基于5G移动通信网络的绿色通信关键技术

刘 洋

（绥化市人防指挥信息保障中心 黑龙江 绥化 152000）

1 引言

Sandvine发布了关于网络应用报告，在报告中说，在2014年25%的网络通信所带来的数据传输来源于移动端。在相关的白皮书中说明，世界范围内的数据传输量的需求在今后将达到当前数据传输量的二百倍。由于我国人口基数大，数据传输速率的需求更是要达到世界平均需求的1.5倍。在此情形下，如何实现高效传输的同时又节约资源，基于5G移动通信网络实现绿色通信的问题显得尤为重要。

2 5G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。

3 绿色通信相关技术

目前我国乃至世界范围内，数据传输量越来越大，其能源消耗也随之增大。为了达到节能减排、避免能源的浪费和降低对生活环境的污染，绿色通信的概念应运而生。

在移动通信网络中，能源损耗最多的部分为无线接入网，而无线接入网的中基站的损耗又占了最大的比重。因此，降低移动通信的能源损耗，应主要着手于降低基站对资源的需求。在业界普遍采用的技能技术主要分类三类，分别是器件级、链路级和网络级。

在器件级方面的绿色通信技术主要实现提高基站对资源的有效使用率和降低基站对资源的需求程度，除此之外，充分调查基站的特点，根据其特点布置合理的器件之间的调度模式，也能够降低器件对能源的需求，最终达到绿色通信的目的。基带、射频和馈线中，射频部分占据着大部分的基站能源总量，在射频中，功放功能对能源的需求量最大，因此也可从功放方面入手降低能源消耗。然而，由于技术水平的限制，功放器件的性能具有一定的不足，已经成为了影响网络传输资源的重要因素。尤其是LET中，为了具有较好的数据传输质量，要求功放具有良好的线性，从而导致功放的工作范围无法达到饱和状态，最终功放器件对资源的利用率降低。针对以上问题，提高功放的性能，优化功放对数据处理的能力，是当今尤为重要的问题。除此之外，在基站进行工作时，通常不对数据传输业务进行分类，只是依据业务器件参数进行传输，从而达到最好的传输性能，导致了在传输量较低时，造成了加大的能源浪费。

链路级在基站总的能源损耗中只占据了较小的一部分，但是受到功放、馈线等的影响，射频部分占据了大量的功耗。除此之外，基站的数据传输功率与无线数据传输能力有着密切的关系。采用科学有效的资源调度方案和高性能的传输手段，并且保障网络基本能力的情况下，对链路传输进行合理配置，能够有效的提升无线传输效率。

网络级的能源消耗的手段可参考于链路级的数据传输技术，即从网络整体出发，进行资源的调度优化。调度优化主要手段是在异构通信网中增加小站，小站能够减少用户和数据接收点的距离，从而降低由于距离过大而带来的能源损耗。因此，在移动通信网络中配置高密度的小站，是5G移动通信网络在绿色通信方面的重要突破点，该项技术在未来有可能达到几百甚至上千的数据传输速度和能源利用率的提高。然而，由于高密度的异构网络也会带来更加复杂的数据传输情况和调度结构，因此如何在复杂的异构网络中合理配置小站成为了该项技术能否顺利实施的关键。

4 基于5G移动通信网络的绿色通信关键技术

通过上一章节中对绿色通信技术的分析，将绿色通信技术其应用于5G移动通信网络中，可主要从三个方面入手，分别是自组织网络、超密集异构网络和D2D通信技术。

首先，自组织网络的需求出自于目前在使用的4G移动通信网络中，网络的部署和后期运维是由技术员进行手动的操作来完成，这种手动操作方式一定程度上需要大量的人力并且具有一定的时间约束等，从而无法实现网络的快速部署和运维，从而浪费资源。自组织网络的概念是网络通过智能化来代替人工操作。然而，目前的自组织网络还具有一定的不足，无法实现工作的完全自动化。自组织网络能够有效的提高能源的利用率并减少人工干预，但该项技术仍然需要进一步的完善。

其次，超密集网络已经在世界范围内普遍被认可为是一种有效的绿色通信的核心技术，主要是由于基于5G移动网络通信的绿色通信需要确保能够支持当今数据传输量和传输速率的千倍级，因此缩短数据传输距离，达到小区半径缩小和提高低功率节点密度的目的。为了实现超密集异构网络，在5G移动通信网络中会提高无线节点的数目，该数目会达到目前无线节点的十倍以上，从而成为实现5G移动通信网络的核心条件。密集的通信节点能够服务于大量的用户，甚至达到用户与通信节点数量相等，从而通信网络提供良好的通信质量。然而，密集的通信节点也可能会造成网络的复杂性和兼容性的问题，这些问题都急需解决。

D2D技术是一种设备间的通信技术，这种技术的应用，可是实现数据的直接传输而无需经过基站的转发。这种技术的应用，能够实现减少基站的工作量，从而减少通信传输时间和数据传输效率。除此之外，当通信设备损坏时，设备可以通过D2D技术实现正常工作，或者链接到蜂窝网络。但这种技术在实际的使用过程中，很容易受到多方面的影响，仍需要研究与完善。

5 结语

本文从绿色通信的必要性和绿色通信技术入手，重点分析了基于5G移动通信网络的绿色通信技术。5G移动通信网络在不远的未来带来更快速的通信服务的同时，也能够以更高的资源利用率服务于我们的生活。

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