基于5G移动通信网络的绿色通信关键技术

基于5G移动通信网络的绿色通信关键技术

何时秋陈彬胡晓卉郑秋云

国网宁德供电公司福建宁德352100

摘要：如今的4G网络想要向5G网络转变，还需要解决很多技术上和硬件上的问题。譬如说5G网络中需要考虑到更大的流量消耗，更严格的延时需求，更精准的移动业务等等。先现有的4G网络硬件设备上，还存在的比较严重的能耗问题，如何解决5G硬件设备中的能耗问题，成为5G技术推广的关键因素之一。

关键词：5G；移动通信网络；信道模型

引言：5G移动通信技术概念是在4G通信技术基础上提出来的。5G通信技术结合了4G通信技术的所有优势，还集成了更多新型信息技术、高科技，因此5G技术的系统性、综合性及应用性更强。相关人员对5G新型的移动通信技术应加强研究，使其在与各行业生产需求结合过程中发挥更多优势。5G通信技术包括很多关键技术，因此，需要对这部分关键技术进行优化升级，使其在通信网络中起到关键作用。

15G移动通信网络概述

5G移动通信网络是下一代移动通信技术，ITU于2012年发布了对于5G移动通信网络的未来远景，其中主要涵盖了业务场景、用户等发展趋势。ITU于隔年的二月发布了关于5G移动通信网络的工作计划表，力争推进5G移动通信网络的研究。5G移动通信网络的工作表中第一阶段为2015年之前，旨在对5G移动通信网络技术的发展趋势和频谱的研究；第二阶段为2015—2017年之间，着手关于5G移动通信网络的标准制定；第三阶段为2017—2018年，该阶段主要是对5G移动通信网络相关技术的征集；第四阶段是2018—2020年，该阶段的目标是对所征集的相关技术进行评估和标准化。以上四个阶段的最终目的是于2020年，5G移动通信网络具备在商业中应用的能力。

25G移动通信网络技术的优势

2.1频谱利用率高

在移动通信网络技术应用中，频谱资源存在高低之分。在4G移动通信技术中，虽然高频谱利用率有所提升，但与5G通信进行对比，应用效果还是不太理想，在5G时代到来之际，高频谱利用率将会大大提升。在5G时代，相关的网络技术会打破无限高频段穿透能力的桎梏，使其不会成为高频段资源利用的制约条件，如此频谱利用率才会达到最大，而光载体无线网络运用效果也会得到增强。

2.2通信技术整体性能提高

通信技术的整体性能是使海量信息实现大范围快速传播。在5G时代，相关的移动通信网络技术可以通过连接多天线、多地区，将更多的用户集中在一起，然后对其实施信息编码的传输功效，如此通信网络覆盖率会变广，应用5G通信技术优势的人群也会越来越多，信息传递效率也会变大。这完全4G时代通信模式的通信功能存在很大区别。

3实现5G绿色通讯节能的关键

3.1器件角度实现

绿色节能基站的接入能耗是移动网络中耗能最大的一个方面，为了解决无线基站在接入过程中出现的高能耗问题，需要从器件上开始入手来降低基站的工作能耗。通过合理选择基站业务调度的方式，能够在使用强度上减少基站能耗，但基站的主要能耗还是来自于功率放大器的支出能耗，所以改善功率放大器的能耗，是降低基站接入能耗的关键。采用更优的动态业务功率放大器，能够很好地解决基站的能耗问题，通过合理的参数设置，能够减少基站的能耗支出。

3.2链路角度实现

5G绿色通讯虽然说5G的大能耗问题在链路通讯上并不像基站能耗般明显，但是链路能耗在5G绿色通讯观念中，也必须被重视起来。基站射频所需要的能耗在总体能耗中的占比也非常惊人，基站传输效率决定了能量使用的效率。提高链路传输的效率和降低链路传输的功耗，成为了5G绿色通讯技术的发展方向之一。

3.3网络级别角度上的绿色节能网络

级别的绿色节能技术在建立在链路节能的基础上，通过将异构无线通讯网络引入社区小站，通过超密集部署小站的方式来降低无线通讯的接入距离，减低基站能耗，提高5G网络的网速、容量等。超密集部署小站，和异构无线小站的实现是未来5G技术实现百倍，甚至千倍的网络服务质量提升的关键所在。2

45G移动通信网络绿色通信关键技术

4.1超密集异构网络系统技术

超密集组网本身即是5G移动通信网络的关键技术，在提升网络容量和加快网络运行速度，优化用户体验上起着巨大作用。采用超密集异构系统能够更好地偏重用户需求分类，实现更精细化的处理，按照用户的需求，以能够满足用户的最小速率异构运行，既能够实现较好的用户体验，又能够降低成本，减少不必要的损耗。根据相关移动通信网络理论可知，移动通信网络中能耗最多的部分更多在于无线接入网，尤其是无线接入网的中基站损耗，所以，如果想要降低移动通信网络的能源损耗，必须考虑尽可能降低基站对能源的需求。超密集异构系统，运用超密集异构网络系统技术，能够极大增加网络容量，提升系统的有效性与灵活性，运用有线回传技术弥补减少了移动通信网络系统中的节点的问题，不仅能够简化相关的移动通信网络运行程序，还能够有效地节约资源，实现绿色通信目的。

4.2智能化技术

步入信息技术时代，充分利用智能化技术能够便利移动通信网络系统的运作，能够更好地推进5G移动通信网络的绿色通信工作。充分利用大数据网络和地理信息技术，掌握用户需求，按照能够满足用户需求的最小速率，借助超密集异构系统提供服务，达到以系统智能化追求分配精细化的效果。当今许多大学，如西安电子科技大学，在信息化进程的推进对于信息的处理值得学习，充分利用云平台，创建相对完整健全的链接系统，与其他智能化产品连接，形成巨大而完整的信息数据库，明确系统优化与升级想要达到的目的，有规划地发展，以期降低能耗，减少不必要成本，推进绿色通信进程。

4.3毫米波无线电通信技术

毫米波通信毫米波波导通信与毫米波无线电两大类，其中将光的大带宽优势和毫米波无线接入的灵活性结合起来的毫米波光载无线系统不仅体积小、重量轻、传输质量高和更能够抗干扰满足了5G移动网络用户对“快”的追求，而且其成本低、损耗小的特点更加能够满足绿色通信的要求。MM-RoF系统应该向更大容量更强实用性更高性能的方向发展，充分利用毫米波通信毫米波无线电通信技术，追求高性能、低消耗，重视5G移动通信网络的绿色通信进程推进。

4.4具有高效能耗的网络拓扑机制研究

由于移动用户分布的方式具有随机性和不均衡性，使用均匀分布和热点分布对网络能耗计算的结果存在明显的差异，为了达到网络拓扑结构最优化的设计目标，应该进行SmallCEll唤醒/睡眠机制进行设置。通过动态调整的方式，通过建立用户分布曲线，用户能耗曲线来减少密集化部署的SmallCell小站的能耗。SmallCEll小站的睡眠/激活机制应该根据不同的基站布设方式来拟定，在小区站点布设密度较低的情况下，可以采取SmallCEll不休眠的方式，以确保网络质量。在站点部署密集的情况下，可以设置大时间尺度的节能方案，节能方案可以参考RAN3的SI/WI的休眠/唤醒方案。在众多的唤醒/休眠方案中，效能配置最优的方案是动态唤醒方案，基于子帧级别的动态SmallCell动态唤醒方案，能够实现帧级别的动态节能，该方案亦可参考SCESI的动态唤醒方案。

4.5高效能编码技术

由于传统的LTE-A系统中的Pico通讯控制令能够实现多接口控制面板传输协议，这就使得S-GW实现网络编码方案的优化应用成为了可能。编码技术的实现主要依靠SmallCEll业务型网络编码技术的实现，从S-GW、D2D、MENB、senb上考虑出发，进行基于业务型的SmallCEll编码技术的优化。

结语：5G移动通信网络关键技术在应用中必然会遇到很多问题，因此要慎重对待这些问题，并找到问题的解决措施，如此5G技术才能逐渐完善。在研究该技术时，要从实际出发，对其具体应用效果进行评估和判断，找到可优化升级的点。

参考文献：

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