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5G移动通信核心网关键技术分析

2022-07-23周洪成古小威

通信电源技术 2022年5期
关键词:核心网传输信号

周洪成,王 莹,古小威

(中通服咨询设计研究院有限公司,江苏 南京 210019)

0 引 言

5G指的是第五代移动通信技术,标志着我国的科学技术水平向更高层次迈进。目前,该技术在很多行业领域内都有着较高的应用价值。相关技术人员也在进一步研究提升技术水平的方法,这需要先了解5G移动通信的原理,掌握核心网关键技术的特点及操作方法。实际上,移动通信行业的工作具有一定的服务属性,要以满足人们对移动通信技术的使用需求为首要目标,找到新技术的研发重点及难点,合理编制工作计划。

1 5G移动通信技术的基本特点及应用要点

在推广应用5G技术,并进行核心网关键技术的创新研究工作时,应先结合实际应用情况,判断出移动通信技术的基本特点及合适的应用场景。

1.1 传输速度快

5G技术是在4G技术基础上研发出来的一种新的通信技术,以无线传播为主要传输方式,能支持各种电子设备在开启5G网的状态下进行信息的实时传递[1]。与传统的通信技术相比,具有传输速度快的特点,下载文字资料、视频以及图片的效率比较高,给人们的日常生活及工作带来了极大的便利。

1.2 可靠性较高

5G技术在现阶段具有应用范围广的特点,这主要得益于该技术具有低延迟的特性,全面使用该技术能够保证信息的实时传递。而且信号覆盖范围广,方便人们日常随时随地进行线上沟通交流。基于此,5G技术逐步成为了目前利用率较高的一种通信技术手段,实际运行过程具有一定的可靠性,主要是在智能城市建设、智能医疗和智能交通等行业搭载该技术[2]。

2 5G移动通信核心网配置中的关键技术

2.1 网络功能虚拟化技术的应用

在移动通信核心网的构建工作中,需要使用到虚拟化技术,该技术的应用价值是可以将网络节点的各个层面按照功能进行区块划分,这样人们在使用通信技术时可以根据自身需求在网络系统中找到不同的功能模块[3]。目前,在移动、联通以及电信等网络服务商为受众提供网络互联服务时,通常会使用这项技术为人们提供多样化的服务,可以有效提高受众的满意度。关键是要应用这项技术将计算机硬件设备和软件设施分离开,目标是确保人们在使用任何一种移动电子设备时,都能在网络上通过虚拟化技术来运用各种基础的网络功能。这需要先完成对网络系统的整合,进行系统平台架构工作,保障服务器、交换机等基础设备能够稳定运行,从而完成对开放网络的构建。与其他移动通信技术相比,使用5G技术后,信息传递的速度更快、便利性更高,还有较强的功能扩展能力,通过灵活应用这些技术能够使网络通信水平得到显著提升。

2.2 各个面层结构的分离架构

5G移动通信的核心网关键技术中,最基础的一项技术就是面层分离技术。主要指的是控制面与用户面的分离,很多行业在经营建设过程中都对信息的及时传递状态有较高的要求,如果存在网络延时的问题,就会造成信息滞后的情况,影响行业的经济效益,直接制约行业的发展进步[4]。有些网络延时问题还会引发安全隐患,以无人驾驶功能为例,相关控制系统必须要实时、准确地接收指令,并按照指令驱动配套装置完成自动驾驶操作,才能安全、顺利地完成本次驾驶任务。基于5G技术具有低延迟的特点,推广应用该技术时,可以采用控制面与用户面分离管理的方式,以分布式网络架构工作为核心,独立完成两个面层的网络部署工作。根据用户访问网络时所在的位置,让用户端自动检索并连接最近的广域网,这能有效保障网速,还能避免用户层与控制层之间相互干扰而影响用户的上网体验。另外,借助该技术能够在网络通信时便捷地展开独立的系统扩充容量的操作,灵活性更高。

2.3 网络切片技术的推广应用

要在5G移动通信核心网中推广使用网络切片,需先了解这项技术的应用原理。该技术就是从网络接入端、传输过程、输出终端等多个角度进行网络功能与资源的分离处理。应以虚拟化技术为基础,设定系统的后台参数,完成软件功能、网络类型的自定义处理,满足人们个性化的上网需求[5]。与此同时,进行网络切片处理后,可以将除了指令需求之外的信息、软件屏蔽,减轻计算机系统的运行负担。还能通过该技术完成资源的共享传输,要求技术人员在更新5G移动通信网络系统的各项功能时先了解网络切片的基本特点,选择合适的应用场景,及时配置相应的硬件及软件设施。常见网络切片技术的分类方案如图1所示。

图1 生活中常见的5G网络切片方案

2.4 在网络中使用边缘计算模式

在网络的运行过程中,将需要传输的内容转换成数字信息时,需要使用到基础的二进制算法。包括各种文件、图片以及视频的传递都可以转换成数字代码,这是提高传输效率及质量的有效方法。目前,在核心网关键技术中,通常除了基础算法之外,还会使用到边缘计算模式,该模式主要指的是在用户端的网络节点周围完成网络部署操作[6]。例如,设置常规的数据处理中心、信息缓存功能等。完成部署后,应采取试运行操作的方式,模拟计算机的基础使用过程,判断网络环境中是否存在安全隐患,保证系统的运行稳定性,提高用户对网络运行管理工作的满意度。与其他移动通信技术相比,基于5G网络具有低延迟的特点,将边缘计算技术与5G网结合起来能够发挥更大的作用。传统云计算工作方式与边缘计算方式的对比如图2所示。

图2 传统云计算与边缘计算方式对比图

2.5 组网功能的优化设计

进行5G移动通信的核心网内部网络系统配置工作时,应当做好组网建设工作。据调查,目前一共有12种可以接入网络的配置方法,组网方式也有多种选择。基于移动通信行业的各项工作具有较高的服务属性,在优化组网功能时,应重点从受众需求的角度出发,了解不同组网方式的应用优缺点。通常来说,独立组网方式在前期的网络配置工作中耗费的资金更少,具有一定的经济性,但是操作难度较大,有一定的运行风险,需要由技术人员针对其特点快速建立核心网络系统结构,工作任务量大[7]。而非独立组网就可以弥补独立组网模式的一些弊端,在网络运行时,技术人员应根据不同发展阶段、运营商的不同特点,综合调整网络架构方案。

3 5G移动通信网络架构中使用的专业技术

在完成移动通信核心网的配置工作后,还要从网络结构体系的优化角度出发,引进新的网络技术手段,转变工作思维,找到发挥5G技术应用优势的方法。

3.1 多载波技术

网络信号在传递中容易受到干扰,比较常见的就是电磁干扰问题。因此,如何保证5G网络下信号传输工作的稳定性就是核心网组网构建过程中相关技术人员应研究的一项重点问题[8]。通常应当先尝试在适当位置上安装滤波器,并配合使用多载波技术,以此来满足不同载波在互联网中的基础运行需求,提高信号的抗干扰能力,避免因为外界的干扰而造成信号丢失、信号接收不及时等方面的问题。

3.2 云存储及云计算技术

我国已经进入了大数据时代,在落实网络的架构工作时,可以尝试将5G技术与大数据技术融合在一起,进行数据的收集、分析以及整合等一系列工作,找到技术的创新发展方向。云技术的特点就是可以将系统运行时产生的数据集中存储在云端空间中,不占用系统的内存,不会在系统运行时出现卡顿的情况[9]。因此,云存储技术通常被应用于网络扩容工作,同时可以进行通信数据的智能处理,为开发新的移动通信服务项目奠定技术基础。

3.3 多入多出天线技术

当移动通信的信道出现衰弱的问题时,就会影响信号的传输效果,为了提高信号传输质量,可以吸引用户选择办理5G网。技术人员应当尝试使用多入多出天线技术。首先,应了解信道的容量,记录通信传输时的天线数量。在增加信道容量时,应同步增加天线的数量,让二者的关系保持为呈正比的状态。其次,要对信号发射的功率进行检测,尝试对信号进行线性编码处理,并配合目前应用频率较高、稳定性达标的通信技术来解决通信传输难题[10]。例如,机器对机器(Machine to Machine,M2M)技术在现阶段就有着良好的应用前景,能推进物联网时代的发展进程。

4 结 论

在优化网络技术之前,要先了解现有网络系统有哪些功能,并关注用户的上网要求。尝试进行网络功能的分离设计,通过虚拟化技术提高网络功能的运行质量,还可以通过面层结构分离技术、网络切片技术以及边缘计算技术完成基础网络配置任务,并做好对组网方式的选择,找到技术操作难题。重点应针对信号干扰问题,推广使用多载波技术,安装滤波器。最后,配合使用云技术、多入多出天线技术,保障网络运行的安全性与稳定性,吸引受众主动选择在生活和工作中使用5G网。

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