5G移动通信技术和软交换技术在通信工程中的应用

白皓文　林君

摘 要：5G移动通信技术和软交换技术将成为未来通信工程建设的核心技术，目前仍处在研发和初步应用阶段。本文首先对5G移动通信技术和软交换技术进行概述，然后探讨其在通信工程中的应用，并总结5G移动通信技术在网络通信传输方面的优势。

关键词：5G移动通信技术;软交换技术;通信工程;网络通信传输

Abstract： 5G mobile communication technology and soft switch technology will become the core technology of future communication engineering construction， which is still in the stage of research and development and preliminary application. Firstly， this paper summarized 5G mobile communication technology and soft switch technology， then discussed its application in communication engineering， and summarized the advantages of 5G mobile communication technology in network communication and transmission.

Keywords： 5G mobile communication technology;soft switch technology;communication engineering;network communication and transmission

5G（第五代移動通信）技术是建立在4G（第四代移动通信）技术基础之上的，属于4G技术的优化和延伸。本文在对5G移动通信技术和软交换技术展开分析的基础上，探讨5G移动通信技术和软交换技术在通信工程中的应用。

1 移动通信技术和软交换技术概述

1.1 5G移动通信技术

5G移动通信技术是在4G移动通信技术的基础上发展起来的新技术[1]，目前仍处于研发和初步应用阶段。5G技术是4G技术的升级，将在4G网络的基础上，带来更高网速的提升。此外，5G网络不仅传输速度快，而且在传输过程中呈现低时延、高可靠和低功耗的特点，低功耗能更好地支持未来物联网应用。

从相关技术参数可以看出，5G移动通信频谱在中高频段集中，相较于前几代移动通信技术，传播损耗更大，网络覆盖所需的成本较高。其在上下行解耦、大规模MIMO、波束聚合、波束赋形等方面需要更多的关键技术支撑[2]。从2018年全球移动设备供应商协会发布的报告可知，全球计划或发布5G商用牌照的国家已经有17个。在通信传输标准中，毫米波是主要的传输手段，其波长为1～10mm，其频率较宽，具有大量的连续频谱，可支持的接入速率也可超过10GPbs，但是毫米波的绕射和衍射能力不足，覆盖面积较小[3]。所以，需要利用大规模MIMO等技术提高天线增益，扩大网络覆盖面积。在技术性能指标上，5G技术要求更高，灵活性更强，因此能给用户带来更好的使用体验，未来将取得较好发展。图1展现了5G的十大应用场景。

1.2 软交换技术

软交换技术是下一代通信网络的核心技术之一，在通信工程中占据重要地位。采用该技术，能利用计算机软件分离呼叫控制功能实现通信网络控制，利用开放的业务接口实现网络能力和资源封存，为信息用户提供新业务。在通信工程中，采用软交换技术需要应用相应的软交换设备，能够通过核心分组网实现多种通信业务同时进行，所以能满足用户的基本要求，提高用户使用率。在通信网络中，软交换技术的主要特点是分层，可以将网络分成接入层、承载层、控制层和应用层。其中，接入层为基础，能实现网关、综合设备等各种设备的接入，为网络用户提供可选择的网络接入方式，在网络线路交换中发挥着重要作用。承载层采用分组技术，负责将软交换网络内各类信息流传送至目的地。控制层是提供呼叫控制和承载控制功能，其核心技术就是软交换技术。应用层由多个服务器构成，主要用来为用户提供不同类型服务[4]。相较于一般的网络通信技术，软交换技术能使通信业务保持独立，同时提供丰富的通信接口，因此在网络技术服务上具有广泛性优势。图2是软交换技术涉及的领域。

软交换技术涉及的领域

2.1 5G移动通信技术的应用

2.1.1 在通信工程建设中的应用。当前的无线通信网络拓扑结构主要为星型结构，即以基站为中心，向网络覆盖范围辐射。网络覆盖范围内的终端需要通信时，必须先与基站建立连接关系，设备之间的通信，需要经过基站的转发。由于所有的通信都经过基站，因此，基站的容量决定了工程通信容量的上限，基站的辐射范围限制了网络的覆盖范围。5G通信网络能实现终端间点对点通信，无需通过转接，使得网络通信摆脱基站容量和覆盖范围的束缚，可以极大地提高用户体验度。另外，传统的无线通信对运营商依赖度较高，无论是设备的配置还是网络的组建，都需要运营商投入大量的人力和物力成本。而5G技术支持用户自由地对网络进行设置和组建，可以大幅降低网络运营成本，并提升通信效率。采用5G技术也为未来复杂网络投运提供了技术基础，有效推动了网络技术的发展。

2.1.2 在智能通信领域的应用。5G通信技术实现了智能化传输，相较于4G通信，能更广泛地应用在智能通信领域。在4G通信的基础上，5G通信速率得到了极大提升，能满足不断发展的各种高新技术对网络速率的要求。随着大数据、物联网、移动互联网等新技术的发展，5G通信技术能支持数据快速传输、异地存储、远端计算，能推动“互联网+”的高速发展。对于物联网领域，5G通信的出现，可以实现物与物之间的互联，进而实现高速通信，可以广泛应用在智慧城市建设工作中，实现各种市政设施及基础设备之间的通信。此外，5G通信技术还可以应用在VR技术中，实现数据信息的高速、稳定及实时同步传输;也可以应用在汽车自动驾驶、无人仓库建设等领域。5G技术基于其高速、稳定的通信特点，可以在智能化领域发挥巨大作用。

2.2 软交换技术的应用

2.2.1 在固话网通信领域的应用。在通信工程建设的初期阶段，通常运用电话网络来提供有限业务。在该时期，软交换技术主要用于构建实现由点到面的通信设备网络，实现电话网络和交换网络的相互连通，在通信工程建设中发挥了硬件支撑的作用。随着通信技术的日益发展，网络业务逐渐增多并占据主导地位，采用软交换技术的交换网取代了原有电话网絡，有效扩大了通信网络的覆盖范围。目前，软交换技术已日趋成熟，并广泛运用于固话网通信领域，可以结合用户的实际需求搭建交换设备，实现跨区域间的通信。在固话网通信领域应用软交换技术，需要对网络终端进行改造，并促使现有网络形态发生相应变化，实现通信速度的优化提升，降低网络的运行风险。针对网络局端，采用软交换设备改善本地网络的运行，结合实际情况提高本地网络整体运行速度，同时注意避免干扰主控系统。针对汇接局端，则可以通过改造交换机的接入，调整相应用户的联网方式，使通信系统的运行安全性得到显著提升。

2.2.2 在移动通信领域的应用。目前，随着移动通信技术的快速发展，软交换技术在该领域也得到广泛应用。在移动长途网络中，通过设置软交换设备，可以实现移动通信网络中各个区域的全面覆盖，保证通信高效畅通。此外，通过同时启动两个软设备，能对通信工程数据进行备份，避免数据丢失后难以恢复的问题，提高网络运行的安全性。采用软交换技术可以实现对通信工程基础网、移动长途网以及媒体网关中继站的整合，提高整个网络传输的安全性。在目前普遍应用的3G和4G通信网络中，可以采用软交换技术在TMG和TMSC1机设备间设置过桥电路，从而实现网络的合理链接、信息的高效传输。

3 结语

5G技术虽然还未真正成型，但在部分发达国家已经逐渐开始应用，而其发展也呈现出以下几方面的趋势：一是各国在对5G技术的研究上会不断加大力度，以为本国通信技术事业的发展提供助推力;二是5G技术的性能将会不断优化，比当前广泛使用的4G技术更具使用体验;三是5G技术的用户会不断增多，移动通信设备使用者不断增加的同时，源于5G技术自身的优势特征带来更大吸引力。此外，软交换技术也在逐步发展，其本身体系结构清晰，层次分明，便于不同网络之间的融合，便于快速生成业务，优化了通信体系结构。因此，5G移动通信技术和软交换技术在通信领域都会有广阔的发展前景。

参考文献：

[1]盛旭然.软交换技术在通信工程中的应用及发展方向[J].通讯世界，2018（12）：46-47.

[2]犹陆科，朱祥，侯应鼎，等.浅谈软交换技术在通信工程中的应用及发展方向[J].电子世界，2018（11）：97.

[3]李业田.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].电子技术与软件工程，2017（21）：42.

[4]杨凌，高楠.5G移动通信关键技术及应用趋势[J].电信技术，2017（5）：30.