淺析5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基于能效的資源管理

林良宇

廣東南方通信建設(shè)有限公司 廣東廣州 510000

1 5G移動(dòng)通信技術(shù)概述

所謂的5G移動(dòng)通信技術(shù)，其實(shí)就是第五代移動(dòng)通信技術(shù)，建立在4G技術(shù)基礎(chǔ)上，目前仍處在研發(fā)和試驗(yàn)階段。相較于4G技術(shù)，5G技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)速度上具有突出優(yōu)勢(shì)，最高峰網(wǎng)速能夠達(dá)到4G的100多倍，促使移動(dòng)通信質(zhì)量得到大幅度提高。從相關(guān)技術(shù)參數(shù)可以看出，5G移動(dòng)通信頻譜在中高頻段集中，相較于前幾代移動(dòng)通信技術(shù)傳播損耗更大，網(wǎng)絡(luò)覆蓋成本較高，需要采用波束聚合、大規(guī)模MIMO等作為關(guān)鍵技術(shù)支撐[1]。根據(jù)2018年全球移動(dòng)設(shè)備供應(yīng)商協(xié)會(huì)發(fā)布的報(bào)告可知，全球計(jì)劃或發(fā)布5G商用牌照的國(guó)家已經(jīng)有17個(gè)。按照5G通信傳輸標(biāo)準(zhǔn)，采用毫米波的頻率較寬，擁有連續(xù)頻譜，但繞射和衍射能力不足，所以需要利用大規(guī)模MIMO等技術(shù)提高天線增益，使網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積得到擴(kuò)大。在技術(shù)性能指標(biāo)上，5G技術(shù)要求更高，靈活性更強(qiáng)，因此能夠給用戶帶來(lái)更強(qiáng)使用體驗(yàn)，未來(lái)將取得較好發(fā)展。

2 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基于能效的資源管理途徑

2.1 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基于效能的功率控制技術(shù)的資源管理

無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)傳輸主要是通過(guò)無(wú)線電磁波在空間的傳播中完成，其中主要包括開(kāi)環(huán)功率控制、閉環(huán)功率控制、外環(huán)功率控制、反向功率控制、前向功率控制等方面。開(kāi)環(huán)功率控制主要是指通信一端對(duì)自身發(fā)射功率進(jìn)行調(diào)整，在接收到信號(hào)功率較小時(shí)說(shuō)明信號(hào)傳輸?shù)膹?qiáng)度較大，使得移動(dòng)通信設(shè)備傳送至基站的信號(hào)強(qiáng)度較為理想，控制功率。閉環(huán)功率的控制主要是指通信一方向另一方發(fā)送調(diào)整發(fā)射功率的指令，這種控制功率的方式精度較高，但傳送過(guò)程中存在一定程度上的延時(shí)現(xiàn)象，使得功率調(diào)整隨之出現(xiàn)延時(shí)，無(wú)法根生網(wǎng)絡(luò)的變化。外環(huán)功率控制主要是一方根據(jù)接收機(jī)接收解調(diào)后的誤碼率，向另一端發(fā)送調(diào)整功率的指令，這一控制方式與閉環(huán)功率控制方式類(lèi)似，但具有更為復(fù)雜的控制方式。反向功率控制主要是指通過(guò)開(kāi)環(huán)功率的控制或閉環(huán)功率的控制對(duì)移動(dòng)設(shè)備的上行發(fā)射功率進(jìn)行調(diào)整的方式，能一定程度上增加系統(tǒng)容量，減少延時(shí)現(xiàn)象[2]。前向功率的控制主要是通過(guò)開(kāi)環(huán)功率控制或閉環(huán)功率控制方式對(duì)基站的下行發(fā)射功率進(jìn)行調(diào)整，相鄰基站的感染信號(hào)較強(qiáng)，產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾現(xiàn)象，通過(guò)調(diào)整相鄰基站的發(fā)射功率對(duì)移動(dòng)設(shè)備信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)化。在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)未來(lái)的發(fā)展中需要采用的高密度重疊覆蓋異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，對(duì)超千倍的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量及移動(dòng)端連接數(shù)量進(jìn)行增長(zhǎng)，加大了基站的部署，加劇了能源的消耗問(wèn)題，因此應(yīng)在給予能效的基礎(chǔ)上實(shí)施相應(yīng)的資源管理對(duì)策。

2.2 基于能效的接入控制技術(shù)的資源管理途徑

在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中資源管理技術(shù)屬于較為關(guān)鍵的技術(shù)之一，主要是通過(guò)使用合適的資源管理技術(shù)在不改變現(xiàn)存物理設(shè)備的前提下對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行改變。網(wǎng)絡(luò)接入選擇的發(fā)生條件可以是新的用戶首次請(qǐng)求接入網(wǎng)絡(luò)，也可以是之前已經(jīng)接入網(wǎng)絡(luò)后由于性能降低或掉線等因素導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)切換，需要再一次請(qǐng)求新的網(wǎng)絡(luò)接入現(xiàn)象，旨在為統(tǒng)一個(gè)多模用戶選擇最合適的網(wǎng)絡(luò)接入，處理好網(wǎng)絡(luò)接入這一因素能在保證用戶Qos的基礎(chǔ)上對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體的性能進(jìn)行優(yōu)化及改善，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。但在網(wǎng)絡(luò)接入選擇技術(shù)的過(guò)程中應(yīng)考慮較多的因素，分別為信息的搜集、信息的處理及選擇決策等環(huán)節(jié)。在進(jìn)行接入選擇算法的判斷準(zhǔn)則中網(wǎng)絡(luò)接入選擇算法又可以分成以下幾個(gè)類(lèi)型，如傳統(tǒng)接入控制算法、基于用戶喜好的接入控制算法、基于代價(jià)函數(shù)的接入控制策略、基于模糊邏輯及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的接入選擇策略及基于多種因素的綜合開(kāi)銷(xiāo)函數(shù)接入選擇策略等類(lèi)型。

2.3 信息通信端子數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

為了解決通信配線資源的管理過(guò)程中存在的兩個(gè)問(wèn)題：（1）由于通信發(fā)展，資源數(shù)量增加，不能及時(shí)完成新增資源管理將導(dǎo)致信息不全；（2）由于作業(yè)開(kāi)展，通信資源信息改變，不能準(zhǔn)確完善資源變化管理將導(dǎo)致信息不準(zhǔn)。研發(fā)信息通信端子數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，建立一套數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)用于存儲(chǔ)ODF光纖配線、DDF數(shù)字配線、IDF網(wǎng)絡(luò)配線等物理資源，針對(duì)性地開(kāi)發(fā)功能模塊，如：資料錄入模塊、數(shù)據(jù)的安全與備份模塊，并且解決離線環(huán)境下資料如何儲(chǔ)存，備份，轉(zhuǎn)移等問(wèn)題，同步建立錄入規(guī)則和整套系統(tǒng)的管理機(jī)制，全面提高數(shù)據(jù)錄入效率和數(shù)據(jù)分析能力[3]。

為了保證數(shù)據(jù)的安全性與保密性，此系統(tǒng)完全以離線環(huán)境下開(kāi)展工作為前提條件，該系統(tǒng)可以安裝在員工的手機(jī)、平板電腦等智能終端之上，在節(jié)約成本投入的同時(shí)，不僅實(shí)現(xiàn)離線模式下移動(dòng)端的數(shù)據(jù)日常管理，而且可以將離線模式下的數(shù)據(jù)由移動(dòng)端導(dǎo)入PC端轉(zhuǎn)化與備份?？紤]到目前班組配發(fā)的移動(dòng)作業(yè)終端為Android系統(tǒng)，因此本次系統(tǒng)以Android為平臺(tái)開(kāi)展設(shè)計(jì)，在AndroidStudio的基礎(chǔ)上嵌入Htm5+Css3表格框架，以Java語(yǔ)言為主開(kāi)展平臺(tái)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)在離線模式下編輯，就需要在系統(tǒng)所安裝的設(shè)備端建立本地離線虛擬服務(wù)器，但是在完成資源信息的錄入之后只能保存至離線操作設(shè)備，為了保證系統(tǒng)的易用性，僅需把帶有離線信息通信端子數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)的移動(dòng)終端與工作電腦進(jìn)行連接，就能夠方便的完成資源的拷貝和導(dǎo)入，無(wú)需員工具有較高的計(jì)算機(jī)操作能力，且操作在短時(shí)間內(nèi)就可以完成。

3 結(jié)語(yǔ)

在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的過(guò)程中能源效率將會(huì)是一個(gè)較為重要的指標(biāo)，在管理過(guò)程中如何提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的能效已經(jīng)成為5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中較為重視的話題之一。資源的管理主要通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源及終端平臺(tái)開(kāi)展針對(duì)性管理才能達(dá)到網(wǎng)絡(luò)能效最大化的效果，提高5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展水平，符合移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用需求。