面向5G移動通信系統(tǒng)的智慧城市匯聚及接入網(wǎng)絡(luò)探究

鄭琳

摘 要 智慧城市得以建設(shè)和發(fā)展的基礎(chǔ)為網(wǎng)絡(luò)通信，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)將著重推動智慧城市的通信網(wǎng)絡(luò)使之發(fā)生重大變革。給出了三層智慧城市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并深入分析及了解現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中所面臨的各項問題，最大程度的將信任度和可靠性進行了提高。并針對相應(yīng)解決方法進行分析與闡述，增強了通信網(wǎng)絡(luò)中智慧城市的承載力。

關(guān)鍵詞 5G移動網(wǎng)絡(luò)通信；匯聚網(wǎng)絡(luò)；智慧城市

中圖分類號 TN91 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）221-0104-02

以居民安定生活為中心是智慧城市的主要目標(biāo)同時充分利用信息技術(shù)和通信技術(shù)使城市建設(shè)中所面臨的問題得以解決，從而達到消耗最小化以及運營最大化的目標(biāo)。通信網(wǎng)絡(luò)作為一種信息傳輸、信息接入、信息匯聚、信息感知的良好承載平臺，目前已經(jīng)成為了智慧城市中最具服務(wù)便捷、功能齊全以及性能優(yōu)化的強有力保障。隨著我國移動互聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡(luò)、云計算以及大數(shù)據(jù)等各項技術(shù)的逐漸發(fā)展，近幾年來，智慧城市越來越具有了智能處理、信息傳輸以及全面感知等特征和優(yōu)點。除此之外，智慧城市還需要內(nèi)容分享、物流跟蹤、健康醫(yī)療、承載物聯(lián)網(wǎng)等各項需求的新型應(yīng)用[1]。然而，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)相比較，需要使得核心網(wǎng)對一些城市業(yè)務(wù)進行充分的資源分享以及控制接入等，該種城市業(yè)務(wù)會極大程度地消耗掉網(wǎng)路的核心資源，從而顯著增長用戶們的處理業(yè)務(wù)的時間，從而使智慧城市未來的建設(shè)與發(fā)展遇到瓶頸。

1 智慧城市的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及概念

從邏輯功能看來，智慧城市的網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)分為三層，即無線接入、匯聚網(wǎng)絡(luò)、感知網(wǎng)絡(luò)。相關(guān)文獻顯示，無線接入不僅僅架構(gòu)較為復(fù)雜，而且后期業(yè)務(wù)復(fù)雜且速率較低。因為無線接入網(wǎng)絡(luò)有著粒度多樣性以及跨域適配性的特點，所以，該種接入方式優(yōu)勢與缺點并存。改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民生活水平日益提高，使得人們對網(wǎng)絡(luò)的需求量大大增加，為了最大可能地滿足人們對于網(wǎng)絡(luò)的需求，智慧城市必須要將網(wǎng)絡(luò)向全方位發(fā)展，不僅僅要實現(xiàn)全球信息化的傳播，更要確保信息傳遞的安全性和可靠性。研究顯示，智慧城市的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建無論是在信息傳播速率上，還是在能量消耗上都有著重大突破，所以，對智慧城市網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建迫在眉睫。未來生活中為了提高本身的服務(wù)質(zhì)量，我們一定要正確運用移動網(wǎng)絡(luò)通信和光纖傳輸?shù)募夹g(shù)，使兩者恰到好處的結(jié)合，提供更多的便利。由此可知，光纖傳媒無論是在前傳還是在后傳上都能滿足通信的需求，這不僅僅最大程度地為客戶提供了科學(xué)的、合理的數(shù)據(jù)，還實現(xiàn)了無線媒介的靈活運用，使得數(shù)據(jù)的供求性大大增加。

感知網(wǎng)絡(luò)就是各個感知器采用自我組織的狀態(tài)形成網(wǎng)絡(luò)，再按照節(jié)點部署的狀態(tài)，來將感知層的網(wǎng)絡(luò)進行更加精細的劃分，將其分為靜態(tài)與動態(tài)。對于靜態(tài)來說，感知節(jié)點按照預(yù)先的布設(shè)方式，在數(shù)據(jù)的整個指令傳輸以及數(shù)據(jù)通信上，傳送路徑也呈現(xiàn)出相對穩(wěn)定的狀態(tài)，例如智能家居、環(huán)境監(jiān)控等。與其恰恰相反的動態(tài)感知，節(jié)點是采用隨機方式部署在特定的環(huán)境區(qū)域當(dāng)中，其中的各個節(jié)點進行動態(tài)傳輸路徑，將拓撲變化的較為頻繁，例如體域網(wǎng)以及車聯(lián)網(wǎng)等方面。

多個移動端將組成匯聚網(wǎng)絡(luò)，近幾年來，隨著我國智能的逐漸普及，除了完成基本的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)之外，還將感知數(shù)據(jù)傳輸作為中繼節(jié)點，使得用戶的下層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)得以正常接入使用，還能將感知網(wǎng)絡(luò)完完整整、正常的發(fā)送到智慧城市的相關(guān)平臺，為了將各個領(lǐng)域的差異徹底屏蔽掉，同時聯(lián)合相關(guān)的蜂窩通信網(wǎng)標(biāo)準規(guī)定，從而獲得有效的數(shù)據(jù)。除此之外，采用相關(guān)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議對數(shù)據(jù)來進行進一步的封裝，可以顯提高它的擴展性。依據(jù)相關(guān)的移動端特定通信模式，可以將匯聚網(wǎng)絡(luò)分為兩種，即集中式網(wǎng)絡(luò)和分布式網(wǎng)絡(luò)[2]。其中，分布式網(wǎng)路的終端節(jié)點可以根據(jù)5G通信網(wǎng)絡(luò)的范圍來進行有效連接，在此過程中不需要節(jié)點輔助，該種方式不僅僅可以降低節(jié)點的通信時延以及發(fā)生功率，還可以顯著提高其頻譜效率以及覆蓋范圍。在集中式網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，終端節(jié)點僅在基站的有效控制下科學(xué)提供感知網(wǎng)絡(luò)的接入，除此之外，功率的控制、切換的管理以及資源分配等等都需要基站的幫助。其次，終端節(jié)點同樣可以采用無線局域網(wǎng)，即采取瘦AP或者是胖AP來進行業(yè)務(wù)的有效傳輸，用來卸載網(wǎng)絡(luò)通信的負載。與傳統(tǒng)的通信存在差異的方面為基站間可以利用X1接口來實現(xiàn)互聯(lián)的功能，從而進一步依據(jù)當(dāng)前的各項網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以及狀態(tài)參數(shù)進行故障的恢復(fù)、網(wǎng)絡(luò)自配置以及狀態(tài)優(yōu)化等，同時還可以顯著降低網(wǎng)絡(luò)通信的維護成本，減少經(jīng)濟壓力。匯聚網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

智慧城市網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建是集空間地理、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代技術(shù)創(chuàng)新和城市發(fā)展轉(zhuǎn)型的融合，其主要目的為進一步提高智慧城市的管路理念、規(guī)劃以及方法。體現(xiàn)了城市逐步走向可持續(xù)發(fā)展、低碳、綠色的本質(zhì)需求。規(guī)劃智慧城市，采用一項先進的信息科學(xué)技術(shù)來實現(xiàn)智慧城市的穩(wěn)定運營和增長。

2 針對5G移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及通信網(wǎng)絡(luò)定位需求分析

第一，智慧城市移動網(wǎng)絡(luò)通信建設(shè)涉及到社會階層的每個方面，5G技術(shù)多變復(fù)雜，通信對象比較廣義，這也表明5G網(wǎng)絡(luò)是一項重點工程。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃必須要體現(xiàn)精細化、科學(xué)化、全面性、前瞻性。未來5G的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃會與城市規(guī)劃更加密切相關(guān)，原因是城市規(guī)劃必須與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃有效連接，將通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃納入到智慧城市的總體規(guī)劃中，以便更好使城市協(xié)調(diào)發(fā)展；另一個原因就是智慧系統(tǒng)的實現(xiàn)需要網(wǎng)絡(luò)的支撐，并以此稱為城市服務(wù)的總體對象，對城市的各項規(guī)劃建設(shè)具有重要影響。

第二，未來城市的網(wǎng)絡(luò)通信理應(yīng)是全覆蓋、高可靠、高帶寬、大容量的無線網(wǎng)絡(luò)，從而為城市良好規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。智慧城市中的移動網(wǎng)絡(luò)通信除了要滿足現(xiàn)有數(shù)據(jù)寬帶、語音業(yè)務(wù)之外，還要突破性實現(xiàn)萬物互聯(lián)，也可以說5G的應(yīng)用會跳出現(xiàn)有框架轉(zhuǎn)向海量互聯(lián)網(wǎng)、垂直行業(yè)，這也是智慧城市能力實現(xiàn)客觀需要和本意所在，然而5G技術(shù)自身就實現(xiàn)了很大的技術(shù)突破，并具有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)充滿彈性化、部署形態(tài)豐富多樣、業(yè)務(wù)模式多樣化、備用頻譜廣泛、連接能力加強、可靠性增高、時延更低、速度更快等顯著優(yōu)勢，能夠有力的支持智慧城市的規(guī)劃與建設(shè)[3]。

第三，由于未來5G移動網(wǎng)絡(luò)會成為一個立體化、多層次的網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)的規(guī)劃已不再適用于今天，而需要采用分析的方法來引領(lǐng)網(wǎng)絡(luò)時代發(fā)展潮流，分析5G網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)、接入、控制三大方面，并最大程度地實現(xiàn)資源共享和全局的完整，在實際移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中使核心機房加以呈現(xiàn)，并包含多種無線接入和基站，以達到提高資源利用率和連接線路的協(xié)調(diào)的目的，在實際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中呈現(xiàn)為多種類型基站，射頻卡片，廣泛分布在井下、地面、樓內(nèi)、樓頂?shù)瓤臻g，在控制同一平面管理下，使路由本身更加具有靈活性，實際網(wǎng)絡(luò)則根據(jù)單獨設(shè)置或者控制平面的集成。

3 結(jié)論

綜上所述，移動網(wǎng)絡(luò)通信不僅為城市的建設(shè)和發(fā)展做出了突出貢獻，而且其本身的融合化水平、智能化決定了城市本身擴展的便捷性。本文從匯聚網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵入手，深度分析當(dāng)今社會5G網(wǎng)絡(luò)通信要匯聚的多元化形勢與發(fā)展戰(zhàn)略，其中也包括可靠性保障、信任管理以及社會關(guān)系評估等各項問題。當(dāng)前，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展目前仍然處于起步期，今后幾年的發(fā)展必然是確定其使能技術(shù)、關(guān)鍵指標(biāo)、技術(shù)需求的關(guān)鍵時期。5G移動網(wǎng)絡(luò)通信容量提升會從頻譜效率方面入手，加快網(wǎng)絡(luò)變革和新型資源開發(fā)，也將派出一系列的無線網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)作為支撐，結(jié)合5G移動網(wǎng)絡(luò)通信最新發(fā)展態(tài)勢，并針對國內(nèi)移動網(wǎng)絡(luò)通信的推進目標(biāo)和研發(fā)活動進行詳細介紹，隨著研究的不斷深入，5G關(guān)鍵技術(shù)也將更加明確，在未來時間內(nèi)也將真正進入實質(zhì)性發(fā)展階段。

參考文獻

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[3]姜棟，萬碧玉，趙文吉，等.新型城鎮(zhèn)化背景下微城市模式探索[J].城市發(fā)展研究，2017，24（10）：67-69.