5G網(wǎng)絡(luò)移動性能優(yōu)化研究

甘杰元

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的快速提升，我國迎來了高速發(fā)展的全新時代，隨著5G商用部署和技術(shù)演進(jìn)，移動通信網(wǎng)絡(luò)面臨2G/3G/4G/5G多制式并存，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜。而5G網(wǎng)絡(luò)多組網(wǎng)方式、多終端類別的顯著特征又進(jìn)一步加劇了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜瓦吔鐖鼍暗膹?fù)雜度。如何保障用戶的移動性感知成為影響網(wǎng)絡(luò)口碑的關(guān)鍵一環(huán)。本文針對5G網(wǎng)絡(luò)移動性能保障方案進(jìn)行深入細(xì)致的研究，創(chuàng)新設(shè)計(jì)網(wǎng)間移動性策略，提升5G網(wǎng)絡(luò)的用戶感知及口碑。

關(guān)鍵詞：5G網(wǎng)絡(luò);移動性能;優(yōu)化

引言

目前，我國正處在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要階段，5G通信技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入了新的生命力，在提升我國綜合國力的同時，為我國人民的日常生產(chǎn)生活帶來的巨大的便利。

1 5G技術(shù)簡析

移動數(shù)據(jù)量爆發(fā)式增長給當(dāng)今的移動通信網(wǎng)絡(luò)帶來了前所未有的難題，面對高能耗、稀少的頻譜資源和有限性的網(wǎng)絡(luò)容量等諸多困難。那么，新難題必將帶來移動通信技術(shù)的又一新版本，即5G技術(shù)。5G是第五代移動通信技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?，傳輸速率的峰值?0 Gbit/s，約比4G的速率快100倍。

2 5G網(wǎng)絡(luò)移動性能優(yōu)化研究

2.1引入NFV等虛擬化技術(shù)，完善5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施體系

在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中，虛擬化系統(tǒng)可以對虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施平臺進(jìn)行有效管理。對于其中的虛擬化技術(shù)而言，強(qiáng)化對NFV的引入其很大程度上能夠?qū)τ?G網(wǎng)絡(luò)的主要安全潛力進(jìn)一步強(qiáng)化，通過這種方式來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全策略能夠有效呈現(xiàn)出可編排性。同時，不斷發(fā)揮虛擬化系統(tǒng)自身的優(yōu)勢，旨在對業(yè)務(wù)負(fù)載進(jìn)行有效隔離，進(jìn)而對網(wǎng)絡(luò)安全具有強(qiáng)化作用。但需要注意的是NFV技術(shù)也容易出現(xiàn)一些安全隱患，在引用過程中，需要針對5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行采用多元的系統(tǒng)級防護(hù)措施，旨在阻止相關(guān)非法攻擊，消除這種攻擊造成的安全威脅。

2.2綠色移動通信技術(shù)發(fā)展

綠色5G的網(wǎng)絡(luò)通信體系應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合智能化的網(wǎng)絡(luò)資源分配處理技術(shù)，確保達(dá)到通用化的移動通信基礎(chǔ)硬件功能，對于無線運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)中的帶寬功耗幅度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。目前現(xiàn)有的5G通信網(wǎng)絡(luò)客觀上需要較大的網(wǎng)絡(luò)帶寬以及海量的網(wǎng)絡(luò)天線作為運(yùn)行支撐，因此造成了通信體系的功耗比例幅度明顯上升。因此合理優(yōu)化5G網(wǎng)絡(luò)組織構(gòu)架的重要實(shí)踐舉措必須要得到全面重視。

2.3流量調(diào)度

相對于傳統(tǒng)前傳網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)對點(diǎn)連接，基于包轉(zhuǎn)發(fā)的前傳網(wǎng)絡(luò)可以提供多點(diǎn)對多點(diǎn)連接，同時前傳網(wǎng)絡(luò)對于數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r和丟包率有嚴(yán)格要求。在基于橋接技術(shù)的前傳網(wǎng)絡(luò)中，可將不同種類流量規(guī)劃到不同虛擬局域網(wǎng)中或者相同VLAN的不同優(yōu)先級中，來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的差異化傳輸。通過引入TSN的搶占及幀復(fù)制來實(shí)現(xiàn)高優(yōu)先級流量的時延和丟包控制。幀搶占是指在恢復(fù)可搶占幀的傳輸之前暫?？蓳屨紟膫鬏敚试S傳輸一個或多個快速幀。高優(yōu)先級實(shí)時流量可以打斷正在傳輸?shù)牡蛢?yōu)先級流量，而低優(yōu)先級流量則分片，待實(shí)時流量傳輸完成后進(jìn)行重組。幀復(fù)制是通過對發(fā)送終端系統(tǒng)和/或網(wǎng)絡(luò)中的中繼系統(tǒng)中的每個包進(jìn)行序列的編號與復(fù)制，并消除目的終端系統(tǒng)和/或其他中繼系統(tǒng)中的這些復(fù)制，達(dá)成在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生局部故障時仍實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪繕?biāo)，從而降低了包的丟失率。

2.4強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)切片安全

終端設(shè)備接入方面，應(yīng)實(shí)現(xiàn)切片選擇輔助信息隱私保護(hù)、切片認(rèn)證授權(quán)、空口安全差異化機(jī)制、切片過載保護(hù)等安全配置。切片安全隔離方面，應(yīng)做好切片間在網(wǎng)元、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)訪問、故障等層面的隔離控制，以防止切片之間相互影響及攻擊行為。切片管理安全方面，切片管理系統(tǒng)在架構(gòu)和功能等應(yīng)實(shí)現(xiàn)保密性、完整性、可靠性等方面的安全要求，包括認(rèn)證授權(quán)、日志審計(jì)、數(shù)據(jù)保護(hù)、分權(quán)分域等。安全管理與合規(guī)方面，切片功能所涉及的系統(tǒng)和設(shè)備應(yīng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的通用的安全要求配置。

2.5全域故障定位

a）全域故障定位將系統(tǒng)中多種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，例如收集配置、告警、日志、性能KPI、系統(tǒng)資源、用戶感知異常、投訴、歷史運(yùn)行等各類信息。b）統(tǒng)一的全域故障定位系統(tǒng)同時兼具預(yù)測模塊、智能分析模塊以及智能巡檢模塊：其中預(yù)測模塊提供系統(tǒng)容量超限、資源不足、節(jié)假日峰值等的預(yù)測，系統(tǒng)提供豐富的預(yù)測模型;智能分析模塊可以對網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行分析，例如告警溯源分析、網(wǎng)絡(luò)故障根因分析、關(guān)聯(lián)分析;系統(tǒng)可以通過運(yùn)維人員運(yùn)行一鍵收集功能，獲取系統(tǒng)設(shè)備實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)，提升運(yùn)維效率。c）基于AI進(jìn)行智能故障診斷：系統(tǒng)通過采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析和AI分析完成故障診斷和定位，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維智能化。d）全域故障定位可以融合無線、承載、核心網(wǎng)通信系統(tǒng)中的多種數(shù)據(jù)，采用分域及全域協(xié)同能力，進(jìn)行告警壓減、根因分析，并支持需要全域協(xié)同定位的情況，根據(jù)系統(tǒng)的告警、日志、資源等的協(xié)同分析，來精準(zhǔn)定位故障的原因，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化。

2.6 4G->5G連接態(tài)互操作

（1）4G錨點(diǎn)小區(qū)互操作策略如下：①對于NSA單模終端，只需按照B1事件添加NR小區(qū)、A2事件刪除NR小區(qū)。②對于SA單模終端，考慮4G向5G遷移屬于低優(yōu)先級到高優(yōu)先級的遷移。在SA覆蓋區(qū)域，應(yīng)周期性觸發(fā)B1測量，加快SA單模終端返回5G網(wǎng)絡(luò)。③對于NSA&SA雙模終端：在SA覆蓋較好區(qū)域，無論終端是否處于雙連接狀態(tài)，終端均應(yīng)優(yōu)先實(shí)現(xiàn)向SA遷移;在SA弱覆蓋區(qū)域或覆蓋邊緣，終端通過周期性的B1測量觸發(fā)NSA添腿流程。（2）4G非錨點(diǎn)小區(qū)互操作策略如下：①對于NSA單模終端，優(yōu)先遷移至4G錨點(diǎn)載波上進(jìn)行業(yè)務(wù)。②對于SA單模終端，優(yōu)先遷移至SA載波進(jìn)行業(yè)務(wù)。③對于NSA&SA雙模終端，按照以下優(yōu)先級進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的遷移：5G SA載波>4G錨點(diǎn)載波>4G當(dāng)前載波。同時，在非錨點(diǎn)小區(qū)配置向錨點(diǎn)的定向切換相對于SA的B1測量延時啟動定時器，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)先SA切換。

結(jié)語

5G網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)與各行各業(yè)深度融合的基礎(chǔ)，5G安全則是使各行業(yè)安全運(yùn)行5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)：

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