5G移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及規(guī)劃方法分析

張濤

?

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及規(guī)劃方法分析

張濤

中通服咨詢設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210019

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，我國大部分地區(qū)都已實(shí)現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)信號的覆蓋。為了進(jìn)一步加強(qiáng)我國移動通信技術(shù)的發(fā)展，我國正在大力推動5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究。目前，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的許多關(guān)鍵技術(shù)的研究已取得突破。但在試用階段，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出一定的問題。通過分析5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化技術(shù)方案，對其未來的規(guī)劃方法進(jìn)行了總結(jié)探討。這對我國5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和高速無線通信技術(shù)的研究有著重要的意義，有很好的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

5G移動通信；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；技術(shù)規(guī)劃

引言

隨著技術(shù)的發(fā)展和智能手機(jī)的普及，4G移動通信已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。高速的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸在讓人們享受信息化時代的便捷的同時，也在刺激人們追求更高速的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。目前，5G移動通信的許多關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)工作已經(jīng)完成，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也在逐步完善中。按照我國5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)規(guī)劃安排，我國將于2018年開始進(jìn)行小規(guī)模的商業(yè)5G移動通信試運(yùn)行。但在目前的測試試驗(yàn)中，5G移動通信出現(xiàn)了一定的問題。因此，對5G移動通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，重新進(jìn)行5G移動通信的技術(shù)規(guī)劃很有必要。

1 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)旨在提供給人們更加高速的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，并在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩陨献龀龈淖?。就目前的測試結(jié)果而言，無論是在數(shù)據(jù)傳輸速率方面還是在數(shù)據(jù)的安全性方面，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)都還有一定的優(yōu)化余地。因此，我們以新發(fā)展的技術(shù)為基礎(chǔ)，對5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)高速傳輸優(yōu)化和數(shù)據(jù)安全優(yōu)化進(jìn)行了探討。

1.1 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)高速傳輸優(yōu)化

作為第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)，人們需要5G移動通信提供給用戶更高的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率。按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度將達(dá)到4G網(wǎng)絡(luò)的百倍以上，可以實(shí)現(xiàn)每秒傳輸幾十GB數(shù)據(jù)的夢想。但就目前而言，距離實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)還有很長的一段路要走。

現(xiàn)階段，正在進(jìn)行試運(yùn)行的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率已達(dá)到1?Gbps。相比于目前廣泛采用的4G LTE（第四代長期演進(jìn)）的75?Mbps的傳輸速率，數(shù)據(jù)高速傳輸效果大幅增加。但是距離實(shí)現(xiàn)10?Gbps的發(fā)展目標(biāo)還有一段距離。限制其發(fā)展的最大原因是相關(guān)技術(shù)尚未研發(fā)成功。

目前，針對5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)據(jù)傳輸要求，相關(guān)開發(fā)商采用了多單元的自適應(yīng)陣列傳輸?shù)募夹g(shù)方案。例如，韓國三星公司開發(fā)的64個天線單元的自適應(yīng)陣列傳輸技術(shù)，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾噬弦呀?jīng)可以突破1?Gbps。這也將是實(shí)現(xiàn)5G移動通信網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹髁骷夹g(shù)方案[1]。

1.2 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)安全優(yōu)化

長期以來，移動通信技術(shù)都面臨數(shù)據(jù)安全的問題。在2G/3G移動通信網(wǎng)絡(luò)占主流的階段，移動通信網(wǎng)絡(luò)提供的是基礎(chǔ)的信息通信和簡單的網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)，對數(shù)據(jù)的安全性要求不高，更多的是要求數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸?shù)取?/p>

隨著4G移動通信技術(shù)的發(fā)展和智能手機(jī)的普及，移動通信數(shù)據(jù)端對人們而言更像是一個隨身攜帶的管理器。通過手機(jī)等數(shù)據(jù)端，人們不僅可以實(shí)現(xiàn)信息即時交流、收發(fā)郵件等功能，還可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)購物、電子金融等多種新時代網(wǎng)絡(luò)活動。這些活動通常都會涉及大量的關(guān)鍵信息，例如用戶的身份信息、金融活動的密碼信息等等。如果這些信息發(fā)生泄露，就會導(dǎo)致很嚴(yán)重的安全事故。

因此，利用新型加密算法技術(shù)和抗干擾、抗竊取能力更強(qiáng)的移動通信技術(shù)對5G移動通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)安全優(yōu)化將是5G技術(shù)發(fā)展完善的下一目標(biāo)。目前，世界主流的5G移動通信技術(shù)開發(fā)商都已意識到這一問題，并正在就移動通信的安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行討論，以期早日通過5G移動通信的安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法分析

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)高速傳輸和安全傳輸將是5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的下一個優(yōu)化目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)化，必須將一些新的技術(shù)方案等引入5G移動通信技術(shù)的規(guī)劃中。本文在綜合了多方資料后，總結(jié)了云網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用和區(qū)域覆蓋管理方案在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的應(yīng)用方法。

2.1 云網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

隨著高性能計(jì)算機(jī)的大規(guī)模應(yīng)用，云網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展越來越成熟。云網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)。不僅可以實(shí)現(xiàn)移動終端的多樣化、靈活化及便利化，而且對于數(shù)據(jù)傳輸速率和安全性的提高也有很好的幫助。因此，我們認(rèn)為應(yīng)將云網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃中去。

具體的應(yīng)用方案是以現(xiàn)有的商用云網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，建設(shè)適用于移動終端的云網(wǎng)絡(luò)控制面、數(shù)據(jù)面和管理面，并利用信息化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對云網(wǎng)絡(luò)多層面的信息化管理。借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)處理能力，我們可以很方便地實(shí)現(xiàn)對多個移動用戶的數(shù)據(jù)處理請求，并及時對其進(jìn)行反饋[2]。

由于云網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)需要高性能運(yùn)算器的支持，因此我們需要對移動終端的控制面和數(shù)據(jù)面等進(jìn)行分化管理，即在實(shí)際應(yīng)用的過程中，用戶的數(shù)據(jù)終端只進(jìn)行數(shù)據(jù)加密和傳輸?shù)墓δ?，并具備一定的存儲和?shù)據(jù)交換能力，主要的系統(tǒng)則由5G移動通信的信號基站系統(tǒng)擔(dān)任，從而提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理效率，利于系統(tǒng)的維護(hù)和管理。

2.2 區(qū)域覆蓋與管理

現(xiàn)有的移動通信技術(shù)最大的問題是在進(jìn)行一定區(qū)域跨動時，用戶時刻面臨著信號基站切換的問題。重復(fù)性的數(shù)據(jù)連接與斷開，不僅會影響用戶的使用體驗(yàn)，而且對提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?、穩(wěn)定性和安全性也有很大的影響。

因此，我們建議在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃中，引入?yún)^(qū)域覆蓋與管理的技術(shù)。在一片較大的區(qū)域內(nèi)，所有的移動通信信號基站都通過一個大型的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)連接起來，并建設(shè)專門的信息化系統(tǒng)進(jìn)行管理。在這一片區(qū)域中，信號基站的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享。如果用戶的移動終端從一個信號基站切換到另一個基站，則由數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)將數(shù)據(jù)發(fā)送給該基站，而不需要用戶重新進(jìn)行身份驗(yàn)證等工作。這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)在較大范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸，而且可以將部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸和處理的工作交由基站系統(tǒng)處理，從而提高5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率和安全性[3-4]。

3 結(jié)束語

隨著5G移動通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的不斷確定，在不久的將來，5G移動通信將正式進(jìn)入我們的生活。為了推動5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，本文通過分析5G移動通信網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸安全性方面的優(yōu)化方法，對利用云網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和區(qū)域覆蓋管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)5G移動通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的方案進(jìn)行了總結(jié)。這些研究對5G移動通信的普及有很好的幫助。

[1]李俊. 第五代移動通信技術(shù)研究[J]. 企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2015，34（36）：61.

[2]吳振濤. 5G技術(shù)在移動通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究[J]. 中國新通信，2017，19（8）：9.

[3]張明剛. 關(guān)于5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)探究[J]. 技術(shù)分析，2018（3）：120-121.

[4]郭正平，楊慧，羅康寧. 5G移動通信技術(shù)發(fā)展探究及其對基站配套影響研究[J]. 信息記錄材料，2017，18（11）：2-3.

Analysis of 5G Mobile Communication Network Optimization and Planning Method

Zhang Tao

China Information Consulting and Designing Institute Co., Ltd., Jiangsu Nanjing 210019

With the development of information technology, 4G network signal coverage has been achieved in most areas of China. In order to further strengthen the development of China’s mobile communication technology, China is vigorously promoting the research of 5G mobile communication network technology. At present, breakthroughs have been made in the research of many key technologies of 5G mobile communication networks. However, in the trial phase, the 5G mobile communication network showed certain problems. By analyzing the optimization technology scheme of 5G mobile communication network, the future planning methods are summarized. This has important significance for the construction of China’s 5G mobile communication network and the research of high-speed wireless communication technology, and also has good practical value.

5G mobile communication; network optimization; technical planning

TN929.53

A