)務(wù)類型，仍然還停留在概念階段，進(jìn)一步的需求分析要為后續(xù)方案集成提供依據(jù)。至少要解決如下一些關(guān)鍵內(nèi)容。a）需求規(guī)模的界定：譬如視頻直播業(yè)務(wù)，要明確直播終端的數(shù)量和業(yè)務(wù)質(zhì)量的要求；對于車輛監(jiān)控業(yè)務(wù)，需明確車輛監(jiān)控?cái)?shù)量、主要路徑及時(shí)延等。b）商業(yè)模式的界定：譬如智慧園區(qū)業(yè)務(wù)，客戶是需要運(yùn)營商提供平臺服務(wù)，還是需要提供包括感知層通信模組到數(shù)據(jù)分析的一攬子端到端的軟硬件服務(wù)等。c）技術(shù)方案的選擇：譬如，同樣是實(shí)現(xiàn)大容量通信，要論證客戶為何不用Wi-Fi而需使用5G；對于智能制造業(yè)務(wù)，因內(nèi)部保密性要求高，要論證是選擇5G網(wǎng)絡(luò)切片，還是選擇為客戶建設(shè)局域?qū)＞W(wǎng)等。d）接口需求的界定：譬如遠(yuǎn)程手術(shù)業(yè)務(wù)，手術(shù)機(jī)器人側(cè)要界定對帶寬、時(shí)延的具體要求；網(wǎng)絡(luò)側(cè)需界定所支持的手術(shù)機(jī)器人或中間件設(shè)備的數(shù)據(jù)格式等。需求挖掘的輸出，無論是toB，還是toC，應(yīng)是現(xiàn)有技術(shù)可實(shí)現(xiàn)、投資合理可控、商業(yè)模式清晰的5G應(yīng)用［3］。3.2方案集成一方面，對于特定的行業(yè)來說，5G應(yīng)用往往不是單一的，而是多種應(yīng)用交織在一起，這時(shí)，規(guī)劃設(shè)計(jì)需要考慮的是如何整合應(yīng)用平臺，集成各種子應(yīng)用，為客戶提供全套的行業(yè)應(yīng)用解決方案。同時(shí)，在集成這類應(yīng)用時(shí)，需保證各類子應(yīng)用的合理隔離，使得整體應(yīng)用平臺安全可控。另一方面，對于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商來說，在實(shí)現(xiàn)行業(yè)應(yīng)用方案時(shí)，需最優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置，使得網(wǎng)絡(luò)資源不僅能滿足特定行業(yè)應(yīng)用的需要，又能不對全局性通信網(wǎng)絡(luò)帶來不可控影響。對網(wǎng)絡(luò)側(cè)來說，最終的應(yīng)用集成方案，經(jīng)濟(jì)性、可實(shí)施性、安全性都很重要［4］。4、5G網(wǎng)絡(luò)多場景覆蓋的具體方法探討4.1居民小區(qū)覆蓋根據(jù)建筑物種類可將居民小區(qū)劃分為多層小區(qū)、高層小區(qū)與別墅等類型，其中別墅建筑物的層數(shù)多為2-3層，呈規(guī)則化分布、密度較高，因此主要選取"宏站”+美化天線配合滴灌站點(diǎn)、地面分布系統(tǒng)等方式在室外完成部署，在條件允許的情況下可選取路燈、廣告牌等進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋；多層小區(qū)的建筑層數(shù)多為5-8層，主要選用"滴灌站”與室外"宏站”相結(jié)合的覆蓋方式，利用室外站點(diǎn)滿足室內(nèi)及公共區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求，實(shí)現(xiàn)立體化覆蓋。4.2地鐵無線覆蓋在地鐵站臺、站廳覆蓋方案的設(shè)計(jì)上，現(xiàn)有DAS系統(tǒng)已無法支持5G頻段的網(wǎng)絡(luò)通信需求，采用4G網(wǎng)絡(luò)疊加改造5G的方式面臨網(wǎng)絡(luò)惡化風(fēng)險(xiǎn)，采用提高信源功率的方式不具備良好的可操作性，采用新建無源分布系統(tǒng)的方式將造成較大損耗，因此當(dāng)前推薦采用DAS+DIS混合組網(wǎng)方式，利用DIS實(shí)現(xiàn)對站臺、站廳區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。在地鐵區(qū)間隧道的覆蓋方式設(shè)計(jì)上，當(dāng)前主要采用13/8"“漏纜”覆蓋方式，無法支持5G網(wǎng)絡(luò)下的3.5GHz頻段，對此擬選取“2發(fā)2收”設(shè)備與1-1/4"“漏纜”實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求，并針對原有開槽方法進(jìn)行改進(jìn)、提升纜線指標(biāo)，以此優(yōu)化覆蓋效果［5］。結(jié)束語伴隨5G全面商用化進(jìn)程的不斷發(fā)展，5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場景、覆蓋區(qū)域?qū)⒊掷m(xù)擴(kuò)大，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案設(shè)計(jì)時(shí)還需綜合考量場址選擇、覆蓋范圍、容量或干擾、投資成本等因素，采用先進(jìn)技術(shù)手段、數(shù)字化管理模式與建設(shè)方法，滿足不同場景及用戶對網(wǎng)絡(luò)覆蓋提出的要求，更好地推動5G通信建設(shè)與發(fā)展。參考文獻(xiàn)：李書德，徐德平，張良.5G行業(yè)應(yīng)用規(guī)劃設(shè)計(jì)思路探討[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，2020（04）：85-88.江帆.5G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)分析[J].通信電源技術(shù)，2020，37