人工智能下5G無線網絡優化淺析摘要：5G通信系統作為新一代的無線通信系統，在不久的將來將對社會產生巨大影響，尤其是物聯網、大數據產業的發展方面顯得極為突出。作為人們社會生活的重要組成部分，在物聯網、大數據技術影響下，5G通信技術將深入社會生活的各個環節，并對人們的生活等各方面帶來巨大變化。人工智能技術作為另一種關鍵性技術也為社會生產發展提供了新的引擎，對此實現二者的結合，有助于新應用的拓展。在此背景下，我們開展人工智能的5G無線網絡智能規劃和優化研究。關鍵詞：人工智能；5G無線網絡；智能規劃5G通信是當前最新的通信系統，具有高帶寬、低延時、低功耗的特點，對通信技術發展具有顯著潛力，尤其是在大數據、人工智能等方面具有基礎支持作用。人工智能技術作為當前最為火熱的尖端技術，其主要依托智能化機器及機械，通過相關算法來模擬人的思維模式，依托計算機技術來實現人性化管理。人工智能技術起步于20世紀70年代，經過近半個世紀的發展，已經形成了統一的概念，即依托當前計算機硬件和軟件，通過配備的自主學習和智能化控制的新型技術，該技術從其本質上來說是一種依托計算機技術發展的新型技術，其同當前的5G通信技術有著高度耦合性能。因此加強對人工智能的5G無線網絡融合研究顯得極為重要，對此本文從人工智能的5G無線網絡智能規劃和優化角度進行探討，旨在為5G通信技術組網發展縷清脈絡，以促進其發展。1人工智能基本內涵1.1基本概念人工智能技術，從簡單上說就是依托計算機技術和信息技術，通過模仿人的思維模式，通過數據處理的方式來替代人開展相關工作，從而顯著提升工作質量和效率。當前該技術經過長時間發展，已經趨向成熟化，能夠依托自主學習、強化學習以及數據信息挖掘的方式來對工作環節數據化處理，從而能夠逐漸取代人的工作。從當前技術發展的整體來看，人工智能技術應用廣泛（主要應用見圖1）可見該技術主要具備兩個顯著特征，即：（1）不確定性，該技術是一種跨學科，多學科融合的信息技術，這些學科的知識和理論方面千差萬別，從而使得人工智能技術具備不確定性，這一特性使得其能夠靈活地運用于各個場景并發揮應有作用；（2）人為控制，該技術不是自動出現的，而是依托人的智慧開發出來的新型技術，因而人對這一智能化技術具有最終的導向和決定權，具體就是可以通過修改相關參數來適用于不同場景。1.2人工智能優勢分析人工智能技術從本質上來看，其主要是將人類智能和自然智能相結合的產物，其通過對人類思維模式的模擬來實現對人的作用的替代，由此依托機器來處理人類的相關事宜。該技術通過程序化控制實現對海量數據信息的分析和管理，從而實現處理效果的科學化和準確化。由此可見人工智能技術具備很好的優勢，正確使用這一技術能夠為人類各項產業的發展提供強有力的技術支撐，比如系統管理、決策制定等環節能夠給予科學合理的依據，從而能夠很好促進相關產業的發展水平提升。1.3人工智能的應用形式從當前人工智能技術的發展情況來看，其主要應用形式體現在專家系統、模式識別、機器學習等相關方面。對于專家系統來說，就是依托相關專業知識，構建專家知識庫，從而為相關問題的解決提供策略支撐。對于模式識別來說，就是通過對人的視覺、聽覺以及嗅覺等感知外界信息方式的模仿，來處理人們日常信息，這一技術主要應用于掃描儀、指紋識別、人臉識別以及聲音識別等環境中。對于機器學習來說，其主要通過對人類思考方式的模擬，依托數學理論構建的算法模型實現對問題的解決，當前這一技術的關鍵在于以神經網絡為主體框架，通過自主學習來實現問題的解決，使其能夠實現識別和預測的目的。25G通信概述2.15G通信特點作為當前最新的通信技術體系，涵蓋MIMO技術、空時編碼技術、自組織網絡SON技術、M2M通信技術、非正交多址技術以及超寬帶技術等關鍵技術，具有極高的頻帶寬度，具有高容量、高速度通信的效能。5G通信技術具有如下特點及優勢：（1）注重用戶體驗，技術創新發展提速。（2）點對點通信傳輸轉變為多點傳輸、多用戶、多天線以及多小區組合成為技術發展關鍵。（3）使用更高的通信波段，這樣就會削減傳輸能力，但是使用的頻帶資源會更多。（4）具備較好的軟配置能力，這樣運營方可以根據客戶需求對網絡資源進行優化配置，從而削減成本，提升用戶體驗。然而，5G通信使用了較高的波段，其傳輸能力相比前代系統顯著降低，大規模MIMO技術的應用成為推動這一缺陷彌合的關鍵，但是大規模的天線陣列的應用將會占用大量的車體空間，這樣會對整體列車布局有所影響，此外中繼基站的設置成為最大問題，網絡系統的安全維護難度也會有所增加，因此短期內這一項新技術的應用將面臨很多不確定的問題。2.25G通信關鍵技術5G作為當前新一代的通信技術，相比第四代通信技術在通信速率和通信帶寬等方面有著顯著的優勢。圖2展示了5G通信的基本特點和典型的場景技術解決方案。從圖中可知，5G通信技術采用了大規模的天線接入技術，相比4G通信的64*64的收發天線，5G通信的收發天線呈現出大規模化的特性，高達512*512甚至千位級的收發天線規模，顯著增加了系統的數據信息收發能力，提升來了通信容量。此外相比4G通信的正交頻分復用技術，5G方案中采用以稀疏特性為基礎的稀疏多址接入技術，子載波之間的通帶重疊大約1/2，因而提升信息符號的子載波數，即大幅度提升單一符號的信息量，呈現出頻帶利用效率提升特點。全雙工通信設計使得通信過程中能夠實現通信雙方的即時通訊，實現通信效率提升。基于LDPC信道編碼顯著提升了信息傳輸中的魯棒性和抗干擾能力，基于polar碼的信道控制方案提升了信道信息傳輸的調節能力。因此5G通信相比4G通信有著技術上的顯著優勢和先進性。從當前揭露的數據信息可知，5G通信的典型應用場景為超密集組網、低時延高可靠通信現場、M2M通信、D2D通信、高頻通信以及頻譜共享等應用場景。超密集組網的設計為超大規模的連接，如城市物聯網系統等提供了技術支持，能夠提供數以億計的通信網絡節點，為城市智慧生態打造提升足夠的拓展能力。高效的通信體系實現了低延時的設計，整個通信延時在1ms以內，為城市無人駕駛領域的發展、城市物聯網設計提供了可靠技術解決方案。M2M、D2D方式的通信，提升了通信組網的靈活度，接入網絡方式顯得更加靈活多變，優化的網絡路由鏈接，在提升網絡信息極速傳輸的體驗同時也保障了通信可靠無障礙效果。高頻帶的應用，降低了傳統頻帶資源的復用程度，延緩了頻帶資源緊張的局面。此外高頻帶意味著寬帶寬，高容量，為實現高效高容量通信過程提供便捷優勢。頻譜共享提升了頻帶資源的利用率，為進一步優化頻帶資源提供可靠的技術途徑。3人工智能的5G無線網絡智能規劃和優化3.1網絡規劃網絡覆蓋規劃設計是否得當會對最終使用效果產生影響，對此需要遵循如下原則開展相關工作：（1）覆蓋規劃面積不能過大。覆蓋規劃面積過大則會對其他網絡中的其他扇區產生影響，造成扇區疊加，由此降低用戶端的網絡規劃的靈活程度，由此會降低整體規劃性能；（2）覆蓋規劃面積不宜過小。覆蓋規劃面積過小則會導網絡中的扇區數目的增加，整個網絡維護難度大，同時也會對位置更新通信開銷有著不利的影響；覆蓋規劃區域設置于低話務區域。覆蓋規劃的范圍邊界直接對尋呼邊界產生影響。對此為了降低整體位置更新頻次，對應的覆蓋規劃邊界盡量設置于低話務區域或者低速移動區域，由此以降低位置更新開銷。一般設計中，在城市與郊區的分界點上，覆蓋規劃的分界點一般放在外線的基站，而不是密集的郊區路口，以避免路口用戶頻繁的位置更新。同時，分區盡量不以街道為界。一般來說，覆蓋規劃邊界不應與街道平行或垂直，而應是斜的。此外，覆蓋規劃邊界應垂直于用戶流的方向（或業務流的方向），而不是平行于用戶流的方向，避免乒乓效應位置或路由更新。3.2網絡優化3.2.1單站點優化。單站點優化作為工程優化首要環節，其主要涵蓋對所在站點的基本的功能檢測，從而實現對整個站點相關信息數據的有效獲取，為后續的優化工程開展提供可靠完整的技術資料，確保對應的各站點小區網絡基本功能和網絡信息覆蓋情況處于正常水平。在上述優化完成后基本可以達成工程設備功能性質量問題，對于后續調試優化奠定基礎。同時通過該項技術能夠對正當年的基本信息進行有效掌控，這樣在后續的優化環節能夠充分予以考慮，從而為后續優化的良好開展提供可靠的基礎支持。3.3.2分簇優化。在上述工程技術優化后則需要開展分簇優化，以實現網絡性能的確定和提升。根據LTE網絡系統設計要求，低于進行分簇優化站點則要去保證每簇的基站數不能低于15個，且要求每一簇中的九成站點經過上述優化作業后方可啟動，而剩余的站點則直接在開通后繼續按單站點優化即可。從當前施工情況看，分簇優化主要分為如下幾個步驟：（1）制定簇優化的目標。針對網絡的覆蓋、接入性、保持性（掉線率）、移動性（切換成功率）、吞吐率等指標開展分簇優化工程技術準備工作。（2）簇測試。開展這一作業，需要關注如下事項：開展路測環節，需要確保整改測試過程網絡系統機器設備都能夠處于穩定的工作狀態，并杜絕任何關于網絡的操作事宜。在整個測試環節，充分考慮實際情況，做好信號的后臺跟蹤，以實時監控信號傳輸情況，對異常情況進行有效的分析，重點關注終端的接入/掉線行為以及吞吐量的趨勢，并對這一趨勢進行預測性分析，從而實現對異常情況的及時預警和反饋。（3）數據分析及問題處理。優化的手段包括：參數優化、鄰區優化、天饋優化（在LTE與2G/3G共天饋的情況下受限）、工程質量問題處理、產品問題處理等。數據分析及問題處理的內容包括：覆蓋優化、吞吐率優化、掉線優化、接入失敗優化、切換優化、時延優化等，通過分析，給出優化建議。（4）調整以及驗證。在數據分析及問題處理階段給出了優化建議并執行調整。整個調整驗證環節需要如實記錄，并對異常情況進行關注，并及時發現問題并進行反饋，從而以實現問題的處理，最終實現整體網絡優化效果。3.3.3分區優化。分區優化作為一種重要的網絡優化技術，其一般和簇優化一起使用。當出現連續的簇實現了分簇優化工作后，那么進行分區優化則是對其輔助和補充，其將一些連續的區域進行區域化的路測優化，以實現實際應用場景。此外在對分區環節操作需要結合實際情況，考慮站點的地理位置、優化建設程度、測試線路以及測試開銷預算等方面。當然分區優化作為簇優化的補充，其根據注重對每個簇之間的邊界區域，考慮該區域的網絡覆蓋、分區切換以及網絡干擾等情況。在此基礎上繼續完全區域的頻點和PCI優化，并結合路測優化要求對部分分區的頻點和PCI進行修整和調配，從而確保其具備優越的網絡連接性能。4結語當前無線網絡用戶大量增加，為人民便