分析5G網絡切片使能電力智能化服務

楊立超

摘要：隨著科學技術的快速進步，當前移動通信網絡已經出現了5G網絡。與傳統的移動通信網絡相比，5G移動通信技術優勢眾多，隨著科技的快速發展，5G網絡將獲得更大的發展。

關鍵詞：5G移動通信;關鍵技術

隨著我國科學技術的不斷完善，人們逐漸的進入了信息化的時代，走進5G移動通信。5G移動通信時代的到來可以完善網絡的性能，為人們的生活和工作提供了極大的便利。在5G通信技術發展中，應該掌握好關鍵的技術，并且將理論轉化為實踐，才能更好地服務于人民群眾。

1、5G網絡切片使能泛在電力物聯網

泛在電力物聯網作為典型的垂直行業代表對通信網絡提出了新的挑戰。電網業務的多樣性需要功能靈活可編排的網絡，高可靠性需要隔離的網絡，毫秒級超低時延需要極致能力的網絡。4G網絡輕載情況下的理想時延只能達到40ms左右，無法滿足電網控制類業務毫秒級的時延要求。同時4G網絡所有業務都運行在同一個網絡里面，業務直接相互影響，無法滿足電網關鍵業務隔離的要求。最后，4G網絡對所有的業務提供相同的網絡功能，無法匹配電網多樣化業務需求。在此背景下，5G推出網絡切片來應對垂直行業多樣化網絡連接需求，如圖所示。

圖5G網絡切片使能智能電網

從技術角度來看，5G網絡切片可以滿足電網核心工控類業務的連接需求。5G是新一代的無線通信技術，在設計之初就考慮物—物（機器通信）、人—物通信的場景。其超低時延、海量接入的特性可以很好地匹配電網工控類業務需求。5G網絡首創的網絡切片使能技術可以達到與“專網”同等級的安全和隔離性，同時相比企業自建的光纖專網，成本可以大幅降低。5G邊緣計算技術通過網關分布式下沉部署，實現本地流量處理和邏輯運算，實現帶寬和時延節省，從而進一步滿足電網工控類業務的超低時延需求。

從業務特征來看，本文探討的智能電網典型業務場景可以分為兩類典型的切片業務需求，分別是工業控制類業務和信息采集類業務。工業控制類業務的典型代表有配電自動化、精準負荷控制。信息采集類業務的典型代表有用電信息采集、分布式電源。

2、無人機智能化部署方案

2.1無人機協作性部署

協作性是無人機智能化網絡部署方案中所獨有的內容。在不依靠其它方法的條件下，無人機系統可以獨立的進行戰略部署工作。通過在不同需求區域之間的合作，更好的分析各區域產生的請求質量，并在智能化系統的引導下完成部署任務。當然，當出現網絡連接失敗或是單機缺失的問題時，代理也可主動轉化為通信系統的中轉站，從另一的角度發揮系統的協調作用。

無人機協作性功能是從“網絡協商問題”中的“游戲理論”演化出來的。通過對代理的重新定義，將需求區域與熵值的問題控制在最小化的條件中，可以達到網絡熵值約束的效果，并使兩個熵值同步達到最小化狀態。區域環境中的請求熵值，是從等待服務請求的需求區域中演化出來的。代理的熵值信息，可以通過無人機部署機群數量與所覆蓋用戶數量分析得出。在對網絡熵值進行計算的過程中，必須對無人機與區域熵值進行確認，將最小化數值作為目標，達到提高網絡結構穩定性的效果，使各無人機之間的協作性與容量條件得到改善。在此方法下，可以為低復雜性無人機群，在映射需求的高效協作處理上，提供合理且有效的解決辦法。

2.2單機網絡分配協商

網絡協商機制，是在代理之間形成的溝通形式。在協商內容上，確定了對特定區域位置，用戶請求內容的執行，并在分析用戶過度需求的過程中，對區域作出定位，展現自身的功能價值。以熵的計算為基礎，可以有效的優化代理之間的定位信息，并在執行網絡協商的過程中，允許加入決定矩陣的計算方式，在代理定位與映射之間，針對特別需求區域進行最終決策。注意，用戶協商機制屬于系統程序，在內部系統的運算中完成分析。

全網絡環境的熵值條件是網絡協商的核心，如果熵值達到最小化狀態，則網絡覆蓋趨向于最大化，兩者表現出典型的反比例關系。由此證明，當網絡的干擾條件增加時，用戶體驗的會明顯降低，并最終導致區域內的等待服務請求在累積的過程中不斷增加，擴大全網熵值，降低網絡協商效率。在這種條件也會在代理與用戶之間產生映射惡化發展的問題[2]。所以，在無人機與需求區域間的精確映射，可以有效的限制干擾影響，提高用戶體驗的同時，達到優化網絡的效果。

2.3無人機的映射計算

“游戲理論”作為指導性內容，可以輔助完成無人機單機與機群的熵值計算，并在熵值計算的引導下，在每個代理的指令中形成差異化的熵值信息，完成機群整體中代理的區分，并在整體部署工作中發揮積極作用。由此，也為優化集群化管理創造了條件，使不同區組用戶的請求能夠得到快速響應，并提高用戶的使用體驗。

大多數用戶的信噪比都可起到維護網絡穩定的作用，在執行5G技術應用的過程中，用戶體驗的容量條件也發生了明顯變化，相較于傳統方法，增加了11%，而具體的其它數值變化，也如下表1所示。從表1中可以發現，5G技術條件下的執行方案，在各項性能指標上都得到了大幅度的改善。也因此說明了無人機熵映射計算的有效性，證明了5G技術在無人機智能化部署中的價值作用。

2.4需求區域控制選擇

無人機群與需求區域映射的全過程計算方法，可以在優化無人機部署、提高協調性上起到積極作用。通過調整網絡起始熵值的方法，將熵值條件最小的無人機單機指派給區域協作性的控制主導者。同時，將各種運行與計算的數據匯總到指導者手中，通過具體執行的發布，完成對全區域無人機設備的控制，使整體無人機智能化部署，能在一定的戰略指導下進行，針對外部環境與形式的變化，設計戰略內容，表現出高度機動性的技術特點。全網絡運行的條件下，涵蓋了不同用戶與服務請求的無人機群，可以在這種新規則的指導下，以最小熵值單機的信號為指導，更具協作性的完成統一部署下的信號內容，針對性的有效處理指定用戶與請求。

2.5 MIMO技術

MIMO技術在5G移動通信網絡系統內，根據空間的多徑因素，將多個天線，布設在發送端與接收端，完成分集與復用增益，提高通信網絡中空間資源的利用效率。MIMO技術，在5G移動通信網絡的每個移動終端，都安裝了2～4個天線，配置基站，打破容量限制?；居脩敉瑫r通信時，就可以利用天線整合的方式，解決容量問題。5G移動通信網絡內，MIMI的規模比較大，需根據用戶、基站天線的數量，匹配MINO的規模數值。

2.6 5G移動通信發展趨勢

與當前比較普遍的4G移動通信相比，5G網絡技術在頻譜利用率、傳輸速率、資源利用率等方面有了顯著的提升，除此之外，在無線覆蓋率、傳輸延時以及用戶體驗等方面也顯著提高。特別是將無線移動技術融入進去之后，全面化、智能化以及自動化將成為5G網絡技術的主要發展趨勢。5G移動通信技術的特點主要表現在性能關鍵指標、能耗、低成本、高通信性能、設計理念較為先進以及頻譜利用率較高等方面。

3、總結

綜上，5G移動通信網絡環境中，在容量增加同時，區域覆蓋范圍逐漸擴大。在無人機智能化戰略部署工作中，融入5G技術，可以有效的擴大網絡覆蓋范圍與協作條件，使無人機獲得更多的智能化支撐，在優化各項技術條件的基礎上，為無人機控制者提供更加便捷的通信服務。以此達到無人機智能化部署網絡通信水平，提升發展建設目標。

參考文獻

[1]萬菁晶，陸怡琪，田夢倩，等.面向5G無線通信系統中若干物理層技術探討[J].太赫茲科學與電子信息學報，2018（06）

[2]李永亮，李許安，仝杰，等.面向全球能源互聯網的天空地協同衛星通信網絡架構[J].電信科學，2018（12）