分析5G网络切片使能电力智能化服务

杨立超

摘要：随着科学技术的快速进步，当前移动通信网络已经出现了5G网络。与传统的移动通信网络相比，5G移动通信技术优势众多，随着科技的快速发展，5G网络将获得更大的发展。

关键词：5G移动通信;关键技术

随着我国科学技术的不断完善，人们逐渐的进入了信息化的时代，走进5G移动通信。5G移动通信时代的到来可以完善网络的性能，为人们的生活和工作提供了极大的便利。在5G通信技术发展中，应该掌握好关键的技术，并且将理论转化为实践，才能更好地服务于人民群众。

1、5G网络切片使能泛在电力物联网

泛在电力物联网作为典型的垂直行业代表对通信网络提出了新的挑战。电网业务的多样性需要功能灵活可编排的网络，高可靠性需要隔离的网络，毫秒级超低时延需要极致能力的网络。4G网络轻载情况下的理想时延只能达到40ms左右，无法满足电网控制类业务毫秒级的时延要求。同时4G网络所有业务都运行在同一个网络里面，业务直接相互影响，无法满足电网关键业务隔离的要求。最后，4G网络对所有的业务提供相同的网络功能，无法匹配电网多样化业务需求。在此背景下，5G推出网络切片来应对垂直行业多样化网络连接需求，如图所示。

图5G网络切片使能智能电网

从技术角度来看，5G网络切片可以满足电网核心工控类业务的连接需求。5G是新一代的无线通信技术，在设计之初就考虑物—物（机器通信）、人—物通信的场景。其超低时延、海量接入的特性可以很好地匹配电网工控类业务需求。5G网络首创的网络切片使能技术可以达到与“专网”同等级的安全和隔离性，同时相比企业自建的光纤专网，成本可以大幅降低。5G边缘计算技术通过网关分布式下沉部署，实现本地流量处理和逻辑运算，实现带宽和时延节省，从而进一步满足电网工控类业务的超低时延需求。

从业务特征来看，本文探讨的智能电网典型业务场景可以分为两类典型的切片业务需求，分别是工业控制类业务和信息采集类业务。工业控制类业务的典型代表有配电自动化、精准负荷控制。信息采集类业务的典型代表有用电信息采集、分布式电源。

2、无人机智能化部署方案

2.1无人机协作性部署

协作性是无人机智能化网络部署方案中所独有的内容。在不依靠其它方法的条件下，无人机系统可以独立的进行战略部署工作。通过在不同需求区域之间的合作，更好的分析各区域产生的请求质量，并在智能化系统的引导下完成部署任务。当然，当出现网络连接失败或是单机缺失的问题时，代理也可主动转化为通信系统的中转站，从另一的角度发挥系统的协调作用。

无人机协作性功能是从“网络协商问题”中的“游戏理论”演化出来的。通过对代理的重新定义，将需求区域与熵值的问题控制在最小化的条件中，可以达到网络熵值约束的效果，并使两个熵值同步达到最小化状态。区域环境中的请求熵值，是从等待服务请求的需求区域中演化出来的。代理的熵值信息，可以通过无人机部署机群数量与所覆盖用户数量分析得出。在对网络熵值进行计算的过程中，必须对无人机与区域熵值进行确认，将最小化数值作为目标，达到提高网络结构稳定性的效果，使各无人机之间的协作性与容量条件得到改善。在此方法下，可以为低复杂性无人机群，在映射需求的高效协作处理上，提供合理且有效的解决办法。

2.2单机网络分配协商

网络协商机制，是在代理之间形成的沟通形式。在协商内容上，确定了对特定区域位置，用户请求内容的执行，并在分析用户过度需求的过程中，对区域作出定位，展现自身的功能价值。以熵的计算为基础，可以有效的优化代理之间的定位信息，并在执行网络协商的过程中，允许加入决定矩阵的计算方式，在代理定位与映射之间，针对特别需求区域进行最终决策。注意，用户协商机制属于系统程序，在内部系统的运算中完成分析。

全网络环境的熵值条件是网络协商的核心，如果熵值达到最小化状态，则网络覆盖趋向于最大化，两者表现出典型的反比例关系。由此证明，当网络的干扰条件增加时，用户体验的会明显降低，并最终导致区域内的等待服务请求在累积的过程中不断增加，扩大全网熵值，降低网络协商效率。在这种条件也会在代理与用户之间产生映射恶化发展的问题[2]。所以，在无人机与需求区域间的精确映射，可以有效的限制干扰影响，提高用户体验的同时，达到优化网络的效果。

2.3无人机的映射计算

“游戏理论”作为指导性内容，可以辅助完成无人机单机与机群的熵值计算，并在熵值计算的引导下，在每个代理的指令中形成差异化的熵值信息，完成机群整体中代理的区分，并在整体部署工作中发挥积极作用。由此，也为优化集群化管理创造了条件，使不同区组用户的请求能够得到快速响应，并提高用户的使用体验。

大多数用户的信噪比都可起到维护网络稳定的作用，在执行5G技术应用的过程中，用户体验的容量条件也发生了明显变化，相较于传统方法，增加了11%，而具体的其它数值变化，也如下表1所示。从表1中可以发现，5G技术条件下的执行方案，在各项性能指标上都得到了大幅度的改善。也因此说明了无人机熵映射计算的有效性，证明了5G技术在无人机智能化部署中的价值作用。

2.4需求区域控制选择

无人机群与需求区域映射的全过程计算方法，可以在优化无人机部署、提高协调性上起到积极作用。通过调整网络起始熵值的方法，将熵值条件最小的无人机单机指派给区域协作性的控制主导者。同时，将各种运行与计算的数据汇总到指导者手中，通过具体执行的发布，完成对全区域无人机设备的控制，使整体无人机智能化部署，能在一定的战略指导下进行，针对外部环境与形式的变化，设计战略内容，表现出高度机动性的技术特点。全网络运行的条件下，涵盖了不同用户与服务请求的无人机群，可以在这种新规则的指导下，以最小熵值单机的信号为指导，更具协作性的完成统一部署下的信号内容，针对性的有效处理指定用户与请求。

2.5 MIMO技术

MIMO技术在5G移动通信网络系统内，根据空间的多径因素，将多个天线，布设在发送端与接收端，完成分集与复用增益，提高通信网络中空间资源的利用效率。MIMO技术，在5G移动通信网络的每个移动终端，都安装了2～4个天线，配置基站，打破容量限制。基站用户同时通信时，就可以利用天线整合的方式，解决容量问题。5G移动通信网络内，MIMI的规模比較大，需根据用户、基站天线的数量，匹配MINO的规模数值。

2.6 5G移动通信发展趋势

与当前比较普遍的4G移动通信相比，5G网络技术在频谱利用率、传输速率、资源利用率等方面有了显著的提升，除此之外，在无线覆盖率、传输延时以及用户体验等方面也显著提高。特别是将无线移动技术融入进去之后，全面化、智能化以及自动化将成为5G网络技术的主要发展趋势。5G移动通信技术的特点主要表现在性能关键指标、能耗、低成本、高通信性能、设计理念较为先进以及频谱利用率较高等方面。

3、总结

综上，5G移动通信网络环境中，在容量增加同时，区域覆盖范围逐渐扩大。在无人机智能化战略部署工作中，融入5G技术，可以有效的扩大网络覆盖范围与协作条件，使无人机获得更多的智能化支撑，在优化各项技术条件的基础上，为无人机控制者提供更加便捷的通信服务。以此达到无人机智能化部署网络通信水平，提升发展建设目标。

参考文献

[1]万菁晶，陆怡琪，田梦倩，等.面向5G无线通信系统中若干物理层技术探讨[J].太赫兹科学与电子信息学报，2018（06）

[2]李永亮，李许安，仝杰，等.面向全球能源互联网的天空地协同卫星通信网络架构[J].电信科学，2018（12）