5G網絡移動性能優化研究

甘杰元

摘要：隨著我國經濟實力的快速提升，我國迎來了高速發展的全新時代，隨著5G商用部署和技術演進，移動通信網絡面臨2G/3G/4G/5G多制式并存，網絡結構日益復雜。而5G網絡多組網方式、多終端類別的顯著特征又進一步加劇了網絡拓撲和邊界場景的復雜度。如何保障用戶的移動性感知成為影響網絡口碑的關鍵一環。本文針對5G網絡移動性能保障方案進行深入細致的研究，創新設計網間移動性策略，提升5G網絡的用戶感知及口碑。

關鍵詞：5G網絡;移動性能;優化

引言

目前，我國正處在經濟發展的重要階段，5G通信技術的發展與進步為我國的經濟發展注入了新的生命力，在提升我國綜合國力的同時，為我國人民的日常生產生活帶來的巨大的便利。

1 5G技術簡析

移動數據量爆發式增長給當今的移動通信網絡帶來了前所未有的難題，面對高能耗、稀少的頻譜資源和有限性的網絡容量等諸多困難。那么，新難題必將帶來移動通信技術的又一新版本，即5G技術。5G是第五代移動通信技術，提高了數據傳輸的速率，傳輸速率的峰值在10 Gbit/s，約比4G的速率快100倍。

2 5G網絡移動性能優化研究

2.1引入NFV等虛擬化技術，完善5G網絡基礎設施體系

在5G移動通信網絡中，虛擬化系統可以對虛擬化基礎設施平臺進行有效管理。對于其中的虛擬化技術而言，強化對NFV的引入其很大程度上能夠對于5G網絡的主要安全潛力進一步強化，通過這種方式來實現網絡安全策略能夠有效呈現出可編排性。同時，不斷發揮虛擬化系統自身的優勢，旨在對業務負載進行有效隔離，進而對網絡安全具有強化作用。但需要注意的是NFV技術也容易出現一些安全隱患，在引用過程中，需要針對5G網絡設備進行采用多元的系統級防護措施，旨在阻止相關非法攻擊，消除這種攻擊造成的安全威脅。

2.2綠色移動通信技術發展

綠色5G的網絡通信體系應當緊密結合智能化的網絡資源分配處理技術，確保達到通用化的移動通信基礎硬件功能，對于無線運行網絡中的帶寬功耗幅度進行嚴格的控制。目前現有的5G通信網絡客觀上需要較大的網絡帶寬以及海量的網絡天線作為運行支撐，因此造成了通信體系的功耗比例幅度明顯上升。因此合理優化5G網絡組織構架的重要實踐舉措必須要得到全面重視。

2.3流量調度

相對于傳統前傳網絡的點對點連接，基于包轉發的前傳網絡可以提供多點對多點連接，同時前傳網絡對于數據傳輸的延時和丟包率有嚴格要求。在基于橋接技術的前傳網絡中，可將不同種類流量規劃到不同虛擬局域網中或者相同VLAN的不同優先級中，來實現業務的差異化傳輸。通過引入TSN的搶占及幀復制來實現高優先級流量的時延和丟包控制。幀搶占是指在恢復可搶占幀的傳輸之前暫?？蓳屨紟膫鬏?，允許傳輸一個或多個快速幀。高優先級實時流量可以打斷正在傳輸的低優先級流量，而低優先級流量則分片，待實時流量傳輸完成后進行重組。幀復制是通過對發送終端系統和/或網絡中的中繼系統中的每個包進行序列的編號與復制，并消除目的終端系統和/或其他中繼系統中的這些復制，達成在網絡發生局部故障時仍實現數據傳輸的目標，從而降低了包的丟失率。

2.4強化網絡切片安全

終端設備接入方面，應實現切片選擇輔助信息隱私保護、切片認證授權、空口安全差異化機制、切片過載保護等安全配置。切片安全隔離方面，應做好切片間在網元、數據、網絡訪問、故障等層面的隔離控制，以防止切片之間相互影響及攻擊行為。切片管理安全方面，切片管理系統在架構和功能等應實現保密性、完整性、可靠性等方面的安全要求，包括認證授權、日志審計、數據保護、分權分域等。安全管理與合規方面，切片功能所涉及的系統和設備應實現統一的通用的安全要求配置。

2.5全域故障定位

a）全域故障定位將系統中多種類型的數據進行采集，例如收集配置、告警、日志、性能KPI、系統資源、用戶感知異常、投訴、歷史運行等各類信息。b）統一的全域故障定位系統同時兼具預測模塊、智能分析模塊以及智能巡檢模塊：其中預測模塊提供系統容量超限、資源不足、節假日峰值等的預測，系統提供豐富的預測模型;智能分析模塊可以對網絡故障進行分析，例如告警溯源分析、網絡故障根因分析、關聯分析;系統可以通過運維人員運行一鍵收集功能，獲取系統設備實時運行狀態，提升運維效率。c）基于AI進行智能故障診斷：系統通過采集數據并進行大數據分析和AI分析完成故障診斷和定位，實現運維智能化。d）全域故障定位可以融合無線、承載、核心網通信系統中的多種數據，采用分域及全域協同能力，進行告警壓減、根因分析，并支持需要全域協同定位的情況，根據系統的告警、日志、資源等的協同分析，來精準定位故障的原因，實現網絡智能化。

2.6 4G->5G連接態互操作

（1）4G錨點小區互操作策略如下：①對于NSA單模終端，只需按照B1事件添加NR小區、A2事件刪除NR小區。②對于SA單模終端，考慮4G向5G遷移屬于低優先級到高優先級的遷移。在SA覆蓋區域，應周期性觸發B1測量，加快SA單模終端返回5G網絡。③對于NSA&SA雙模終端：在SA覆蓋較好區域，無論終端是否處于雙連接狀態，終端均應優先實現向SA遷移;在SA弱覆蓋區域或覆蓋邊緣，終端通過周期性的B1測量觸發NSA添腿流程。（2）4G非錨點小區互操作策略如下：①對于NSA單模終端，優先遷移至4G錨點載波上進行業務。②對于SA單模終端，優先遷移至SA載波進行業務。③對于NSA&SA雙模終端，按照以下優先級進行數據業務的遷移：5G SA載波>4G錨點載波>4G當前載波。同時，在非錨點小區配置向錨點的定向切換相對于SA的B1測量延時啟動定時器，以實現優先SA切換。

結語

5G網絡是實現萬物互聯與各行各業深度融合的基礎，5G安全則是使各行業安全運行5G網絡的關鍵。

參考文獻：

[1]李一，劉光海，許國平，等.5G網絡NSA與SA模式互操作策略研究[J].郵電設計技術，2020.

[2]劉光海，肖天，許國平.5G NSA無線網性能驗收指標及優化方法研究[J].郵電設計技術，2020.

[3]李一，許國平，劉光海，等.5G NSA網絡評價指標體系研究[J].郵電設計技術，2020.