張 鳳

（山東省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

0 引 言

5G通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過以往數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群途嚯x，主要是依托28 GHz超高頻段形成1 Gb/s的傳輸速度，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠(yuǎn)已經(jīng)達(dá)到了2 km[1]。大量數(shù)據(jù)的計(jì)算和存儲都離不開云計(jì)算的支撐，且建立起數(shù)據(jù)云中心，人們基本可以完成所有處理作業(yè)，大大節(jié)省資源。但是基于云計(jì)算技術(shù)的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)帶來萬物互聯(lián)的新要求，以往依托云計(jì)算的數(shù)據(jù)處理模式有較高的延時與損耗，無法滿足處理海量數(shù)據(jù)和大量設(shè)備操作等需求，急切需要通過新型通信網(wǎng)絡(luò)解決好云計(jì)算問題。

1 5G移動通信關(guān)鍵技術(shù)

1.1 多天線傳輸技術(shù)

為了能夠有效提高通信網(wǎng)絡(luò)頻譜使用的效率，減少資源的浪費(fèi)，控制成本支出，5G移動通信中引入了多天線傳輸技術(shù)，以此來強(qiáng)化頻譜使用的效率和質(zhì)量。在多天線傳輸技術(shù)中，可采用LSAL技術(shù)構(gòu)建矩陣結(jié)構(gòu)，有效預(yù)防外界環(huán)境對頻譜傳輸?shù)挠绊懀疫€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(shù)

以往，多數(shù)頻譜常常被2G、3G以及4G網(wǎng)絡(luò)所占用，造成無法重復(fù)利用大部分低頻段資源[2]。對于這一情況，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)為了能夠保證頻譜使用效能，強(qiáng)化傳輸使用能力，降低使用率和開發(fā)成本，積極采取高頻傳輸技術(shù)。這一技術(shù)可有效優(yōu)化信道編碼與調(diào)制，確保高頻信道始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，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(qiáng)化抗感染的能力，為廣大用戶提供優(yōu)質(zhì)體驗(yàn)感。

1.3 密集網(wǎng)技術(shù)

目前，城市化擴(kuò)張步伐加快，一個小區(qū)人口密度持續(xù)增長。對于這一情況，為了能夠迎合用戶穩(wěn)定的通信所需，需全面覆蓋5G移動通信網(wǎng)絡(luò)，為不同人群提供個性化通信服務(wù)。對此，可引入密集網(wǎng)技術(shù)，積極消除自點(diǎn)，有效控制通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)容量，強(qiáng)化5G移動通信抗干擾的水平，保證信號的穩(wěn)定。

1.4 云計(jì)算技術(shù)

對于5G移動通信而言，云計(jì)算技術(shù)具有強(qiáng)化區(qū)域信息處理與儲存等技能，基于中央控制機(jī)運(yùn)行所需，迅速讀取、有效保存及交互處理相關(guān)數(shù)據(jù)，以此來確保移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在運(yùn)行時，云計(jì)算在一系列指令的引導(dǎo)下，終端用戶同中央服務(wù)器取得聯(lián)系，進(jìn)而可迅速獲取通信服務(wù)。不同于其他技術(shù)，云計(jì)算技術(shù)并不是保存在服務(wù)器中，而且以IP地址為切入點(diǎn)，點(diǎn)對點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)。在5G移動通信中運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)，可為用戶提供更優(yōu)質(zhì)且更全面的服務(wù)，將通信數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N預(yù)案，并基于用戶使用習(xí)慣全面優(yōu)化5G移動通信服務(wù)，提高服務(wù)質(zhì)量。

1.5 同時同頻雙全工技術(shù)

對于通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行而言，環(huán)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(shù)，確保通信網(wǎng)絡(luò)在頻信號接收時也能夠消除對信號發(fā)射機(jī)的干擾信號，提高頻譜運(yùn)行的效率，具體系統(tǒng)模型見圖1。同時，這一模式還能夠有效控制運(yùn)營成本，減少支出，深受電信運(yùn)營商及用戶的喜愛。

圖1 同時同頻雙全工系統(tǒng)模型

2 優(yōu)化移動通信5G網(wǎng)絡(luò)的具體思路

2.1 建立網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標(biāo)體系

本文基于“端到端”的形式和“扁平化”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，借助云計(jì)算完成移動通信5G TD—LTE網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標(biāo)體系的構(gòu)建[3]。

2.2 融入關(guān)鍵性指標(biāo)

通過整合分析關(guān)鍵性能指標(biāo)，如TD—LTE網(wǎng)絡(luò)阻塞率、用戶網(wǎng)絡(luò)滿意度以及移動通信5G網(wǎng)絡(luò)吞吐量等，將其中的重要參數(shù)提煉出來，進(jìn)而為云計(jì)算下優(yōu)化5G網(wǎng)絡(luò)提供幫助。上述關(guān)鍵性指標(biāo)與5G網(wǎng)絡(luò)工程參數(shù)聯(lián)系緊密，如無線使用方式和基站工程參數(shù)等，又與移動通信5G網(wǎng)絡(luò)管理及調(diào)配無線資源有著千絲萬縷的聯(lián)系。

2.3 無線網(wǎng)絡(luò)管理

管理無線網(wǎng)絡(luò)時依托OFDM技術(shù)（見圖2），合理優(yōu)化算法、分配過程系統(tǒng)寬帶、幀結(jié)構(gòu)、及調(diào)配方式等[4]。在以上關(guān)鍵性能指標(biāo)基礎(chǔ)上，借助LTE系統(tǒng)，能夠保證移動5G網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)參數(shù)選擇的合理性，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置。

圖2 OFDM系統(tǒng)框圖

2.4 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)時，需要有效識別高層關(guān)鍵指標(biāo)與底層網(wǎng)絡(luò)參數(shù)間的關(guān)聯(lián)度和影響因子等，找出影響因子與關(guān)鍵指標(biāo)存在的聯(lián)系，只有這樣才能準(zhǔn)確且全面地掌握5G網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)問題，使優(yōu)化過程具有針對性。

3 云計(jì)算背景下移動通信5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化架構(gòu)

3.1 人機(jī)交互層

此層的作用是便利基于云計(jì)算的移動5G網(wǎng)絡(luò)軟件界面操作使用與人機(jī)交層操作網(wǎng)優(yōu)平臺，通過運(yùn)用Hadoop分布式并行計(jì)算框架和企業(yè)OpenStack私有云能夠處理海量大數(shù)據(jù)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的過程中，可調(diào)用API管理接口等，以保證實(shí)現(xiàn)集群中應(yīng)用程序節(jié)點(diǎn)與Hadoop節(jié)點(diǎn)的可伸縮性。在較大負(fù)荷時，要適當(dāng)減少相應(yīng)動態(tài)節(jié)點(diǎn)，反之則可進(jìn)行適當(dāng)增加。此種架構(gòu)有助于節(jié)約成本，相較于傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，能夠更好保障系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行性能。

3.2 網(wǎng)優(yōu)業(yè)務(wù)邏輯層

根據(jù)不同的5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析維度，提煉出網(wǎng)絡(luò)配置的可行優(yōu)化建議，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化方法及預(yù)測分析報(bào)告的自動生成，是這一層具有的主要功能[5]。

3.3 數(shù)據(jù)處理層

通過應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，能夠通過在線和離線等方式，于Hadoop分布式集群內(nèi)完成大量數(shù)據(jù)的處理分析，如統(tǒng)計(jì)、測量及地理圖信息等數(shù)據(jù)。

3.4 數(shù)據(jù)存儲層

要想更多體現(xiàn)各類型數(shù)據(jù)庫的技術(shù)優(yōu)勢，就離不開此層的作用發(fā)揮，在各個數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲相應(yīng)類型的數(shù)據(jù)。如地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）可存儲Geodatabase和SuperMap等地理圖層信息，作為一種數(shù)據(jù)模型能承載地理信息[6]。

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

4.1 廣泛應(yīng)用云端技術(shù)

對于5G移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化而言，積極采用云端技術(shù)。這一技術(shù)是云計(jì)算技術(shù)的關(guān)鍵性成分，然而同云計(jì)算技術(shù)的差異較大。云端技術(shù)采用一些終端大型數(shù)據(jù)資源庫，簡化了用戶終端大規(guī)模的數(shù)據(jù)，提高管理效率。同時，運(yùn)用云端技術(shù)還能夠構(gòu)建專屬用戶云端模型，如實(shí)記錄、參考并審核用戶在5G移動網(wǎng)絡(luò)中的各種資源與數(shù)據(jù)，進(jìn)而優(yōu)化云計(jì)算技術(shù)的運(yùn)用效果，降低成本投入。

4.2 創(chuàng)新5G移動新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系

構(gòu)建5G移動新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系時，可引入無線傳輸技術(shù)進(jìn)行積極創(chuàng)新[7]。相比于傳統(tǒng)有線傳輸技術(shù)，無線傳輸技術(shù)可對數(shù)字微波等信號進(jìn)行準(zhǔn)確模擬，進(jìn)而靈活傳播數(shù)據(jù)。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(wǎng)絡(luò)運(yùn)行相關(guān)規(guī)定便能夠以傳統(tǒng)5G通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為基礎(chǔ)，積極構(gòu)建新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系，進(jìn)一步優(yōu)化5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)[8]。

4.3 普及應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)

對于5G移動通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建而言，引入網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，則是將3個物理網(wǎng)絡(luò)分割成多個虛擬化邏輯網(wǎng)絡(luò)，且將每一個虛擬網(wǎng)絡(luò)分別對應(yīng)不同運(yùn)用場景。在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)使用時，通信企業(yè)可基于用戶所需，隨機(jī)定制網(wǎng)絡(luò)切片，經(jīng)過在物理基礎(chǔ)設(shè)施上構(gòu)建具有較強(qiáng)彈性能力、多樣化特性功能的定制化網(wǎng)絡(luò)，積極迎合現(xiàn)代用戶所需。對于網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)而言，主要包括了公共與獨(dú)立兩部分[9]。其中，公共部分則是5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中能夠共同使用的功能，這些功能在運(yùn)用時會出現(xiàn)信息簽約、鑒定權(quán)責(zé)以及策略研究等相關(guān)功能模塊。獨(dú)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(wǎng)

相比于傳統(tǒng)4G網(wǎng)絡(luò)中的低時延，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中采用超低時延全光組網(wǎng)技術(shù)更具優(yōu)勢。5G移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的關(guān)鍵在于采用全光傳送技術(shù)，在這一技術(shù)中，工程師采用G—metero便可迅速構(gòu)建全光移動通信網(wǎng)絡(luò)，如此在中傳段區(qū)域中便可采用超低時延全光傳送網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過這一網(wǎng)絡(luò)可促使波峰復(fù)用的端口匯聚。在核心匯聚層通過該系統(tǒng)中的復(fù)用器便可以重構(gòu)光波，并可調(diào)度光層，有效降低信息傳播過程中出現(xiàn)不必要的時延情況。另外，在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中引入SDN技術(shù)，可高效統(tǒng)一配套計(jì)算光波的傳輸路徑，有效降低傳輸時延[10]。

5 結(jié) 論

在當(dāng)前時代下，為了給用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，進(jìn)一步完善移動通信5G網(wǎng)絡(luò)計(jì)算架構(gòu)，就需要充分了解云計(jì)算的價(jià)值。在優(yōu)化移動通信5G網(wǎng)絡(luò)時，相關(guān)人員的具體優(yōu)化可依托Hadoop分布式的方式進(jìn)行，基于云計(jì)算技術(shù)深度挖掘和提煉網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的相關(guān)數(shù)據(jù)特征，從而有效提升網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的效率和效果使網(wǎng)絡(luò)相關(guān)數(shù)據(jù)更具價(jià)值。同時，在著手移動通信5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化時，相關(guān)單位也不能忽視持續(xù)增強(qiáng)自身服務(wù)水平，不斷優(yōu)化當(dāng)前的運(yùn)行管理措施。