基于云計算技術的5G移動通信網絡優化路徑探究

張 鳳

（山東省郵電規劃設計院有限公司，山東 濟南 250000）

0 引 言

5G通信技術能夠實現遠遠超過以往數據傳輸的速度和距離，主要是依托28 GHz超高頻段形成1 Gb/s的傳輸速度，數據傳輸距離最遠已經達到了2 km[1]。大量數據的計算和存儲都離不開云計算的支撐，且建立起數據云中心，人們基本可以完成所有處理作業，大大節省資源。但是基于云計算技術的5G移動通信網絡帶來萬物互聯的新要求，以往依托云計算的數據處理模式有較高的延時與損耗，無法滿足處理海量數據和大量設備操作等需求，急切需要通過新型通信網絡解決好云計算問題。

1 5G移動通信關鍵技術

1.1 多天線傳輸技術

為了能夠有效提高通信網絡頻譜使用的效率，減少資源的浪費，控制成本支出，5G移動通信中引入了多天線傳輸技術，以此來強化頻譜使用的效率和質量。在多天線傳輸技術中，可采用LSAL技術構建矩陣結構，有效預防外界環境對頻譜傳輸的影響，而且還能夠盡力地保障邊緣用戶的受益，以此來獲取用戶的信任。

1.2 高頻傳輸技術

以往，多數頻譜常常被2G、3G以及4G網絡所占用，造成無法重復利用大部分低頻段資源[2]。對于這一情況，5G移動通信網絡為了能夠保證頻譜使用效能，強化傳輸使用能力，降低使用率和開發成本，積極采取高頻傳輸技術。這一技術可有效優化信道編碼與調制，確保高頻信道始終處于穩定狀態，積極迎合體量巨大用戶群通信所需，而且可避免噪音影響，強化抗感染的能力，為廣大用戶提供優質體驗感。

1.3 密集網技術

目前，城市化擴張步伐加快，一個小區人口密度持續增長。對于這一情況，為了能夠迎合用戶穩定的通信所需，需全面覆蓋5G移動通信網絡，為不同人群提供個性化通信服務。對此，可引入密集網技術，積極消除自點，有效控制通信網絡技術容量，強化5G移動通信抗干擾的水平，保證信號的穩定。

1.4 云計算技術

對于5G移動通信而言，云計算技術具有強化區域信息處理與儲存等技能，基于中央控制機運行所需，迅速讀取、有效保存及交互處理相關數據，以此來確保移動網絡運行的穩定性。在運行時，云計算在一系列指令的引導下，終端用戶同中央服務器取得聯系，進而可迅速獲取通信服務。不同于其他技術，云計算技術并不是保存在服務器中，而且以IP地址為切入點，點對點獲取數據。在5G移動通信中運用云計算技術，可為用戶提供更優質且更全面的服務，將通信數據轉變為一種預案，并基于用戶使用習慣全面優化5G移動通信服務，提高服務質量。

1.5 同時同頻雙全工技術

對于通信網絡運行而言，環境因素對傳輸活動的影響較為明顯。在5G移動通信中引入了同時同工同頻雙全技術，確保通信網絡在頻信號接收時也能夠消除對信號發射機的干擾信號，提高頻譜運行的效率，具體系統模型見圖1。同時，這一模式還能夠有效控制運營成本，減少支出，深受電信運營商及用戶的喜愛。

圖1 同時同頻雙全工系統模型

2 優化移動通信5G網絡的具體思路

2.1 建立網絡關鍵性能指標體系

本文基于“端到端”的形式和“扁平化”網絡架構，借助云計算完成移動通信5G TD—LTE網絡關鍵性能指標體系的構建[3]。

2.2 融入關鍵性指標

通過整合分析關鍵性能指標，如TD—LTE網絡阻塞率、用戶網絡滿意度以及移動通信5G網絡吞吐量等，將其中的重要參數提煉出來，進而為云計算下優化5G網絡提供幫助。上述關鍵性指標與5G網絡工程參數聯系緊密，如無線使用方式和基站工程參數等，又與移動通信5G網絡管理及調配無線資源有著千絲萬縷的聯系。

2.3 無線網絡管理

管理無線網絡時依托OFDM技術（見圖2），合理優化算法、分配過程系統寬帶、幀結構、及調配方式等[4]。在以上關鍵性能指標基礎上，借助LTE系統，能夠保證移動5G網絡組網參數選擇的合理性，并進行網絡配置。

圖2 OFDM系統框圖

2.4 網絡優化

在優化網絡時，需要有效識別高層關鍵指標與底層網絡參數間的關聯度和影響因子等，找出影響因子與關鍵指標存在的聯系，只有這樣才能準確且全面地掌握5G網絡的相關問題，使優化過程具有針對性。

3 云計算背景下移動通信5G網絡優化架構

3.1 人機交互層

此層的作用是便利基于云計算的移動5G網絡軟件界面操作使用與人機交層操作網優平臺，通過運用Hadoop分布式并行計算框架和企業OpenStack私有云能夠處理海量大數據。在進行數據處理的過程中，可調用API管理接口等，以保證實現集群中應用程序節點與Hadoop節點的可伸縮性。在較大負荷時，要適當減少相應動態節點，反之則可進行適當增加。此種架構有助于節約成本，相較于傳統關系數據庫，能夠更好保障系統網絡的運行性能。

3.2 網優業務邏輯層

根據不同的5G網絡優化分析維度，提煉出網絡配置的可行優化建議，實現網絡性能優化方法及預測分析報告的自動生成，是這一層具有的主要功能[5]。

3.3 數據處理層

通過應用數據挖掘技術，能夠通過在線和離線等方式，于Hadoop分布式集群內完成大量數據的處理分析，如統計、測量及地理圖信息等數據。

3.4 數據存儲層

要想更多體現各類型數據庫的技術優勢，就離不開此層的作用發揮，在各個數據庫內存儲相應類型的數據。如地理信息系統（Geographic Information System，GIS）可存儲Geodatabase和SuperMap等地理圖層信息，作為一種數據模型能承載地理信息[6]。

4 基于云計算技術下的5G移動網絡優化路徑探究

4.1 廣泛應用云端技術

對于5G移動網絡優化而言，積極采用云端技術。這一技術是云計算技術的關鍵性成分，然而同云計算技術的差異較大。云端技術采用一些終端大型數據資源庫，簡化了用戶終端大規模的數據，提高管理效率。同時，運用云端技術還能夠構建專屬用戶云端模型，如實記錄、參考并審核用戶在5G移動網絡中的各種資源與數據，進而優化云計算技術的運用效果，降低成本投入。

4.2 創新5G移動新型網絡架構體系

構建5G移動新型網絡架構體系時，可引入無線傳輸技術進行積極創新[7]。相比于傳統有線傳輸技術，無線傳輸技術可對數字微波等信號進行準確模擬，進而靈活傳播數據。同時，在傳輸過程中，地域、時間以及空間對微波信號的影響不明顯，這一信號只需滿足5G移動通信網絡運行相關規定便能夠以傳統5G通信網絡架構為基礎，積極構建新型網絡架構體系，進一步優化5G網絡通信技術[8]。

4.3 普及應用網絡切片技術

對于5G移動通信網絡構建而言，引入網絡切片技術，則是將3個物理網絡分割成多個虛擬化邏輯網絡，且將每一個虛擬網絡分別對應不同運用場景。在5G移動通信網絡使用時，通信企業可基于用戶所需，隨機定制網絡切片，經過在物理基礎設施上構建具有較強彈性能力、多樣化特性功能的定制化網絡，積極迎合現代用戶所需。對于網絡切片技術而言，主要包括了公共與獨立兩部分[9]。其中，公共部分則是5G移動通信網絡中能夠共同使用的功能，這些功能在運用時會出現信息簽約、鑒定權責以及策略研究等相關功能模塊。獨立部分則是基于每一個切片的定制化功能定制會話管理和移動性管理等。

4.4 采用超低時延全光組網

相比于傳統4G網絡中的低時延，5G移動通信網絡中采用超低時延全光組網技術更具優勢。5G移動通信網絡優化的關鍵在于采用全光傳送技術，在這一技術中，工程師采用G—metero便可迅速構建全光移動通信網絡，如此在中傳段區域中便可采用超低時延全光傳送網絡，經過這一網絡可促使波峰復用的端口匯聚。在核心匯聚層通過該系統中的復用器便可以重構光波，并可調度光層，有效降低信息傳播過程中出現不必要的時延情況。另外，在5G移動通信網絡中引入SDN技術，可高效統一配套計算光波的傳輸路徑，有效降低傳輸時延[10]。

5 結 論

在當前時代下，為了給用戶提供更為優質的服務，進一步完善移動通信5G網絡計算架構，就需要充分了解云計算的價值。在優化移動通信5G網絡時，相關人員的具體優化可依托Hadoop分布式的方式進行，基于云計算技術深度挖掘和提煉網絡運行中的相關數據特征，從而有效提升網絡優化的效率和效果使網絡相關數據更具價值。同時，在著手移動通信5G網絡的優化時，相關單位也不能忽視持續增強自身服務水平，不斷優化當前的運行管理措施。