基于云計算技術(shù)的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化路徑試析

刁宏偉 黃帥 郭興軍 侯建民

【摘要】? ? 隨著我國網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展，5G技術(shù)已成為我國各行各業(yè)發(fā)展中不可或缺的一部分。5G技術(shù)與傳統(tǒng)的4G技術(shù)具有明顯的差異，可以使用5G基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對數(shù)據(jù)計算技術(shù)的要求更為嚴(yán)格，因此為了進(jìn)一步促進(jìn)5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各行業(yè)中的創(chuàng)新和應(yīng)用，更需要借助云計算技術(shù)對5G移動通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而提高5G移動通信網(wǎng)絡(luò)。本文中主要基于云計算技術(shù)簡要地探討了5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化路線，文中旨在通過介紹云計算技術(shù)和5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本概念，進(jìn)而為5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在社會中的更好發(fā)展提供些許參考。

【關(guān)鍵詞】? ? 云計算技術(shù)? ? 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)? ? 關(guān)鍵技術(shù)? ? 優(yōu)化路徑

引言

相對于傳統(tǒng)的4G網(wǎng)絡(luò)通信，5G技術(shù)已經(jīng)從單一的通信技術(shù)發(fā)展成各種通信技術(shù)的總和，在5G的推動下，信息的傳播速率顯著提高，而數(shù)據(jù)的峰值傳輸速率甚至可以達(dá)到10Gb/s。5G移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)需要借助先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信號頻譜效率、云計算技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使5G移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)滿足當(dāng)前我國社會中應(yīng)用移動業(yè)務(wù)能量的需求，提高5G移動網(wǎng)絡(luò)通信在運(yùn)行中的可靠性。

在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中加持云計算技術(shù)，可以是5G移動通信網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用中更具有可靠性的優(yōu)勢特點(diǎn)，在提高用戶網(wǎng)絡(luò)速率的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大信息的吞吐量，滿足用戶在數(shù)據(jù)傳遞過程中的特殊業(yè)務(wù)需求。

一、基于云計算的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基本概述

1.1云計算技術(shù)的基本概述

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中所應(yīng)用的云計算技術(shù)，可以拆分為“云”和“計算”這兩個區(qū)域。“云”通常是指移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器中的各項(xiàng)軟件資源和硬件資源，如應(yīng)用軟件、設(shè)備服務(wù)器、 CPU設(shè)備等，“計算”通常是指計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用戶使用者根據(jù)自身需求，借助龐大的云計算設(shè)備對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。通過這一操作便可以降低本地計算機(jī)在數(shù)據(jù)計算過程中的運(yùn)行負(fù)荷，提高用戶在數(shù)據(jù)處理過程中的計算效率和計算質(zhì)量，滿足用戶在使用5G移動通信網(wǎng)絡(luò)過程中的滿意度。

1.2 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本概述

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)主要借鑒于當(dāng)下it系統(tǒng)服務(wù)化和微軟服務(wù)化架構(gòu)的基礎(chǔ)，通過云計算技術(shù)的運(yùn)行便可以幫助5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能間的解耦和整合，通過網(wǎng)絡(luò)解耦就可以使信息網(wǎng)絡(luò)中的多種功能實(shí)現(xiàn)可獨(dú)立化的擴(kuò)容和演進(jìn)，同時5G移動通信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)控制面下Nf技術(shù)之間還可以采用交互式的服務(wù)化接口這樣就可以使同一服務(wù)被多種NF接口調(diào)用，來進(jìn)一步的降低5G移動通信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)接口之間的耦合度，技術(shù)人員便可以根據(jù)整網(wǎng)技術(shù)中的具體功能，對不同業(yè)務(wù)場景和需求進(jìn)行專門化的定制。

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行中的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)主要分為以下兩種模型，其中分別是注冊管理模型和連接管理模型。注冊管理模型在使用的過程中主要用于反應(yīng)UE、AMF和移動管理功能間的注冊狀態(tài)，在運(yùn)行中通過AMf給U E進(jìn)行分配RM上下文，就可以使信號在3G pp和非3G pp之間擁有一個共用的臨時身份標(biāo)識，且該臨時身份標(biāo)識在全網(wǎng)范圍內(nèi)具有獨(dú)特的唯一性;連接管理模型主要是用于UE和AMF之間進(jìn)行N1接口的渠道，通過該接口進(jìn)行信號命令的連接就可以讓空閑狀態(tài)的AMf應(yīng)對非MO-唯一模式中的UE信號源發(fā)起尋呼，幫助執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行業(yè)務(wù)請求。

二、5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中的SON技術(shù)

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中所應(yīng)用的SON技術(shù)，是指傳統(tǒng)的自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。該技術(shù)在應(yīng)用過程中可以實(shí)現(xiàn)5G移動通信網(wǎng)絡(luò)信號的自動連接，并根據(jù)用戶對5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的使用需求，進(jìn)而對移動通信網(wǎng)絡(luò)信號進(jìn)行自動調(diào)整、自動修復(fù)，進(jìn)而提高用戶對5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的使用滿意度。通過采用SON技術(shù)便可以大幅度提高用戶在使用5G移動通信網(wǎng)絡(luò)過程中的運(yùn)行效率，減少網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中人力資源的消耗，促進(jìn)5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的自動化優(yōu)化進(jìn)程。

2.2 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中高精度同步傳送技術(shù)

目前5G技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，第三代5G合作伙伴計劃已經(jīng)明確提出，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的基本業(yè)務(wù)，不僅需要5G技術(shù)在傳輸過程中有很高的時延要求，而且需要5G實(shí)現(xiàn)超短幀，據(jù)相關(guān)調(diào)查研究表明，這一要求在國內(nèi)業(yè)界尚未形成具體的指標(biāo)，相關(guān)專家預(yù)測，應(yīng)保持在幾百納秒級。高精度同步傳送技術(shù)在移動通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用時，主要呈現(xiàn)以下三大特點(diǎn)：第一，高精度同步傳送技術(shù)可以在最大限度上提升設(shè)備在運(yùn)行過程中的靜態(tài)性的誤差，技術(shù)人員通過將單個1588v2的邊界時鐘設(shè)備靜態(tài)誤差調(diào)整到商業(yè)級別的應(yīng)用水平，就可以實(shí)現(xiàn)信息在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中高精度同步傳輸;第二，在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中所使用的G-metero技術(shù)可以對移動通信網(wǎng)絡(luò)鏈路中時間傳輸精度和鏈路經(jīng)過跳數(shù)進(jìn)行降低，這樣便可以提高信息在傳輸過程中的精準(zhǔn)性;第三，高精度同步傳送技術(shù)在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用時還可以將小型化的時間同步節(jié)點(diǎn)設(shè)備下調(diào)至5G基站位置，這樣就可以在一定范圍內(nèi)減少移動通信網(wǎng)絡(luò)中鏈路經(jīng)過節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息在傳輸過程中與時間同步精準(zhǔn)。

2.3 5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中端到端智能管控技術(shù)

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中所使用端到端的智能管控技術(shù)可以在4G技術(shù)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行大規(guī)模的連接，這樣就可以有效地提高信息數(shù)據(jù)在傳輸過程中的靈活性。在移動通信網(wǎng)絡(luò)中使用該技術(shù)，工程部門還需要考慮到中傳段與回傳段之間對IP+光異同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的需求，因此技術(shù)人員需要5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中的管理運(yùn)維進(jìn)行調(diào)整和改善。為了滿足移動通信網(wǎng)絡(luò)可以承擔(dān)5G環(huán)境下的信息傳輸，技術(shù)人員需要在移動通信網(wǎng)絡(luò)中引入sdn技術(shù)，通過該技術(shù)對端到端進(jìn)行智能化的調(diào)控，這樣便可以使5G技術(shù)具備全局掌管、跨網(wǎng)調(diào)控、自動交互等一系列功能。

三、基于云計算技術(shù)下的5G移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化路徑探究

3.1在5G移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中廣泛應(yīng)用云端技術(shù)

在5G移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中可以采用云端技術(shù)，該技術(shù)是云計算技術(shù)中的重要組成成分，但是與云計算技術(shù)卻有著明顯的區(qū)別。云端技術(shù)是指個別應(yīng)用終端的大型數(shù)據(jù)資源庫，通過該數(shù)據(jù)資源庫便可以對用戶終端數(shù)據(jù)進(jìn)行簡化，提高用戶個人移動通信網(wǎng)絡(luò)的管理效率。

同時云端技術(shù)在應(yīng)用中還可以構(gòu)建專屬于用戶的云端模型，借助該模型便可以對用戶在使用5G移動通信網(wǎng)絡(luò)過程中的資源和數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、參考、審核，從而提高云計算技術(shù)在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用效果，減少相關(guān)企業(yè)在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的成本投入。

3.2通過無線傳輸技術(shù)創(chuàng)新5G移動新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系

在5G移動新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系中可以借助無線傳輸技術(shù)對其進(jìn)行創(chuàng)新，無線傳輸技術(shù)與傳統(tǒng)的有線傳輸技術(shù)相比較，無線傳輸技術(shù)可以通過模擬出數(shù)字微波、微波等信號實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的靈活傳播。并且微波信號在傳播過程中不受地域、時間、空間的限制，微波信號只需要滿足5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行條件，便可以在原本5G通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建出新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系，進(jìn)而對5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

3.3移動通信網(wǎng)絡(luò)普及應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)

在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中所使用的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)主要是將三個物理網(wǎng)絡(luò)分割成多個虛擬化的邏輯網(wǎng)絡(luò)，然后將每一個虛擬網(wǎng)絡(luò)分別對應(yīng)不同的應(yīng)用場景。用戶在使用5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的過程，通信公司便可以根據(jù)用戶的需求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切片的隨機(jī)定制，通過在物理基礎(chǔ)設(shè)施上提供具有彈性能力和不同特性功能的定制化網(wǎng)絡(luò)，便可以滿足當(dāng)前市場中用戶的需求。

網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)主要可以分為公共部分和獨(dú)立部分，公共部分是5G移動通信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中可以共用的功能，該功能在應(yīng)用過程中一般可以進(jìn)行信息簽約、鑒定權(quán)責(zé)、策略研究等相關(guān)功能模塊;獨(dú)立部分主要是根據(jù)每個切片的定制化功能對會話管理、移動性管理進(jìn)行定制。為了幫助用戶在使用過程中選擇正確的網(wǎng)絡(luò)切片，通信公司通常會在3gpp協(xié)議中引入s-nssa標(biāo)識，通過該標(biāo)識便可以確定切片業(yè)務(wù)在進(jìn)行的過程中具體的特性和業(yè)務(wù)行為。用戶可以在切片業(yè)務(wù)類型的基礎(chǔ)上進(jìn)一步區(qū)分切片業(yè)務(wù)在進(jìn)行過程中的補(bǔ)充信息及可提供網(wǎng)絡(luò)切片的選擇信息。

在當(dāng)下不同的網(wǎng)絡(luò)中，技術(shù)人員可以通過實(shí)際的使用情況，為網(wǎng)絡(luò)資源配置相匹配的網(wǎng)絡(luò)的能力，這樣就可以提升用戶在體驗(yàn)過程中的滿足感，進(jìn)而降低網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用過程中的成本和復(fù)雜度。

3.4采用超低時延全光組網(wǎng)降低5G信號延時

在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中所應(yīng)用的超低時延全光組網(wǎng)技術(shù)和傳統(tǒng)4G網(wǎng)絡(luò)中低時延具有最明顯的區(qū)別便是，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中對低時延要求更加嚴(yán)厲，需要移動通信網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用的過程中可以滿足用戶所期望的低時延效果。因此在這種要求的前提下，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中所使用的全光傳送技術(shù)便成為該技術(shù)開發(fā)過程中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在全光傳送技術(shù)中，工程師通過采用G-metero就可以組建全光移動通信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，這樣在移動通信網(wǎng)絡(luò)的中傳段區(qū)域便可以應(yīng)用超低時延全光傳送網(wǎng)絡(luò)，通過該網(wǎng)絡(luò)就可以實(shí)現(xiàn)波峰復(fù)用的端口匯聚，在核心匯聚層通過該系統(tǒng)中的復(fù)用器便可以對光波進(jìn)行重構(gòu)，同時還可以對光層進(jìn)行調(diào)度，這樣就可以減少信息傳播過程中不必要的時延。

此外技術(shù)人員還可以在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中引入sdn技術(shù)對分組和光融合進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度控制，這樣就可以對光波的傳輸路徑進(jìn)行高效統(tǒng)一的配套計算，將移動通信網(wǎng)絡(luò)中信息的傳輸時延效果降到最低。

四、結(jié)束語

當(dāng)前移動通信網(wǎng)絡(luò)中隨著5G技術(shù)和云計算技術(shù)的普及應(yīng)用，移動通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化進(jìn)程和創(chuàng)新模式隨之大跨度發(fā)展，這也逐漸加深了社會中受眾用戶對5G技術(shù)和云計算技術(shù)的認(rèn)知。因此通過積極探索5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化路徑，便可以更好地促進(jìn)社會中移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新發(fā)展。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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[3]李韓軍，張宜軍，潘海捷，等.面向城市復(fù)雜環(huán)境的5G移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)研究[J].通信技術(shù)，2019，52（3）.

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[5]李韓軍，張宜軍，潘海捷，等.面向城市復(fù)雜環(huán)境的5G移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)研究[J].通信技術(shù)，2019.