淺析5G移動通信網(wǎng)絡基于能效的資源管理

林良宇

廣東南方通信建設有限公司 廣東廣州 510000

1 5G移動通信技術概述

所謂的5G移動通信技術，其實就是第五代移動通信技術，建立在4G技術基礎上，目前仍處在研發(fā)和試驗階段。相較于4G技術，5G技術在網(wǎng)絡速度上具有突出優(yōu)勢，最高峰網(wǎng)速能夠達到4G的100多倍，促使移動通信質(zhì)量得到大幅度提高。從相關技術參數(shù)可以看出，5G移動通信頻譜在中高頻段集中，相較于前幾代移動通信技術傳播損耗更大，網(wǎng)絡覆蓋成本較高，需要采用波束聚合、大規(guī)模MIMO等作為關鍵技術支撐[1]。根據(jù)2018年全球移動設備供應商協(xié)會發(fā)布的報告可知，全球計劃或發(fā)布5G商用牌照的國家已經(jīng)有17個。按照5G通信傳輸標準，采用毫米波的頻率較寬，擁有連續(xù)頻譜，但繞射和衍射能力不足，所以需要利用大規(guī)模MIMO等技術提高天線增益，使網(wǎng)絡覆蓋面積得到擴大。在技術性能指標上，5G技術要求更高，靈活性更強，因此能夠給用戶帶來更強使用體驗，未來將取得較好發(fā)展。

2 5G移動通信網(wǎng)絡基于能效的資源管理途徑

2.1 5G移動通信網(wǎng)絡基于效能的功率控制技術的資源管理

無線通信網(wǎng)絡中的信號傳輸主要是通過無線電磁波在空間的傳播中完成，其中主要包括開環(huán)功率控制、閉環(huán)功率控制、外環(huán)功率控制、反向功率控制、前向功率控制等方面。開環(huán)功率控制主要是指通信一端對自身發(fā)射功率進行調(diào)整，在接收到信號功率較小時說明信號傳輸?shù)膹姸容^大，使得移動通信設備傳送至基站的信號強度較為理想，控制功率。閉環(huán)功率的控制主要是指通信一方向另一方發(fā)送調(diào)整發(fā)射功率的指令，這種控制功率的方式精度較高，但傳送過程中存在一定程度上的延時現(xiàn)象，使得功率調(diào)整隨之出現(xiàn)延時，無法根生網(wǎng)絡的變化。外環(huán)功率控制主要是一方根據(jù)接收機接收解調(diào)后的誤碼率，向另一端發(fā)送調(diào)整功率的指令，這一控制方式與閉環(huán)功率控制方式類似，但具有更為復雜的控制方式。反向功率控制主要是指通過開環(huán)功率的控制或閉環(huán)功率的控制對移動設備的上行發(fā)射功率進行調(diào)整的方式，能一定程度上增加系統(tǒng)容量，減少延時現(xiàn)象[2]。前向功率的控制主要是通過開環(huán)功率控制或閉環(huán)功率控制方式對基站的下行發(fā)射功率進行調(diào)整，相鄰基站的感染信號較強，產(chǎn)生嚴重的干擾現(xiàn)象，通過調(diào)整相鄰基站的發(fā)射功率對移動設備信號強度進行強化。在5G移動通信網(wǎng)絡未來的發(fā)展中需要采用的高密度重疊覆蓋異構(gòu)網(wǎng)絡構(gòu)架，對超千倍的移動數(shù)據(jù)流量及移動端連接數(shù)量進行增長，加大了基站的部署，加劇了能源的消耗問題，因此應在給予能效的基礎上實施相應的資源管理對策。

2.2 基于能效的接入控制技術的資源管理途徑

在移動通信網(wǎng)絡中資源管理技術屬于較為關鍵的技術之一，主要是通過使用合適的資源管理技術在不改變現(xiàn)存物理設備的前提下對網(wǎng)絡性能進行改變。網(wǎng)絡接入選擇的發(fā)生條件可以是新的用戶首次請求接入網(wǎng)絡，也可以是之前已經(jīng)接入網(wǎng)絡后由于性能降低或掉線等因素導致網(wǎng)絡切換，需要再一次請求新的網(wǎng)絡接入現(xiàn)象，旨在為統(tǒng)一個多模用戶選擇最合適的網(wǎng)絡接入，處理好網(wǎng)絡接入這一因素能在保證用戶Qos的基礎上對網(wǎng)絡整體的性能進行優(yōu)化及改善，提高網(wǎng)絡資源的利用率。但在網(wǎng)絡接入選擇技術的過程中應考慮較多的因素，分別為信息的搜集、信息的處理及選擇決策等環(huán)節(jié)。在進行接入選擇算法的判斷準則中網(wǎng)絡接入選擇算法又可以分成以下幾個類型，如傳統(tǒng)接入控制算法、基于用戶喜好的接入控制算法、基于代價函數(shù)的接入控制策略、基于模糊邏輯及神經(jīng)網(wǎng)絡的接入選擇策略及基于多種因素的綜合開銷函數(shù)接入選擇策略等類型。

2.3 信息通信端子數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

為了解決通信配線資源的管理過程中存在的兩個問題：（1）由于通信發(fā)展，資源數(shù)量增加，不能及時完成新增資源管理將導致信息不全；（2）由于作業(yè)開展，通信資源信息改變，不能準確完善資源變化管理將導致信息不準。研發(fā)信息通信端子數(shù)據(jù)庫動態(tài)管理系統(tǒng)，建立一套數(shù)據(jù)庫專用于存儲ODF光纖配線、DDF數(shù)字配線、IDF網(wǎng)絡配線等物理資源，針對性地開發(fā)功能模塊，如：資料錄入模塊、數(shù)據(jù)的安全與備份模塊，并且解決離線環(huán)境下資料如何儲存，備份，轉(zhuǎn)移等問題，同步建立錄入規(guī)則和整套系統(tǒng)的管理機制，全面提高數(shù)據(jù)錄入效率和數(shù)據(jù)分析能力[3]。

為了保證數(shù)據(jù)的安全性與保密性，此系統(tǒng)完全以離線環(huán)境下開展工作為前提條件，該系統(tǒng)可以安裝在員工的手機、平板電腦等智能終端之上，在節(jié)約成本投入的同時，不僅實現(xiàn)離線模式下移動端的數(shù)據(jù)日常管理，而且可以將離線模式下的數(shù)據(jù)由移動端導入PC端轉(zhuǎn)化與備份。考慮到目前班組配發(fā)的移動作業(yè)終端為Android系統(tǒng)，因此本次系統(tǒng)以Android為平臺開展設計，在AndroidStudio的基礎上嵌入Htm5+Css3表格框架，以Java語言為主開展平臺設計。數(shù)據(jù)在離線模式下編輯，就需要在系統(tǒng)所安裝的設備端建立本地離線虛擬服務器，但是在完成資源信息的錄入之后只能保存至離線操作設備，為了保證系統(tǒng)的易用性，僅需把帶有離線信息通信端子數(shù)據(jù)庫動態(tài)管理系統(tǒng)的移動終端與工作電腦進行連接，就能夠方便的完成資源的拷貝和導入，無需員工具有較高的計算機操作能力，且操作在短時間內(nèi)就可以完成。

3 結(jié)語

在5G移動通信網(wǎng)絡不斷發(fā)展的過程中能源效率將會是一個較為重要的指標，在管理過程中如何提高移動通信網(wǎng)絡的能效已經(jīng)成為5G移動通信網(wǎng)絡發(fā)展過程中較為重視的話題之一。資源的管理主要通過對網(wǎng)絡資源及終端平臺開展針對性管理才能達到網(wǎng)絡能效最大化的效果，提高5G移動通信網(wǎng)絡的發(fā)展水平，符合移動通信網(wǎng)絡的運用需求。