5G网络移动性能优化研究

甘杰元

摘要：随着我国经济实力的快速提升，我国迎来了高速发展的全新时代，随着5G商用部署和技术演进，移动通信网络面临2G/3G/4G/5G多制式并存，网络结构日益复杂。而5G网络多组网方式、多终端类别的显著特征又进一步加剧了网络拓扑和边界场景的复杂度。如何保障用户的移动性感知成为影响网络口碑的关键一环。本文针对5G网络移动性能保障方案进行深入细致的研究，创新设计网间移动性策略，提升5G网络的用户感知及口碑。

关键词：5G网络;移动性能;优化

引言

目前，我国正处在经济发展的重要阶段，5G通信技术的发展与进步为我国的经济发展注入了新的生命力，在提升我国综合国力的同时，为我国人民的日常生产生活带来的巨大的便利。

1 5G技术简析

移动数据量爆发式增长给当今的移动通信网络带来了前所未有的难题，面对高能耗、稀少的频谱资源和有限性的网络容量等诸多困难。那么，新难题必将带来移动通信技术的又一新版本，即5G技术。5G是第五代移动通信技术，提高了数据传输的速率，传输速率的峰值在10 Gbit/s，约比4G的速率快100倍。

2 5G网络移动性能优化研究

2.1引入NFV等虚拟化技术，完善5G网络基础设施体系

在5G移动通信网络中，虚拟化系统可以对虚拟化基础设施平台进行有效管理。对于其中的虚拟化技术而言，强化对NFV的引入其很大程度上能够对于5G网络的主要安全潜力进一步强化，通过这种方式来实现网络安全策略能够有效呈现出可编排性。同时，不断发挥虚拟化系统自身的优势，旨在对业务负载进行有效隔离，进而对网络安全具有强化作用。但需要注意的是NFV技术也容易出现一些安全隐患，在引用过程中，需要针对5G网络设备进行采用多元的系统级防护措施，旨在阻止相关非法攻击，消除这种攻击造成的安全威胁。

2.2绿色移动通信技术发展

绿色5G的网络通信体系应当紧密结合智能化的网络资源分配处理技术，确保达到通用化的移动通信基础硬件功能，对于无线运行网络中的带宽功耗幅度进行严格的控制。目前现有的5G通信网络客观上需要较大的网络带宽以及海量的网络天线作为运行支撑，因此造成了通信体系的功耗比例幅度明显上升。因此合理优化5G网络组织构架的重要实践举措必须要得到全面重视。

2.3流量调度

相对于传统前传网络的点对点连接，基于包转发的前传网络可以提供多点对多点连接，同时前传网络对于数据传输的延时和丢包率有严格要求。在基于桥接技术的前传网络中，可将不同种类流量规划到不同虚拟局域网中或者相同VLAN的不同优先级中，来实现业务的差异化传输。通过引入TSN的抢占及帧复制来实现高优先级流量的时延和丢包控制。帧抢占是指在恢复可抢占帧的传输之前暂停可抢占帧的传输，允许传输一个或多个快速帧。高优先级实时流量可以打断正在传输的低优先级流量，而低优先级流量则分片，待实时流量传输完成后进行重组。帧复制是通过对发送终端系统和/或网络中的中继系统中的每个包进行序列的编号与复制，并消除目的终端系统和/或其他中继系统中的这些复制，达成在网络发生局部故障时仍实现数据传输的目标，从而降低了包的丢失率。

2.4强化网络切片安全

终端设备接入方面，应实现切片选择辅助信息隐私保护、切片认证授权、空口安全差异化机制、切片过载保护等安全配置。切片安全隔离方面，应做好切片间在网元、数据、网络访问、故障等层面的隔离控制，以防止切片之间相互影响及攻击行为。切片管理安全方面，切片管理系統在架构和功能等应实现保密性、完整性、可靠性等方面的安全要求，包括认证授权、日志审计、数据保护、分权分域等。安全管理与合规方面，切片功能所涉及的系统和设备应实现统一的通用的安全要求配置。

2.5全域故障定位

a）全域故障定位将系统中多种类型的数据进行采集，例如收集配置、告警、日志、性能KPI、系统资源、用户感知异常、投诉、历史运行等各类信息。b）统一的全域故障定位系统同时兼具预测模块、智能分析模块以及智能巡检模块：其中预测模块提供系统容量超限、资源不足、节假日峰值等的预测，系统提供丰富的预测模型;智能分析模块可以对网络故障进行分析，例如告警溯源分析、网络故障根因分析、关联分析;系统可以通过运维人员运行一键收集功能，获取系统设备实时运行状态，提升运维效率。c）基于AI进行智能故障诊断：系统通过采集数据并进行大数据分析和AI分析完成故障诊断和定位，实现运维智能化。d）全域故障定位可以融合无线、承载、核心网通信系统中的多种数据，采用分域及全域协同能力，进行告警压减、根因分析，并支持需要全域协同定位的情况，根据系统的告警、日志、资源等的协同分析，来精准定位故障的原因，实现网络智能化。

2.6 4G->5G连接态互操作

（1）4G锚点小区互操作策略如下：①对于NSA单模终端，只需按照B1事件添加NR小区、A2事件删除NR小区。②对于SA单模终端，考虑4G向5G迁移属于低优先级到高优先级的迁移。在SA覆盖区域，应周期性触发B1测量，加快SA单模终端返回5G网络。③对于NSA&SA双模终端：在SA覆盖较好区域，无论终端是否处于双连接状态，终端均应优先实现向SA迁移;在SA弱覆盖区域或覆盖边缘，终端通过周期性的B1测量触发NSA添腿流程。（2）4G非锚点小区互操作策略如下：①对于NSA单模终端，优先迁移至4G锚点载波上进行业务。②对于SA单模终端，优先迁移至SA载波进行业务。③对于NSA&SA双模终端，按照以下优先级进行数据业务的迁移：5G SA载波>4G锚点载波>4G当前载波。同时，在非锚点小区配置向锚点的定向切换相对于SA的B1测量延时启动定时器，以实现优先SA切换。

结语

5G网络是实现万物互联与各行各业深度融合的基础，5G安全则是使各行业安全运行5G网络的关键。

参考文献：

[1]李一，刘光海，许国平，等.5G网络NSA与SA模式互操作策略研究[J].邮电设计技术，2020.

[2]刘光海，肖天，许国平.5G NSA无线网性能验收指标及优化方法研究[J].邮电设计技术，2020.

[3]李一，许国平，刘光海，等.5G NSA网络评价指标体系研究[J].邮电设计技术，2020.