关于构建节能型5g移动网络的技术探讨

周波

【摘要】 为了适应移动数据的海量增长，5g移动网络应运而生。本文对5g移动网络进行了介绍，围绕构建节能型5g移动网络的信息中心网络技术、自组织网络技术、超密集异构网络技术、内容分发网络技术以及软件定义网络技术等八种技术展开探讨。

【关键词】 节能 5g移动网络 技术

前言：5g移动网络最早是由日本NTT公司在2001年提出的，它在我国的提出时间是2012年。5g移动网络是面向2020年信息社会服务的移动通信系统，它是一个没有限制的无线通信系统，因此，有人将5g移动网络称为真正的无线世界或者世界级无线网。

一、5g移动网络

1.1 5g移动网络的定义

作为新一代的移动通信网络，5g网络传输速度的最高理论值可以达到数十Gbit/s，比4g网络的传输速度要快数百倍。5g网络具有节能、安全可靠、成本低的特点，它主要被用来满足2020年以后的移动通信需求[1]。

1.2 5g移动网络在用户终端方面的需求

5g移动网络的服务对象主要是终端用户。2020年以后，5g移动网络要在病疫、自然灾害等发生之前提供准确的应急通信服务。在高速移动的实体中，如高铁等，5g移动网络要拥有很好的移动性支持，5g移动网络更加注重为用户提供更好的体验。目前能量的利用率越来越高，因此，5g移动网路应该支持更低的能量损耗，成为更加节能的移动通信网络。

1.3 5g移动网络的应用前景

预计在2020年，不同种类的物联网应用将会得到大范围普及。5g移动网络支持超清视频、虚拟现实等多种应用服务，这种移动交互式应用对通信延迟和无线接入宽带的要求很高。5g移动网络具有零延迟、高可靠性、耗能低的特点。

二、构建节能型5g移动网络的技术

1、信息中心网络。信息中心网络的信息包括多媒体通信、实时媒体流等。信息中心网络不再注重维护目标主机的可连通性，而是更多地注重信息的查找、分发以及传递。信息中心网络的网络通信模型以信息为中心，它忽略了IP的使用。可以将信息中心网络的信息传递过程看成是请求内容的匹配过程。传统IP网络的传输方式是“推”，而信息中心网络的传输方式则是“拉”。另外，信息的安全只与信息本身有关[2]。2、自组织网络。自组织网络技术解决的问题主要是网络维护阶段的自愈合和自优化以及网络部署阶段的自配置和自规划。网络维护阶段自优化的目的是减少工作量，以达到提升网络性能和网络质量的效果。网络维护阶段自优化的方法是通过eNB和UE进行测量，在网络管理方面进行参数的自优化；网络维护阶段的自愈合是指系统对故障的排除、对问题的定位以及自动检测，网络维护阶段的自愈合能够大大降低维护成本，避免对用户体验和网络质量造成影响；网络部署阶段的自配置是指增加网络节点配置，自配置具有容易安装、成本较低等优点；网络部署阶段自规划的目的是进行动态的网络规划和执行工作，自规划要同时满足优化结果、扩展系统容量等方面的需求[3]。3、超密集异构网络。增加低功率节点数量、减小小区半径是保证5g移动网络流量增长的核心技术，因此超密集异构网络技术是5g移动网络中的关键技术之一。未来网络部署的无线节点数量将是现在的10倍以上。部署密集的网络使节点与终端之间的距离变近，同时，部署密集的网络也扩展了系统的容量。超密集异构网络容易出现与现有移动通信系统不兼容的问题，因此，5g移动网络必须要解决干扰问题。在超密集异构网络中，部署的密集导致切换更加频繁，因此需要运用新的切换算法。4、内容分发网络。内容分发网络技术会对5g移动网络的用户访问和容量起到很好的支撑作用。内容分发网络技术会在传统的网络中增加新的层次，系统通过对各个节点负载情况、连接状态以及用户距离等有关信息的考虑，将相关内容分发到距离用户最近的代理服务器上，然后由代理服务器将内容发送给用户，以此来缓解网络的阻塞状况。这种快速为用户提供信息的服务正是内容分发网络技术的优势。5、软件定义网络/网络功能虚拟化。软件定义网络技术和网络功能虚拟化技术是5g移动网络的基础技术。软件定义网络的核心特点是具有可编程性、灵活性以及开放性。软件定义网络技术不会使网络运行速度变快，但它会通过基础设施的简化，降低运营成本，进而提高效率。6、软件定义无线网络。软件定义无线网络保留了软件定义网络的核心特点，从逻辑上实现了对网络的集中控制。目前，软件定义无线网络的工作主要集中在架构设计上，它的提出为无线网络领域带来了新的发展前景[4]。7、M2M通信技术。M2M通信技术对5g移动网络的意义非常重要，它主要是指机器对机器、移动网络对机器以及人对机器的通信。M2M中存在着许多小信息量数据包，这会造成网络的传输速率降低。8、情境感知技术。情境感知技术可以向用户及时、主动、智能地推送信息，它是一个信息系统，情境感知技术能够使5g移动网络在运营商策略框架和网络约束内响应相关需求。

结论：5g移动网络是对移动通信技术的革命性创新，它的节能性、成本低、安全可靠的特点更好地满足了人们的要求，为人们带来前所未有的完美体验。

参 考 文 献

[1]. 以用户体验为中心 构建创新融合的5G网络——中兴通讯面向5G移动通信技术白皮书[J]. 通信世界，2014，19：31.

[2]王新玲. 面向5G移动网络绿色通信关键技术研究[D].电子科技大学，2015.