基于5G網絡的無線通信資源分配技術探討

張 猛

（中國聯合網絡通信集團有限公司，北京 100033）

0 引 言

5G作為一種無線通信技術，具有高頻率和高速率的特點，是對4G技術的發展和延伸。隨著5G網絡的出現和推行，已經讓移動通信進入了一個全新的發展階段。在5G網絡發展的過程中，一項關鍵的技術就是無線通信資源分配技術，在資源分配時，也需要充分考慮很多因素和問題。

1 5G網絡無線通信的特點

1.1 5G自身特點

對于5G無線通信網絡來說，一個顯著的特點就是具有較快的傳輸速度，而且較為穩定，這也是5G網絡一個較大的優勢。隨著5G網絡的應用，能夠實現信號覆蓋率的提升，打破空間的局限，還能夠增強處理數據時的能力。在5G網絡無線通信傳輸的過程中，數據的傳輸要經過系統所選擇的信道來實現。當所選擇的信道具有較快的速度時，能夠提高網絡傳輸的速度，防止產生網絡傳輸擁堵的問題。5G網絡所開展的無線通信數據分析和采集都是同時進行的，可以大大減少數據采集和分析的時間，同時系統能夠在用戶身份的基礎上開展智能化調節，避免出現干擾問題。

5G網絡無線通信技術具有較高的頻譜利用率，同時在頻段中還具有較強的穿透力，這樣能夠較少受到覆蓋范圍的局限。另外，5G技術并未完全脫離于3G和4G技術，而是將這兩種技術的優勢結合起來，具有更好的服務性。相比較之前兩種技術，5G技術在覆蓋范圍上有了較大提升，而且信號強度和質量也有所提高，能夠為更多用戶帶來便捷的通信服務。

1.2 5G技術特點

1.2.1 超密集異構網絡

5G網絡的速度快，而且具有更寬的帶寬，這也是其一個關鍵性的特點，要想達到這一目標，就要讓網絡基礎設施具有更強的承載能力。隨著時代的發展，數據流量也呈現出暴漲的趨勢，所以要想將5G技術的優勢充分發揮出來，就必須要布設更多數量的5G基站，即構建超密集異構網絡。通過有關的分析和推測得知，5G網絡所需的基站相比較4G來說要多很多，而且對于各個節點，其間距都要保持在10 m之內，這樣對區域內用戶提供的技術支持才能夠符合標準。通過5G技術的應用能夠在提高網絡利用率的同時，提高頻率資源，但是也會帶來很多的問題，如干擾問題和節點施工問題等。

1.2.2 自組織網絡

傳統的網絡技術中，在進行網絡資源調配時一般依靠人為分配的方式，這種方法會造成人力和物力資源的大量損耗，同時還無法實現較高的效率。隨著5G網絡的發展，這也使得在數據的流量及承載上都得到了激增。因此如果沿用傳統的人為分配方式，將無法充分發揮出5G技術的應用優勢[1-3]。對此需要依靠自組織網絡技術，對網絡資源進行智能化部署和分配。在差異性的需求和承載力的基礎上，能夠讓附近的基站對資源進行自我調配，科學、有效地分配資源，使得網絡具有更強的自愈能力。

1.2.3 資源分發網絡

5G技術除了在車聯網和物聯網中的應用，還能夠在最短時間內進行音頻和視頻等數據流量信息的提供，滿足用戶需求。這種信息的傳輸也會給帶寬和網絡流量帶來較大的損耗。隨著流量的不斷增大，僅僅通過增設基站節點無法滿足對功率的需求，因此就要利用資源分發網絡技術，在應用5G網絡的同時增設一個新的層面進行資源的分發。這樣的方法也近似于互聯網的分布服務器，能夠利用系統針對節點的分析，在用戶附近的網絡服務器中進行有關資源和內容的存放，從而有效解決網絡擁堵問題。

1.2.4 信息中心網絡處理技術

為充分解決視頻和音頻等實時服務問題，僅僅依靠傳統的分發協議方法已經難以符合用戶對流量的需求。因此，在5G網絡中誕生了信息中心網絡處理技術，依靠對信息的傳遞和分發為用戶提供服務，而且通過該項技術還能夠具有更好的系統延展性，讓用戶能夠享受到更優質、快捷的網絡服務。另外，在互聯網技術中，云計算服務已經有了較長一段時間的發展，所以這項技術基本已經成熟，在很多領域中都有著一定的應用。

2 5G網絡無線通信資源的分配原則

2.1 保障服務質量

5G網絡所開展的無線通信數據的分析和采集是同時進行，大大減少了數據采集和分析的時間，同時系統能夠在用戶身份的基礎上開展智能化調節，避免出現干擾問題。在進行5G技術分配時，所要遵循的首要原則就是要向用戶提供優質的服務。相比較傳統通信系統，5G無線通信系統中的數據有較大比例都是多媒體數據，而且也逐漸增加了各個領域的業務內容，所以網絡模型具有較高的復雜程度，這也在一定程度上影響到了服務質量[4-8]。另外，無線資源管理和保障服務質量之間具有密切聯系。同時還需要依靠自組織網絡技術智能化部署和分配網絡資源，在差異性需求和承載力的基礎上能夠讓附近的基站對資源進行自我調配或科學有效的分配，讓網絡具有更強的自愈能力。

2.2 公平性原則

在無線資源分配的過程中，需要重點強調的內容就是資源分配的公平性。對于無線資源來說，并不能夠充分滿足所有用戶的需求，所以就要展開科學的規劃，盡量將資源進行公平配置。但是，在遵循公平性原則的同時，也會帶來網絡資源利用率的下降。出現這種情況的原因就是由于對于無線網絡用戶來說，其信道狀態的時間和空間頻率都具有較多的不同。信道狀態好的用戶在傳輸數據時沒有充分的無線資源，就使得狀態不佳的用戶不能有效利用資源，造成資源浪費，因此必須要同時考慮到公平和效率，確保能夠合理分配無線資源。

3 5G網絡無線通信資源的分配技術

3.1 低頻譜資源分配技術

5G網絡無線通信技術具有較高的頻譜利用率，而且具有較強的穿透力，能夠較少受到覆蓋范圍的局限。對于5G無線通信網絡來說，具有較快的傳輸速度，而且較為穩定，這也是其較大的優勢。隨著5G網絡的應用，能夠實現信號覆蓋率的提升，打破空間的局限，還能夠增強在數據處理時的能力。5G網絡無線通信技術具有強大的性能，在較大的應用場景能夠提供技術支持和保障，相比較以往的無線通信技術來說，在性能和底層頻譜的需求上都具有較大的差異，所以必須要在實際應用環境和業務類型的基礎上合理選擇對應頻段[9,10]。隨著LTE的發展，也采用了很多技術，如三載波聚合和高階射頻等，使得LTE具有更強的傳輸能力。LTE載波聚合如圖1所示。

圖1 LTE載波聚合

在低頻頻段就能夠實現新型技術的應用，而不用基于原有資源配置進行修改。因此，對于移動通信行業來說，可以在低頻段中演進4G的同時，持續推進5G資源的部署。但是要想讓無線資源能夠充分融合網絡技術，既要確保配置充分，又要利用更兼容的形式實現商業部署。從基站布置方面分析，為了充分發揮5G技術的優勢，需要布設更多數量的5G基站，形成如圖2所示的超密集異構網絡。

圖2 超密集異構網絡

通過有關分析和推測得知，5G網絡所需的基站相比較4G來說在數量上多很多，而且各個節點的間距都要保持在10 m之內，這樣才能夠符合標準。

3.2 高頻譜資源分配技術

在5G網絡無線通信傳輸的過程中，數據的傳輸要經過系統所選擇的信道來實現。如果所選擇的信道具有較快的速度，那么就能夠提高網絡傳輸的速度，防止產生網絡傳輸擁堵的問題。5G技術除了在車聯網和物聯網中的應用，還能夠在最短時間內提供音頻和視頻等數據流量信息，以滿足用戶需求。

對于高頻譜資源而言，其具有較強的指向性，而且流量密度高，所以較為適用于短距離的傳輸。要想實現更多數量帶寬資源的獲取，就要調整移動寬帶接入服務中的頻譜，之后還要在每一個移動網絡運營商中配置好物理帶寬，這樣就能夠對各個物理頻段進行使用和共享。基于高頻譜資源的特點，這也使得移動寬帶的覆蓋面積得到了一定程度上的縮減。另外，隨著頻率數值的加大，在電波的散射和穿透時也會產生更大的損耗，但是這部分損耗會由天線增益來彌補，所以在高頻譜資源頻段需要充分考慮非視距的傳輸環境。在這種環境下，主要依靠電波的反射來實現高頻段移動寬帶。現如今，隨著研究的不斷深入，對于高頻段的現存問題已經提出了有效的成本解決措施，具有能夠實現持續使用的物理頻段，在數據流量需求增加的同時也帶動了高頻率資源的增高。

4 結 論

在5G網絡中，無線通信資源分配技術屬于其中的關鍵技術。在進行通信資源分配時要充分考慮到用戶的服務體驗和質量，并遵循公平性原則，將低頻譜和高頻譜資源結合起來，實現5G無線網絡資源的合理分配，提高網絡服務質量。