在信息技术不断发展的过程中,无线通信技术水平迅速提升,满足了人们的通信需求。相比于4G网络,5G网络的速率更快、频率更高。优化无线通信资源分配有利于提升通信质量,因此研究面向5G网络下的无线通信资源分配技术具有重要意义。
1.5G网络概述
5G网络即第五代移动通信技术,是最新一代蜂窝移动通信技术,是2G、3G、4G网络的延伸,具有延迟低、能耗低、成本低等多重优势,是通信业与学术界的关注热点【1】。5G网络应用了多种技术,例如超密集异构网络、自组织网络、内容分发网络、D2D通信、M2M通信、信息中心网络。5G网络的峰值速率较高,空中接口时延水平较高、网络容量较大、频谱效率较高、覆盖面广阔、流量密度与连接密度大、系统协同化与智能化水平较高。
相比于4G网络,5G网络的业务场景、网络架构等各个方面都发生了一定的改变。(1)业务场景。5G业务场景主要包括三个方面,分别是uRLLC、eMBB以及mMTC,其中uRLLC指的是超可靠低时延通信、eMBB即增强型移动宽带、mMTC即大规模机器通信【2】。不同业务场景对承载网的需求不同,即对承载网的宽带、可靠性以及时延需求不同。所以,不同的业务场景可以促进无线网、承载网以及核心网的网络架构的改变。(2)网络架构。相比于4G网络技术,5G网络技术的核心网络架构(如图一所示)出现了改变,其具体改变主要体现在核心网云化、应用网关下移等方面。同时,为了有效分离基站功能,对相关设备进行了弹性部署,而5G核心网络架构也将基站功能分为了三个模块,分别是CU、DU以及AAU。
图一:5G网络架构
2.面向5G网络的无线通信资源分配技术概述
从5G网络通信技术的发展来看,之后5G网络的应用场景会越来越多,例如可以将5G应用在大规模机械通信场景当中或移动宽带场景当中。不同的业务场景对可靠性、安全性以及移动性的要求不同,需重点关注。当前应用的无线通信资源分配方式无法有效满足不同业务场景的需求。同时,以当前的技术水平来看也无法在不同的业务场景当中构建相匹配的无线通信资源分配方式。因为构建分配方式会增加成本,而网络运营商并不愿意承担这项成本。为此,需要进行5G网络无线通信资源分配的研究工作,提高分配效率。总而言之,应用5G网络无线通信资源分配技术有利于促进通信事业的发展。
3.5G无线网络通信的关键技术
5G网络无线通信当中应用了很多关键技术,例如异构无线通信技术等。第一,异构无线通信技术。近年来,信息技术快速发展,集成技术不断优化,促进了通信系统的完善,也增强了终端配置技能。可以有效结合计算机技术与通信技术,促进无线技术的广泛应用。例如,在4G网络下,会通过多元化网络节点这种方式实现人们的需求。但是,在技术等方面的影响下,接入节点的选择会受到信号强度等因素的影响,无法有效实现多样化节点异构通信【3】。为了降低出现这种情况的几率,可以通过负载转移的方式提高网络的吞吐量,实现宏基站黑洞的全面覆盖。同时,也应该在异构网络中融入节点,根据实际情况融入不同类型的节点,从而满足技术要求。(2)绿色通信技术。当前,各个行业都需要通信技术的支持,例如文化领域、科技领域等。但是,通信技术存在严重的能耗问题,且能耗不断增加。所以,通信事业在发展过程中需要解决如何降低能耗这一问题。在这种大环境中,绿色通信技术应运而生,可以有效解决能耗问题,继而推动通信事业的可持续发展。
4.5G网络无线通信资源分配工作要点
工作人员在进行5G网络无线通信资源分配工作时应当明确工作要点。
4.1明确工作中心
第一,工作人员需要不断转变自身的工作理念,明确应用5G网络的目的,不要过于关注技术的优化情况,需要坚持以受众为主的原则,积极分析受众的网络需求。第二,工作人员需要科学开展网络通信服务工作,加大对5G无线通信资源分配的研究力度,充分发挥5G网络的优势。
4.2加大对用网安全的关注力度
在新时期当中,无线通信资源的数量不断增加,种类也越来越多。为此,工作人员若想科学开展无线通信资源分配工作就需要增强数据运行与网络系统的稳定性和安全性。这就需要加大资金投入力度并引进先进技术与安全防御软件,定期对核心系统进行病毒查杀与优化升级。
4.3实现公平分配
工作人员在分配5G网络无线通信资源时,需要重点关注公平性这一问题,促进5G网络的稳定发展。工作人员在分配资源过程中需要先综合分析5G网络运行流程,明确各个环节的重难点,之后根据重要性等级进行分配。例如,在分配网速与流量时,工作人员不仅需要关注工作效率也需要在保持公平的基础上优化分配技术,科学制定分配方案,满足各种类型用户的需求,提升用户的满意度。
5.面向5G网络的无线通信资源分配技术
5.1无线通信系统技术
无线通信系统当中的数据信息量大量增加导致矛盾重重,例如人们对流量的需求与无用资源频率之间就产生了矛盾。同时,由于无法满足通信技术的需求,所以无限资源与实际需求之间也出现了一定的矛盾。用户对5G通信网络技术的要求较高,例如要求其频率资源充足且频率资源可以满足绿色环保等要求。在这一过程中,若想提高5G网络通信技术的发展水平就应当在能源与频谱都受限的情况下科学处理各种矛盾,扩大系统容量。在研究5G网络通信技术时,若想提升频率资源的分配效率就应当合理应用终端直连通信技术。终端直连通信技术具有多重优势,例如方便快捷、效率高以及成本低等,可以满足大数据本地业务的需求。5G通信网络技术的关键指标包括数据传输速率、服务质量以及吞吐量。当前,各种智能化终端应用十分广泛,用户对数据传输速率的要求非常高,所以应该促进通信技术向高速率、高容量方向发展。
5.2蜂窝网通信系统技术
为了解决日益增长的通信需求与资源匮乏之间的矛盾,工作人员需要加大对基本通信模式的研究力度,构建基站,并在基站当中应用蜂窝通信模式实现信息转发等功能。蜂窝通信模式终端采用的是D2D链路,是直接通信,不需要通过基站就可以传输信息。为此,需要合理应用蜂窝系统以及D2D技术。在通信过程中,用户需要向基站发出信息,基站转接信息,从而实现该用户与其他用户之间的通信。而在另外两个用户当中利用D2D技术,基站就会接收这两个用户之间的通信。为了提升通信频率资源的分配效率,提高频率资源的利用率,需要科学利用频率利用技术。
对于无线频率来说,可以利用复用模式。D2D通信需要在资源共享当中充分发挥自身优势,并根据蜂窝资源选择合理的方式进行共享与重复利用。其次,在频谱资源当中也可以利用复用这种方式,从而减少频谱资源浪费,扩大系统容量。
5.3高低频段频谱资源分配技术
高低频段频谱资源分配技术即高频段频谱资源分配技术与低频段频谱资源分配技术。
(1)高频段频谱资源分配技术。相比于4G网络,5G网络通信技术的应用场景更多,不同业务场景对底层频谱以及性能等各个方面的要求不同。在这种情况下,若想增强5G网络通信技术应用的科学性与合理性就需要加大分析力度,综合分析应用场景与业务类型。从5G网络通信技术的实际情况来看,无线频率资源基本实现固定分配且处于授权型频段当中。所以,可以利用高频段频谱资源分配技术进行资源分配,充分发挥5G网络通信技术的优势。高频段的指向性较强,流量密度也比较大,可广泛应用在不同类型的短距离传输当中,满足数据吞吐量的需求【4】。为此,可以将移动宽带与高频段结合起来,拓展频谱资源,将其拓展到6GHz。但是在无线电波穿透的影响下,可能会造成能源浪费,所以若想降低能耗就需要结合不同物理频段的特点进行操作,从而优化6GHz-100GHz之间的频段的分配,减少资源浪费。
(2)低频段频谱资源分配技术。利用4G网络后续演进系统这种低频段可以充分发挥5G网络通信技术的优势。但若想凸显商业化特点,不仅需要利用固定频谱资源,还需要利用5G频谱资源。在应用移动宽带的过程中,可以应用6GHz频段资源,从而扩大系统容量。
6.结语
在进行5G无线通信资源分配时需要找准工作中心、关注用网安全、实现公平分配,同时也应该积极应用无线通信系统技术、蜂窝网通信系统技术以及高低频段频谱资源分配技术,促进5G网络与通信事业的良好发展。
参考文献:
[1]尹铭志, 张宁, 王鹏辉,等. 基于5G网络的无线通信资源分配技术研究[C]// 中国计算机用户协会网络应用分会2018年第二十二届网络新技术与应用年会论文集. 2018.
[2]黄婷. 基于5G网络的无线通信资源分配技术研究[J]. 信息与电脑(理论版), 2020, v.32;No.450(08):142-144.
[3]董秀明, 祁育仙. 基于5G网络的无线通信资源分配技术探究[J]. 中国信息化, 2020, No.310(02):66-67.
[4]张镠亮. 5G网络的无线通信资源分配技术运用研究[J]. 信息与电脑(理论版), 2020, v.32;No.461(19):184-185.