5G新型網絡架構的無線接入與資源優化

楊釗

摘要：進入二十一紀后，我國的網絡系統發展迅速，人們對移動流量的需求日益增長，以導致對移動移動通信網絡的急需。很多人認為，移動通訊網絡所面臨的最為重要的挑戰之一是移動運營支付的巨大的能源費用。雖然到現在為止大部分研究把重點放在了單個的物理層功率的優化方面，但是怎樣能做到保證用戶使用質量的同時，又能保證第五代移動通信系統綠色指標呢？至今為止，第五代移動通信系統的無線接入的網絡基本框架已確定下來了，異構云接入網絡成為物理實現框架之一。

關鍵詞：異構云接入網絡 能量效率 用戶體驗 資源分配管理

過去的三十年中，蜂窩網絡發生了翻天覆地的改變，靈活性不斷增強，數據流量的質量不斷提高，移動通訊網絡被廣泛應用。多年前的第一代模擬通信系統以提供語音服務為主要功能。上世紀九十年代出現的第二代系統為使用者提供了廣泛且全面的覆蓋的完整的鏈接。但它的數據吐量還處于一個相對交低的水平，這個時候主要以短信服務為主。到了二十一世紀的第一個十年期間，由于用戶對于系統容量要求不斷增長，第三代和第四代通信系統得研究工作迅速發展，水平也顯著提高。

1 5G網絡構建能源效率

到目前，為了提升移動通信系統的能量效率，現在的研究工作主要從以下兩個方面人手：能效網絡資源管理方法和網絡能耗節約的技術改造。本文做了以下研究：（1）在異構云接入網絡框架下的時候引入新用戶的業務速率，爭取設高效分配的方法。（2）在異構云接入網絡框架下引入新用戶的業務卸載，設計能量消耗的合理略算法。

2 5G無線網絡異構云接入

首先要闡明第五代移動通信系統無線接入網絡架構以及異構云接人框架這一最近研究熱點。然后，說明異構云當下接入網絡框架考慮到用戶到達業務速率的能源高效性的問題。模擬在該網絡下整個網絡的功耗，再考慮用戶業務達到該速率時，平均能效最大的問題。最后將問題轉化成分數規劃，范數近似等問題。利用拉格朗日對偶分解迭代對其求解，以達到提高系統平均能效的目的。另外還說明了用戶在異構云接入網絡時任務卸載耗能減少的問題，基于這個問題本文提到了很多解決方法不同于解決異構云接入網絡能耗問題，在說明這個問題時，非常具有創新性的考慮到了在云端可能存在多個服務器的情況，由此設計優化用戶服務器關聯矩陣，上行波束變成矩陣等解決方案。文章最后時對本文的總結和對工作的總結異構云接入網絡的各項工作提出了建議。

從2010年至今，這方面的發展更加的迅速，還是得力于用戶對于通訊服務的要求和對數據流量更為嚴苛的要求。據不完全統計，大約到2020年，僅僅由視頻業務所引起的移動數據就很有可能超過500艾字節。所以只有第五代移動通信系統來臨才能解決人們的需求問題，這也就是最簡單的，供與求的關系。目前看來，只有第五代通信網絡才能支撐起未來強大的無線終端業務。第五代移動通信網絡只有部署更多的無線接入點，才可以有效的提升系統的性能，以滿足人們日益增長的需求，提升體驗感。另一個方面，滿足人類強大的需求，與之相隨的能耗問題也必然會越來越明顯，會對經濟和環境都造成極大地負面影響。當然如果不及時制止，任由其發展，人均溫室氣體排放量將有十年前的一百千克變成一百三十千克，由此看來，能耗也是一個急需解決的大麻煩。

3.1

SG新型網絡架構的資源優化

目前來看'咨源優化問題對5G新型網絡構架的重要性首當其沖，為了優化資源研究人員研發了HCRAN s的基礎架框，這個框架的研發幫助了云端能夠存在多個系統，來解決系統用戶接入與資源的分配問題，特別是在計算機異構的場景下的服務器中。第一網絡模式的框架建立了用戶延時性模塊，基于這個理念，在傳輸和計算時延的問題上，相關人員建立了精準的數學建模表達公式。第二，基于用戶的體驗的效果方面，利用了函數的形式進行一些特殊問題的計算，定義了在數量數據的用戶效果的體驗公式。

對于該非凸的優化問題，通過將用戶與服務器關聯指示矩陣放縮到連續域.本文爭證明了原優化問題進關于用戶關聯矩陣和特征數裾缺矩陣的凸叫題.坫于此，本牽利用塊坐標下降法，將原優化問題轉換為交衿的求解兩個子優化問題，仿良結果表明，相比于其他算法，本孕所提的算法在各個場景叫戶體驗和時延的綜合性能。

3.2 無線網絡資源虛擬化

在無線網絡資源的方面虛擬化的過程中，為確定無線的網絡接入平臺資源的目的，和實現無線網絡資源的分層無線的資源下，其重要的方式之一是，運用靈活性較強的共享方案，或者說是具有傳輸資源的分層無線綜合管理，以此來將不同的應用場景，或者說是不同的環境下的，虛擬性較強的無線功能加入到網絡，進而實現差異性的企業網絡程序的運行，進而大大加強了業務中的部署管理的準確性，提高了利用率，特別是在無線網絡資源利用的方面。

4 無線網格與動態自組網絡

在現階段的網絡架構中，無線網絡與動態的自組網絡，是在5G網絡中必不可少的重要組成部分。簡單來講，無線網格的定義無外乎是無線的網絡網格路由器，在這個無線網絡網格的路由器系統中，起著關鍵作用的網絡是網狀的路由器，這個網狀的路由器還負責與有線的因特網網絡相連，并在有線的因特網網格網絡與無線的網絡網格二者中，起著轉化器的原理，實現用戶在二者中相互跳轉的重要實用性功能[5]。另一方面，動態自組網格實現了原有的網格所未具有的靈活性，彌補了傳統的蜂窩網絡網格組成，在無線的網狀網格中，僅僅需要將二者的載體連接電源，無線的網狀網格便會自動化的實現搜尋附近的可連接的電子設備，這大大的便利了用戶在實現電子設備間的鏈接問題。

5 后續工作展望

現階段的無線網絡技術不斷提升，但用戶的需求也在隨著經濟的發展，工作的需要，生活中的便利的影響，對無限資源的效率方面，要求的更加嚴格，所以說無線網絡資源管理的相關部門，目前的主要任務仍然是加快無線網絡的實用性，促進無線網絡的上網速率。因此5G無線網絡技術的提出與發展，是當前時代發展潮流的大方向，是符合當今時代發展的重要基礎。為了實現更快更好的將5G無線網絡接人互聯網，相關部門必須在關鍵性的指標系統和可持續的湞進方面，更好的將人才投入進去，只有這樣，SG無線網絡的技術才能更加成熟。另一個方面，未來的主要主流構架之一的HCRANs以其‘活的組N方式以及與CU/DU架構的兼界性業務方面必須投入大量的時間和精力，相關部門一定要將戰略性目光放在更加高效和高收益的方面。

6 總結

5G新型網絡架構的無線接人與資源優化，這兩個戰略性發展的目標是符合當今時代發展的主潮流，是基于當今時代社會經濟迅速發展，無線網絡化迅速普及的這一前期的實用性，可持續發展的方法。隨著5G網絡的逐步投入，在某些仍然未被實時的理論或理念會在5G無線網絡的促進下，漸漸變成現實，例如車聯網，物聯網，無人超市，無人機網絡，智能超市等等。不僅如此，在5G無線網絡不斷的創新，不斷的發展，必將會在其他領域，產生或多或少的影響，例如在醫療的領域，工業生產的環節，在網絡安全的層次，都能產生促進性的效果。

參考文獻

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[3]肖社生.Mesh網絡技術在某石油監控系統中的應用[J].有線電視術，2013，20（03）

[4]5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術[J].尤肖虎，潘志文，高西奇，曹淑敏，鄔賀銓.中國科學：信息科學。2014（05）

[5]譚巍，基于定制化的5G無線網絡框架及關鍵技術[A].中國通信學會信息通信網絡技術委員會2015年年會論文集[C]，2015：4