淺析5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基于能效的資源管理

李平 何海浪

摘 要： 隨著網(wǎng)絡(luò)信息的發(fā)展及物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，現(xiàn)階段的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)設(shè)備接入的密度及移動(dòng)數(shù)據(jù)流量提出了更高的要求，5G移動(dòng)通信網(wǎng)路的發(fā)展趨勢越來越強(qiáng)勁，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)采用較高密度的異構(gòu)蜂窩網(wǎng)路架構(gòu)滿足日益增長的用戶接入密度及數(shù)據(jù)需求。但在實(shí)際的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及發(fā)展過程中消耗了較多的能耗，具有一定的挑戰(zhàn)及威脅，因此實(shí)施有效的資源管理尤為有效。為了分析5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基于能效的資源管理途徑，筆者針對(duì)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行能效資源管理的必要性及意義進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞： 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò);能效;資源管理

在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的過程中能源效率將會(huì)是一個(gè)較為重要的指標(biāo)，在管理過程中如何提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的能效已經(jīng)成為5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中較為重視的話題之一。資源的管理主要通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源及終端平臺(tái)開展針對(duì)性管理才能達(dá)到網(wǎng)絡(luò)能效最大化的效果，提高5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展水平，符合移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用需求。本文首先針對(duì)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行能效資源管理的必要性及意義進(jìn)行了探究，繼而提出了相應(yīng)的資源管理措施。

1 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行能效資源管理的必要性及意義

現(xiàn)階段移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的能量消耗情況較為嚴(yán)重，相關(guān)報(bào)道顯示，在全世界總能耗中移動(dòng)通信行業(yè)的能耗高達(dá)3%以上，相對(duì)于其它行業(yè)來說遠(yuǎn)遠(yuǎn)更高，若不及時(shí)采用有效的控制措施將會(huì)導(dǎo)致能耗增多、運(yùn)營費(fèi)用支出增多等現(xiàn)象的出現(xiàn)。[1]在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中開展基于效能的資源管理尤為重要，能將移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的能耗控制在可控范圍內(nèi)，提升網(wǎng)絡(luò)能效，為5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，維護(hù)社會(huì)的穩(wěn)定及可持續(xù)發(fā)展，符合建設(shè)和諧低碳及健康環(huán)保社會(huì)的口號(hào)。再加上現(xiàn)階段移動(dòng)數(shù)據(jù)流量及移動(dòng)端連接數(shù)量的加大，在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展趨勢中，需要應(yīng)用到高密度重疊覆蓋的易購網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這種需求產(chǎn)生了對(duì)基站部署的更大需求，一些較小基站的部署更具有隨意性，給網(wǎng)絡(luò)能效帶來了較為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)及威脅，因此在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施基于能效的資源管理措施尤為重要。

2 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基于能效的資源管理途徑

2.1 基于能效的接入控制技術(shù)的資源管理途徑

在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中資源管理技術(shù)屬于較為關(guān)鍵的技術(shù)之一，主要是通過使用合適的資源管理技術(shù)在不改變現(xiàn)存物理設(shè)備的前提下對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行改變。網(wǎng)絡(luò)接入選擇的發(fā)生條件可以是新的用戶首次請(qǐng)求接入網(wǎng)絡(luò)，也可以是之前已經(jīng)接入網(wǎng)絡(luò)后由于性能降低或掉線等因素導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)切換，需要再一次請(qǐng)求新的網(wǎng)絡(luò)接入現(xiàn)象，旨在為統(tǒng)一個(gè)多模用戶選擇最合適的網(wǎng)絡(luò)接入，處理好網(wǎng)絡(luò)接入這一因素能在保證用戶Qos的基礎(chǔ)上對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體的性能進(jìn)行優(yōu)化及改善，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。但在網(wǎng)絡(luò)接入選擇技術(shù)的過程中應(yīng)考慮較多的因素，分別為信息的搜集、信息的處理及選擇決策等環(huán)節(jié)。[2]在進(jìn)行接入選擇算法的判斷準(zhǔn)則中網(wǎng)絡(luò)接入選擇算法又可以分成以下幾個(gè)類型，如傳統(tǒng)接入控制算法、基于用戶喜好的接入控制算法、基于代價(jià)函數(shù)的接入控制策略、基于模糊邏輯及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的接入選擇策略及基于多種因素的綜合開銷函數(shù)接入選擇策略等類型。在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理過程中應(yīng)根據(jù)用戶的體驗(yàn)及需求選擇最適合的網(wǎng)絡(luò)、接入性能最有的網(wǎng)絡(luò)，提高資源的利用率。

2.2 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基于效能的功率控制技術(shù)的資源管理

無線通信網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)傳輸主要是通過無線電磁波在空間的傳播中完成，其中主要包括開環(huán)功率控制、閉環(huán)功率控制、外環(huán)功率控制、反向功率控制、前向功率控制等方面。開環(huán)功率控制主要是指通信一端對(duì)自身發(fā)射功率進(jìn)行調(diào)整，在接收到信號(hào)功率較小時(shí)說明信號(hào)傳輸?shù)膹?qiáng)度較大，使得移動(dòng)通信設(shè)備傳送至基站的信號(hào)強(qiáng)度較為理想，控制功率。閉環(huán)功率的控制主要是指通信一方向另一方發(fā)送調(diào)整發(fā)射功率的指令，這種控制功率的方式精度較高，但傳送過程中存在一定程度上的延時(shí)現(xiàn)象，使得功率調(diào)整隨之出現(xiàn)延時(shí)，無法根生網(wǎng)絡(luò)的變化。[3]外環(huán)功率控制主要是一方根據(jù)接收機(jī)接收解調(diào)后的誤碼率，向另一端發(fā)送調(diào)整功率的指令，這一控制方式與閉環(huán)功率控制方式類似，但具有更為復(fù)雜的控制方式。反向功率控制主要是指通過開環(huán)功率的控制或閉環(huán)功率的控制對(duì)移動(dòng)設(shè)備的上行發(fā)射功率進(jìn)行調(diào)整的方式，能一定程度上增加系統(tǒng)容量，減少延時(shí)現(xiàn)象。前向功率的控制主要是通過開環(huán)功率控制或閉環(huán)功率控制方式對(duì)基站的下行發(fā)射功率進(jìn)行調(diào)整，相鄰基站的感染信號(hào)較強(qiáng)，產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾現(xiàn)象，通過調(diào)整相鄰基站的發(fā)射功率對(duì)移動(dòng)設(shè)備信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)化。在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展中需要采用的高密度重疊覆蓋異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，對(duì)超千倍的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量及移動(dòng)端連接數(shù)量進(jìn)行增長，[4]加大了基站的部署，加劇了能源的消耗問題，因此應(yīng)在給予能效的基礎(chǔ)上實(shí)施相應(yīng)的資源管理對(duì)策，能效優(yōu)先的功率控制技術(shù)對(duì)于提高網(wǎng)絡(luò)能效具有較為積極的意義。

3 結(jié)語

5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在管理及未來的發(fā)展過程中應(yīng)基于能效開展多種技術(shù)及途徑的資源管理措施，在發(fā)展5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上最大程度上減少能耗的消耗，促進(jìn)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)、綠色健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁秀云.淺析5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)[J].通訊世界，2017，14（14）：20-21.

[2]吳詩雨，孟慶民，仲姝.5G物聯(lián)網(wǎng)中K-means算法輔助的小區(qū)休眠機(jī)制[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2017，27（7）：200-204.

[3]路遙，許碧洲，孫道禹.淺析面向未來5G移動(dòng)通信核心網(wǎng)絡(luò)參數(shù)及發(fā)展趨勢[J].通訊世界，2017，26（18）：52-53.

[4]姚廣.5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢與若干關(guān)鍵技術(shù)分析[J].信息系統(tǒng)工程，2017，32（2）：57-57.