时间：2023-10-12 09:32:17
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关键词：移动通信；网络维护；通信管理；管理技术
中图分类号：TB
文献标识码：A
doi：10.19311/ki.1672-3198.2017.16.088
移动通信已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分，他不仅推进了科技的进步，还保证了信息的通畅，改变了以往的营销模式。当然，科技信息的发展过程中难免会存在漏洞，移动通信网络维护与管理是降低通信网隐患的主要因素，为了促进社会的发展，保证人们的使用安全，笔者根据自身经验对该问题进行明确的分析。
1 移动通信网络维护管理中的问题
1.1 移动通信网络对安全的要求较高
移动通信结构相对复杂，组网和关键网络均需要实施特殊的保护，否则就会导致不良信息进入，影响网络的安全。随着我国移动通信的发展，移动通信需求增多，基站等基础设备大量上涨，这给维护带来了极大的麻烦，不能及时发现问题就会影响移动通信网络的质量。因此对于移动通信网络而言，应不断的进行技术更新，并提供有效的维护方针，但是目前的移动通信业尚未达到这一目标，设备的单元盘，尤其是其光元器件自身的温度敏感性，限制了其传输距离，增加了故障发生的可能性。
1.2 传输线路质量不高
传输线路是保证移动通信网顺利应用的途径，包括自检的传输线路和外包的传输线路。此时，代维公司的能力、管理以及解决问题的手段就会影响整个传输的质量，对于出租单位而言，要正确选择合作商，并对其代维公司的能力、管理水平以及线路本身的质量等因素实施地，进而保证线路传输的速度。目前的移动通信信息传输质量下降的主要原因就在于传输线路的管理水平低下，出租单位对代维单位的监管效率低下，导致其不能有效的排查系统故障。
1.3 管理人员的技术水平有限
我国移动通信的发展迅速，但人才培养的速度则明显滞后于通信业，对于通信的线路安装，通信的管理能力均较差。移动通信人员的培训较少，薪资水平也不高，因此很难留住人才，这使得移动通信业务停滞不前。此外，移动通信技术会随着科技的发展而不断更新，采用传统的维修技术而不更新，则很难适应通信业的发展，导致其管理维护水平低下。
2 加强移动通信网络维护管理的主要方向分析
2.1 提高网络规划的合理性
移动通信网络的可用性与可维护性是网络规划合理的主要方式，是网络规划的主要依据。对于移动通信发展而言，必须要建立有效的、可维护性强的规划措施。要求维护人员对移动通信网络进行定期分析，了解网络中存在的问题，并对故障进行整体的把握，保证移动通信的安全性和高效性，提高网络维护管理的工作效率，确保移动通信业的可持续发展。
2.2 将维护管理水平的提高作为重点
对于移动通信传输网络而言，虽然线路属于自建工程，但是维护往往是外包工程。这就需要通信公司确保外包业务的合理性，确保维护公司的实力，对其维护过程进行适当的监管。并且明确管理责任，将维护管理水平的提高作为公司的主要方向，通过相关制度的执行使移动通信网络维护成为企业工作中的一部分，并且要成为重要组成部分。
2.3 确保移动通信网络维护制度化的实现
移动通信网络要确保安全，必须将网络的运行状态作为基本的分析和监管对象，进而发现网络运行故障影响因素，及时调整移动通信网络的资源配置，系统运行状态。保证系统的动态性与安全性，对于移动通信网络而言，需通过网络维护的制度化来使其达到最佳状态，提高移动通信网络服务水平。
2.4 将人员的培训作为下一阶段的目标
随着信息化时代的到来，人才的综合素质决定了其对科技的掌握程度，对于移动通信而言，更需要专业的人才。因此在移动通信维护和管理过程中，还需要培养专业的技术人才，使其掌握现代化科技技术，对新设备的更新和分配进行了解，建立强大的移动通信网络管理维护系统，不断的探索新的维护技术，才能确保移动通信业的发展。
3 加强移动通信网络维护管理工作的有效策略
3.1 合理创建网络，落实预防性维护管理工作
对于移动通信管理而言，预防要重于处理，只有保证移动通信网络的合理构建和规划，才能最大程度的确保其安全性，保证其正常运行。并且还应做好预防性维护管理工作，保证移动通信网络的正常展开，及时发现故障和问题，及时处理。可以将维护的基本需求作为主要依据，科学创建并且要做好资源分配，及时更换或者维修存在问题的器件、线缆等，将移动通信网络的故障降到最低。
3.2 做好传输线路设备管理工作的有效措施
对于自建网络而言，企业较为熟悉，因此尽量委派自身人员进行维护和检查。但是目前的形势决定，多数的移动通信公司将其作为外包业务，这就要求其对外包公司进行检查，由外包公司承担维护的一切责任，将先例维护落实到单位和个人，并且要建立合理的考核制度，对维护管理水平进行评价，采取合同制的原则，对其进行管理，保证故障第一时间被清除。在管理水平上，目前我国移动通信业的整体管理水平不高，还需要进一步加强。传输线路是移动通信设备管理工作中的重点，因此需要将传输线束的维护单位任务落实到实处，保证移动通信S护业务的顺利进行。
3.3 实现移动通信网络分析的制度化
移动通信网络优化还需要对运转中的网络进行分析，包括对其负面影响，运行状态的分析，一旦存在问题应及时解决。对移动通信而言，要抓紧出入口，并通过适当的管理方式，时刻使其处于最佳运行状态。我们所谓的制度化将是移动资源正确的运行，管理资源充足，才能为客户提供最优质的服务。随着我国移动通信业的发展，4G网迅速占领市场，并且5G即将实现，这要求维护管理人员具有创新精神，能够及时的发展存在的问题，并且革新自身的技术水平知识储备，有效的实现室外移动通信网络的无缝覆盖。
3.4 EGSM频率的推广
EGSM频率主要用于应急通信中，由于移动通信业务庞杂，临时故障发生的概率高，因此必须提高通信的有效容量，才能确保移动通信结业务量的增加，并确保其稳定性。但是，随着基站的增多，移动通信网络密度增加，为了不影响通话，就必须在应急通讯车中使用EGSM频点。
3.5 提高管理人员的综合素质
上文我们提到，对于快速发展的的移动通信业而言，人才的培养应作为其基本目标而存在。为此，要求移动通信公司基于人才需求进行相关的培训，保证移动通信设备维修和管理过程总人才充足，对以往的人员分配不合理现象进行调整，并引进培训等级制度，保证移动通信维护人员工作积极性。并给予其广阔的发展空间。对新技术进行培训，要求每个维护人员掌握基本的移动通信技术，并且能够具有一定的管理能力，建立完善的企业网络维护与管理框架，推进其发展，确保其有效提高。
4 总结
总之，在我国移动通信业的发展迅速，同时也存在一定的安全隐患。对通信业而言，要做好必要的网络维护工作，并且要加强移动通信业的管理技术，保证运营商的可持续发展。其中包括，对基础设施的管理、新技术的掌握，故障的查找以及人员综合素质培训等。目前，移动通信管理处于发展阶段，企业对其强度逐渐增加，当然，还需要进一步的提高。
参考文献
[1]郭建英.数据通信网络维护与网络安全问题的探讨[J].科技资讯，2011，（26）.
[2]石磊.对移动通信网络维护管理存在的问题分析[J].电子世界，2012，（14）.
【关键词】 5G 移动通信 关键技术
我国已经进入100Mbps到10000Mbps的超宽带时代，视频流量成倍扩大[1]，5G移动通信技术也随之被提出。5G移动通信技术是面向2020年信息网络的第五代无线通信系统，与前四代技术相比，5G移动通信技术的典型特征具有超高速率，容量超大，从而实现全网融合。
一、5G移动通信概述
据估计，未来人们在任意地点移动速率都能达到1Gbit/ s。5G网络相比于4G网络，具有大规模MIMO、3D束波成型以及有源天线系统[2]，它的交换方式是分组转发，基站采用高频微蜂窝，提升系统容量，从而实现网络融合。5G网络具有以下特点：可以实现实时连接，具有良好的体验性和稳定性，并且在密集人群中可以保证通信质量。5G移动通信除了通信速率上的提升，还为用户提供了更好的体验。5G移动通信网络拓扑图如图1所示。
二、5G移动通信的关键技术
1、新型多天线技术。为了满足移动通信对数据流量的需求，提升频谱利用率尤为重要。由此产生了一种新型多天线技术――该技术可以保证通信质量以及提升频谱利用率，新型多天线技术在无线通信领域具有多方面应用。新型多天线技术能够提升空间分辨率，这样可以使大量用户在同一时间段进行通信，在基站密度不增加的前提下，大幅度降低发送功率以及减少干扰。因此，新型多天线技术在5G移动通信中起到关键作用，可以保证通信的可靠性、提升频谱利用效率并且降低通信能耗，未来在通信领域会得到普遍使用。
2、高频段的使用。在无线移动通信系统中，3GHz以下的频段能够较好地支持移动性以及具有较广的覆盖范围。然而这一区间内的频谱资源相对紧张，因此为了缓解频谱资源问题，应该使用3GHz以上的频谱资源，高频段的使用将是未来通信行业的发展趋势，这是因为高频段的可用带宽相对充足，设备小型化以及较高的天线增益。
3、同时同频全双工。由于传统无线通信手段不能实现同时同频的双向通信，因此具有一定的局限性，导致资源浪费。同时同频全双工技术在上/下行链路上可以同时同频进行双向通信，这样可以提升资源利用率。然而同时同频全双工同样面临干扰问题，在传输信号的过程中功率相差较大，会导致同频干扰以及自干扰，因此要想实现同时同频全双工技术，就应该针对降低干扰问题进行探讨。
4、设备间直接通信技术。移动通信技术针对降低干扰问题因此具有一定的局限性。由于通信系统的中继节点和基站的位置固定，因此网络拓扑不够灵活，系统的覆盖和边缘地区用户的体验成为亟需解决的问题。为了解决该问题，需要借助设备间的直接通信技术，该技术可以在近距离范围内进行直接传输，无需通过中间节点转发。设备间直接通信技术具有低能耗、低延迟以及高传输速率的优点，能够实现频谱资源的有效利用，提升无线通信质量，因此，设备间直接通信技术将是5G重点研究内容。
5、自组织网络。移动通信网络中会使用大量的人力资源，例如网络部署和运维等，这样造成效率很低，随着无线通信网络的不断优化，人们已经解决网络快速发展中所遇到的问题，为了提升网络部署质量，降低网络人力运维成本，提出了自组织网络的概念。自组织网络包括自配置和自愈合的概念，尽量避免人工干预，构建了更智能、统一的5G移动通信网络。
三、未来5G移动通信发展进程思考
本文对5G移动通信网络发展进行讨论，5G移动通信网络的关键技术包括新型天线技术、高频段技术、全双工同时同频、设备间的直接技术以及自组织网络，这些技术保证了通信的可靠性、提升频谱效率并且降低通信能耗，在未来会在通信领域得到普遍使用，但是仍存在一定问题，例如高频段器材使用相对不成熟，使用成本较高，同时同频全双工技术的干扰问题，都有待进一步探讨。因此需要进一步对移动通信网络进行研究，实现更智能的、统一的5G移动通信网络。
参 考 文 献
一、移动通信网络IP技术的应用发展现状
移动网络IP化的核心就在于将移动语音与信令承载于IP承载网络之上，这其中就包括了移动核心网路承载与控制分离、软交换设备的引入。从所涉及范围角度讲，移动通信网络IP化可以应用于网络的应用层面、承载层面、接入层面、核心网层面和维护管理层面，所以IP化改造应该是一个漫长且复杂的应用建设过程。
在新时代，移动通信的网络IP化改造是一种必然，因为随着网络技术的发展与演变，如果要保持网络业务的高继承性与稳定性，就必须强化对骨干承载网的建设。所以在2007年，国内移动通信运营商已经基本完成了对IP骨干承载网络的建设部分，并在2009年建设了以IP化软交换技术为主的3G核心网络。此时在3G网络建设的过程中，无线数据业务已经实现了对IP网络的承载。2013年，第四代移动通信标准4G业务正式开启，对网络的IP化改造也已经逐步走向成熟。
在未来，通信网络的发展与演变也会与IP技术所紧密相关，甚至整个移动通信网络都会向全IP模式发展，对技术的引进与网络架构的实现将逐渐从承载网转为边际网、从互联网逐渐转化为电信网、从TDM逐渐转化为以软交换为主的扁平化网络体系，而数据业务也会朝着全业务应用方向发展。所以说，IP化改造将使得网络技术应用超出互联网领域本身，并逐步渗透到移动通信网络领域的各个层面，逐步成为未来4G网络的主力核心架构与统一公共承载模式，即未来移动通信网络必然成为全IP通信网络[1]。
二、IP化改造的意义与总体原则分析
（一）IP化改造的意义
IP化改造作为新一代移动通信网络发展的必然条件，它所提供的各种业务必然会为未来开放型的网络奠定技术基础，使得整个国家网络系统更加趋于综合、多元化发展。因此，IP化改造后的网络必然支持更多类型的通信业务，例如以宏观范畴为主的公用和专用VPN业务、基于移动业务特性的固定业务、多媒体业务等等。甚至包括许多实时及非实时、单播及组播业务。因此基于这些不断扩增的多媒体业务及数据业务，移动通信行业必然需要扩大自身的数据流量，将来自于不同网络的资源整合优化起来，形成一套以分组式网络技术为主的新网络环境，进而提升运营商为用户提供业务服务支持的能力，同时也节约更多网络运营成本。
基于需求角度，IP化改造后的移动通信网络不但要能够支持传统通信网络以及分组网络业务之间的相互融通，也要支持诸如传统ATM、SDH和FR业务技术，并在网络结构上实现业务与控制的相互分离以及控制与承载的相互分离，成为能够具有真正独立性、灵活性的网络，所以本文总结了IP化改造的几点现实意义。
首先，下一代网络将具有极强的可运营性和可管理性，它能够为网络运营商提供一套较为方便和操作型更强的管理模式，例如对于用户、网元设备、网络资源、各项业务的管理等等。
其次，它会具有承载多业务的能力，将业务竞争范围扩大，并希望在网络中提供对更多业务的承载能力，从而降低基础网络建设所带来的高指标开销及运维成本。
再次，IP改造后的移动通信网络会为城市提供更高稳定性、高可用性的网络，从而保证网络业务的运营可靠性。届时，网络延时、延时抖动、丢包等状况也都会变成既可控又可预测的。
最后，从网络运营安全保障角度来看，改造后的移动通信网络将能够提供从端到端的安全，并能够具备一定的恶意攻击防御能力。而网络设备的抗攻击、用户业务保护与非法用户业务盗用防范也会变得更加专业化、高效化，所以IP化改造后的网络将更加安全，这也是它改造的现实意义所在。
（二）IP化改造的总体性原则
1.网络稳定性原则
虽然要进行大规模的网络IP化改造，但其前提也一定要以不影响现有网络运行环境为基础条件，对所进行的IP化改造设备实施较为严格的升级改造方案并考虑与其对应的风险，并设计与其对应的规避方案，最终目的即保证网络的长期稳定性。
2.业务继承性原则
IP化在改造过程中也必须考虑对现网中某些业务的继承性，绝对不能以降低网络质量和降低现网业务用户体验为代价，要在改造之前就考虑好对承载业务、电信业务、智能业务以及增值业务等等业务项目的考察，保证它们在IP化改造后的业务继承效能。
3.分类实施原则
由于IP化改造涉及对移动语音网的改造，所以为了确保全程全网实施，应该按照地区级别进行分类分区域性的网络化改造实施工作，尤其是重视对无线网络A接口、Gb、lu-Cs等接口的改造工作，并按照实际需求来进行分区域改造。
4.善用IP承载网原则
要遵循“近入IP、远出IP”的基本原则，充分利用IP承载网功能，将话务业务就近入IP网络之内，并在远端落地晚出IP网络，实现下一代网络组织的扁平化发展趋势[2]。
三、移动通信网络IP化改造的范围及流程
（一）移动通信网络IP化改造的范围
我国移动通信网络IP化改造的最终目标就是实现网络的全IP化，所以它所涉及的改造范围包括了基于Mc、Nb、Nc等接口的CS域，基于Gi、Gp、Gn等接口的PS域，以及lur、Gb、lu-cs、Abis的无线接口，另外还包括了基于MAP/CAP的信令网。（图1）
（二）改造流程
依照我国移动通信未来网络IP化改造的基本理念来看，IP化的改造流程基本可以分为三个步骤。
步骤1：实现全网范围的移动语音网IP化，将具有Nb、Nc接口的设备改造为带有MSC、TMSC所能达到的功能的设备。
步骤2：根据地区需求来实施对IP化改造的无线接入。需要根据需求来引入诸如Pool容灾技术来改造lu-Cs、Gb等端口，并同样将设备改造为涉及MSC、BSC、RNC端口的设备类型。
步骤3：根据发展成果来对网络IP化改造实施各项业务要求及信令，确保无线网络的全面IP化。例如结合标准协议来建设IP网络，并致力于对端口及业务平台接口的改造。另外在移动语音网方面也要实现IP化改造。
四、IP化改造后的注意问题及网络安全防范建议
（一）IP化改造后的注意问题
IP化改造后，由于软交换系统会引入大量数据及IT设备，并通过主系统及相关技术来完成对网络的基本架构和TDM制式转换，因此在网络IP化的改造建设过程中可能会涉及在组网规划、设备维护、网络优化、技术支撑以及网络问题安全方面的变革挑战，甚至在生产及管理环节都会遇到问题。因此在如此状况下，移动通信网络在IP化改造后需要注意以下几个问题。
1.故障定位复杂且解决过程漫长
IP化改造后的网络组网将趋于复杂化，所以一旦出现问题也将很难进行故障定位，问题解决时间也相对漫长。比如某省在网络维护过程中就遇到过通信不畅、信号中断等问题。但在网络人员对相关硬件、系统参数进行排查后却没有发现问题，所以为了快速恢复用户业务，就不得不重装系统，才使得业务恢复正常。但从设备维护成本角度看，这种故障排查及处理方式是有欠妥当的，不值得借鉴。因此故障定位难且难于维护是IP化改造后所必须要解决的问题。
2.不可预见因素多
由于采用了分离式架构，所以软交换网络系统在承载疏通IP相关信息时就很容易出现意外，比如某省在道路施工过程中就造成了路面塌方，使得地下光缆被压断。类似于这样的不可预见影响因素还有许多，他们都直接影响了移动通信网络的正常运营。
3.网络故障级联性大
上文提到，IP化改造后网络将趋于技术与结构上的复杂化，因此它的故障级联性也会相应增大。这也是因为IP化网络是一级关联一级的结构，所以只要任何一级出现故障，那么就会使得整个网络陷入瘫痪状态，形成连锁效应。比如某省移动网络的SGSN的MFS网元出现负荷过高，启动自我保护机制，并且不断向上一级网元发送错误信息包，又引起了上一级网元的拥塞，造成更大范围的网络故障。故如何防止故障范围影响的扩大也是保证网络质量的一个关键点。
（二）IP网络安全防范建议
1.强化集中维护体系
IP化网络改造以后，集约、精确、高效管理将成为全IP网络化管理的必然需求。基于设备数量不断增加、设备容量与网络规模变大的考虑，应该采用现代化技术提升管理体系的运维水平，以“集中控制、维护、管理、少局所、大容量、少人力、精管理”为改革思路，强化集中维护体系。比如说在网络运维作业中处理好企业信息化OA系统中所存在的关联性关系，将数据统计、与信息交流作为办公流程自动化与知识管理自动化的结合点，做好电子信息流的定制工作，确保网络资源的集中化管理质量。
2.做好质量评估
以交换设备运行质量为标准，建立良好的设备评估机制，将设备管理、维护与监控一体化，并实现标准流程模式。本文认为，基于软交换网络运行模式，应该实现IP化改造后网络的4个标准化，即故障处理标准化、实时监控标准化、日常维护标准化和质量评估标准化。
3.实现三网联动机制
按照IP化改造后核心网络的网络架构演进趋势，再基于上层业务需要与下层承载层QOS保证来确保各专业之间传统交换网络与耦合度、传输网络之间的紧密关系。由于IP承载网在专业传输特点上的差异性，并没有建立基于共同语言的沟通关系，所以应该基于先进网络管理手段建立三网联动机制，确保网络的高质量。其联动内容就应该包含了以承载网、割接、调整、故障处理和测试为主的信息共享机制；以承载网定期网络性能、链路符合等通报模式和提高AR-CE、CR-AR各个链路峰值带宽利用率为主的工程实施策略；还有以承接网网络资源表格统计与资源共享、系统和端口关联建立关系更新技术、故障快速定位排查处理为主的资源关联模式。保证对新网络系统的深度维护机制与精细化管理[3]。
本文此次针对该命题的研究将着重从当前绿色绿色无线移动通信技术的研究着手，探寻提高移动通信设备使用寿命及降低各种污染所带来不良影响的手段与方式，继而对其作出总结与思考，以为通信行业步入绿色化发展轨道提供帮助。
一、绿色无线移动通信技术的研究
1.1优化移动通讯的网络结构
随着我国国民经济进入到新常态经济发展阶段，节能减排成为了当前各行各业所面临的主要问题。对于移动通信行业来讲，推动其绿色通信步伐的关键之一在于构建出更加合理的、高效的网络结构，网络拓扑结构反映出了在移动通信网络之中各个用户的结构关系，是构建更加通畅的通信网络的第一步。同时该结构也是当前各种网络协议实现的基础条件，对于移动通信网络的整体性能、移动通信系统的可靠性与费用均存在着较为密切的关联性。当前移动通信业所广泛使用的总线结构尽管能够实现网络的有效沟通，但是不可避免的增加单位容量耗能，使得能源利用率相对较低。而简化现有的网络拓扑结构，在移动通信系统的发射端以及用户接收端之间分别使用众多的发射与接收天线，促使移动通信信号的能够通过众多发射端与接收端有效传输，在改善通信质量的同时，也在很大程度上充分利用了移动通信行业手中的空间资源，因而使得在不增加频谱以及移动通信跳线发射功率的情况下，成倍的提高了无线移动通信系统的信道容量。此外，现代化的多入多出技术（Multiple-InputMultiple-Output，MIMO）还能够将移动通信网络之中广泛分布的处理器核心、储存以及网络宽带资源予以有效整合，降低了整个系统对于电力能源的消耗，为移动通信企业节约了大量的建设及运维成本，因而该技术已经被社会各界所广泛关注并被认为是下一代绿色无线移动通信技术发展的核心技术之一。
1.2强化对光子技术的研发与应用
绿色无线移动通信的实施除了依赖于移动通信系统自身外，对于移动终端同样提出了较高的要求。特别是当前无线网络技术的广泛推广使用，更是凸显出了移动通信终端绿色化发展的急迫性。因而，本文认为，针对绿色无线移动通信技术的研究必须高度关注此方面内容，特别是将光子技术融入到移动通信终端的生产与应用之中，以此来提高通信系统的工作效率，降低移动终端自身能耗，为绿色通信做出帮助。光子CMOS技术主要作用在移动通信终端设备的物理层，通过将多种化学或者是电学元器件集成在一个系统上，使得各个元器件之间能够依靠光波导进行相互通信，在移动终端设备应用时，只需要将通信信号转换为光子，传输至另一部终端设备，之后将光子转化为电子，即可以实现二者之间的有效变换与沟通。此外，将光子CMOS技术应用在当前4GLTE手机上，并且与精简指令集CPU的硬件平台进行融合，从而提高移动终端设备续航能力的同时，为该终端产品价格与能耗的降低做出了突出的贡献。
二、对绿色无线移动通信技术的思考
当前绿色无线移动通信技术之所以无法大面积推广使用，本文在做出深刻反思之后得出了困扰该技术的原因集中在以下两个方面：首先，绿色无线移动通信技术尚处于研发阶段，并没有形成成熟的产品，因而在其社会价值与使用价值上仍然有待进一步商榷。由于移动通信系统当前已经涵盖到了社会经济的方方面面，在未经过实际检验之下贸然推广绿色无线移动通信技术，必然导致社会秩序的混乱，从而给国民经济发展带来不良影响。其次，价格并不具有竞争优势。由于技术尚未完全成熟，因而其所生产出来的试验品价格相对高昂，并且对于移动终端设备提出的要求随之提升。此种情况下必将导致通信行业客户大幅流失，从而不利于行业发展。所以，当绿色无线移动通信技术成熟之后，如何提高性价比将会成为困扰其推广使用的重要因素。
三、结论
关键词：5G移动通信；发展趋势；关键技术
一、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[1]。
二、5G移动通信的关键技术分析
（一）无线网络技术
（1）多载波技术。5G移动通信的数据速率非常高，最高可达1GHz带宽。现阶段移动通信中的OFDM技术在频谱效率、抗多径衰落等方面具有明显的优势，但是欠缺应用大范围带宽中空白频谱的能力。而多载波技术是基于滤波器组的，能够很好地解决上述问题。在该技术中，发送端是通过合成滤波器组来调制多载波的，接收端是通过分析滤波器来调制多载波的。该技术具有的特点：子载波能够单独处理，解决了子载波同步的问题；子载波不再插入前缀，也不再进行固定的正交，可以控制子载波间的相互干扰，干扰情况大大减少。所以，在5G移动通信系统分实现多载波方案的过程中，多载波技术起着非常重要的作用。（2）大规模MIMO技术。在无线通信系统的建设中，应用多天线技术可以提高系统的频谱效率以及传输速率等，使其更加安全可靠。MIMO技术能够利用发射接收天线来增加信道的容量。因此，天线数量的增加可以有效增加系统的容量。在基站中利用MIMO技术来设置大量的天线，如此一来，便可以在同一个时频资源中，为大量用户提供相应的服务；此外，MIMO技术可以提高空间分辨率；通过集中波束还能够减小干扰。（3）全双工技术。该技术可以同时、同频进行双向通信。在现阶段的无线网络中，发射信号会对接受信号产生自干扰，当前的技术手段是很难进行同时、同频双向通信的。而全双工技术可以降低不必要的无线资源的损耗，还可以更加灵活的运用频谱，提高5G移动通信的效益和性能。
（二）无线传输技术
（1）自组织网络技术。该技术指的是网络智能化，网络的自愈合、自配置、自由化等自组织能力大大提高，网络能够自动排障、优化、维护、部署以及规划等等，大大节省了人力资源。该技术改善了当前运维工作、人工部署而产生的成本以及人力资源的消耗。在通信网络中，自组织技术已经逐渐发展成不可或缺的技术，再加上网络深度智能化是5G移动通信系统网络性能的重要保障，所以，在5G移动通信的建设中，自组织网络技术所占的地位将越来越重要。（2）超密集异构网络技术。由于5G系统存在无线传输技术，所以其无线接入形式繁多。该技术具有较高的网络密集程度，所以，网络节点与终端的距离比较近，可以提高功率和频谱效率，还能提升系统容量以及灵活性。该技术虽然为5G移动通信提供了美好的前景，然而因为节点之间的距离缩短，系统中出现了各种的问题。所以，应当针对这一问题进行相应的改进。有线回传方式可以节省大量的资源，还可以对程序进行有效的简化，促进移动通信的进一步发展。
三、5G移动通信的应用场景
5G概念白皮书指出，低时延高可靠、低功耗大连接、热点高容量、连续广域覆盖是5G的四大主要技术场景。其中，低时延高可靠、低功耗大连接场景主要面向物联网业务，是5G新拓展的场景，重点解决传统移动通信无法很好地支持物联网及垂直行业应用的问题；热点高容量、连续广域覆盖主要满足2020年及未来的移动互联网业务需求。5G移动通信将满足人们在交通、休闲、医疗、工作、居住等领域的多样化业务需求，还将渗透到物联网及各种行业领域，和交通工具、医疗仪器、工业设施等进行融合，并能为用户提供在线游戏、云桌面、增强现实、虚拟现实、超高清视频等极致体验。结语随着时代的快速发展，预计在2020年，5G移动通信技术将被投入使用。该技术的出现使得人们的对网络的需求得到更好地满足，用户能够获得更好的业务体验。但是现阶段5G网络技术还处于研究的初期，相关部门应当全面了解并掌握与5G相关的关键技术，进而根据人们的生活需求，更好地开展研发工作。
参考文献
1.1优化移动通讯的网络结构
随着我国国民经济进入到新常态经济发展阶段，节能减排成为了当前各行各业所面临的主要问题。对于移动通信行业来讲，推动其绿色通信步伐的关键之一在于构建出更加合理的、高效的网络结构，网络拓扑结构反映出了在移动通信网络之中各个用户的结构关系，是构建更加通畅的通信网络的第一步。同时该结构也是当前各种网络协议实现的基础条件，对于移动通信网络的整体性能、移动通信系统的可靠性与费用均存在着较为密切的关联性。当前移动通信业所广泛使用的总线结构尽管能够实现网络的有效沟通，但是不可避免的增加单位容量耗能，使得能源利用率相对较低。而简化现有的网络拓扑结构，在移动通信系统的发射端以及用户接收端之间分别使用众多的发射与接收天线，促使移动通信信号的能够通过众多发射端与接收端有效传输，在改善通信质量的同时，也在很大程度上充分利用了移动通信行业手中的空间资源，因而使得在不增加频谱以及移动通信跳线发射功率的情况下，成倍的提高了无线移动通信系统的信道容量。此外，现代化的多入多出技术（Multiple-InputMultiple-Output，MIMO）还能够将移动通信网络之中广泛分布的处理器核心、储存以及网络宽带资源予以有效整合，降低了整个系统对于电力能源的消耗，为移动通信企业节约了大量的建设及运维成本，因而该技术已经被社会各界所广泛关注并被认为是下一代绿色无线移动通信技术发展的核心技术之一。
1.2强化对光子技术的研发与应用
绿色无线移动通信的实施除了依赖于移动通信系统自身外，对于移动终端同样提出了较高的要求。特别是当前无线网络技术的广泛推广使用，更是凸显出了移动通信终端绿色化发展的急迫性。因而，本文认为，针对绿色无线移动通信技术的研究必须高度关注此方面内容，特别是将光子技术融入到移动通信终端的生产与应用之中，以此来提高通信系统的工作效率，降低移动终端自身能耗，为绿色通信做出帮助。光子CMOS技术主要作用在移动通信终端设备的物理层，通过将多种化学或者是电学元器件集成在一个系统上，使得各个元器件之间能够依靠光波导进行相互通信，在移动终端设备应用时，只需要将通信信号转换为光子，传输至另一部终端设备，之后将光子转化为电子，即可以实现二者之间的有效变换与沟通[2]。此外，将光子CMOS技术应用在当前4GLTE手机上，并且与精简指令集CPU的硬件平台进行融合，从而提高移动终端设备续航能力的同时，为该终端产品价格与能耗的降低做出了突出的贡献。
二、对绿色无线移动通信技术的思考
当前绿色无线移动通信技术之所以无法大面积推广使用，本文在做出深刻反思之后得出了困扰该技术的原因集中在以下两个方面：首先，绿色无线移动通信技术尚处于研发阶段，并没有形成成熟的产品，因而在其社会价值与使用价值上仍然有待进一步商榷。由于移动通信系统当前已经涵盖到了社会经济的方方面面，在未经过实际检验之下贸然推广绿色无线移动通信技术，必然导致社会秩序的混乱，从而给国民经济发展带来不良影响。其次，价格并不具有竞争优势。由于技术尚未完全成熟，因而其所生产出来的试验品价格相对高昂，并且对于移动终端设备提出的要求随之提升。此种情况下必将导致通信行业客户大幅流失，从而不利于行业发展。所以，当绿色无线移动通信技术成熟之后，如何提高性价比将会成为困扰其推广使用的重要因素。
三、结论
关键词：移动通信网络；移动互联网；分流；本地疏导
Abstract： This paper describes offloading technology solutions that can be used in a 3GPP mobile network. These solutions can be used to offload traffic to the Internet close to the access network. They avoid wasted transmission resources between the core network and access network and reduce pressure on the operator during network expansion. This paper provides suggestions for actual network.
Key words： mobile communication network； mobile Internet； offloading； local breakout
无线通信的发展将人们带入一个资源无所不在的信息化时代，用户业务需求在很大程度上影响着移动通信网络的发展。当前，业务已经成为移动通信网络发展的主要驱动力。随着智能终端的普及，原本平行发展的电信业务与互联网业务开始步入融合阶段，电信网络进入了移动互联网时代。
在移动互联网时代中，用户业务越来越多地围绕数据而非语音展开。图1给出了普通终端用户与智能终端用户之间业务应用对比[1]。从图中可以看出，智能终端用户对数据或者互联网业务的使用程度已经远远超过了普通终端用户。对于发达国家市场的无线运营商而言，数据已经成为日益占主导地位的网络流量份额。据统计，在2009年度NTT docomo的数据流量已经达到网络总体流量的90%，沃达丰同期的数据流量也达到了网络总体流量的70%[1]。
当前由手机电视、手机游戏、VoIP、P2P等移动互联网业务所带来的移动数据流量也在不断增长中。据Cisco预测：到2016年，全球移动数据将增至每月10.8 EB，2011—2016年的移动数据年复合增长率为78%[2]。
现有的移动通信网络采用集中化控制与处理方式，业务的传输需要全程穿越核心网与接入网。随着大量移动互联网数据业务汇聚到核心网络，会对数据交换节点与网络传输造成很大压力。为满足数据业务需求而盲目地进行网络扩容与升级，将导致网络运营成本大幅上升，却不一定能够获得预期的收益，而通过网络结构的革新降低建网运维开销、改进网络性能才是解决问题的根本手段。在此需求的推动下，分流技术应运而生，成为第三代合作伙伴项目（3GPP）标准中移动运营商最为关注的课题之一。
分流技术的目的是在接入网侧将数据流量大的、非增值业务就近疏导至Internet网络，避免大量业务数据在核心网与接入网之间传输的资源浪费，有助于提高业务性能，降低移动通信网络面临的扩容压力并控制移动通信网络整体投资成本，能够缓解运营商数据业务带来的“增量不增收”的尴尬局面。
文章对分流技术在3GPP移动通信网络中的应用进行介绍，并通过具体方案分析，提出3GPP移动通信网络的改进模式，使得移动互联网的业务优势及接入优势能够更好的结合。
1 分流技术的应用场景
在3GPP网络中，用户可以通过宏基站或者是家庭基站接入网络，根据无线接入位置的不同可以实现宏蜂窝网络的分流和家庭基站网络的分流。其中家庭基站网络的分流还包括面向Internet网络的数据分流和面向家庭或企业本地IP网络的数据分流，具体有图2和图3所示的3种典型分流应用场景[3-4]。
图2中的场景1描述的是用户通过宏基站接入时的分流，运营商可以通过分流技术将部分业务在靠近用户接入网的地方分流到Internet网络，在此过程中数据流量不经过运营商核心网，能够节省系统的传输资源。分流技术将数据从地理/逻辑上更接近用户的节点路由出去，一方面能够避免数据流量给核心网带来持续压力，一方面由于就近为数据选择路由，可以提高数据的路由效率，还有可能因为避开核心网资源拥塞而提升用户的业务体验。
图3描述了用户通过家庭基站接入的两种分流实现。场景2中，用户通过家庭基站接入访问家庭或者企业本地网络内的IP设备（如打印机、数字多媒体服务器等）。场景3中，用户通过家庭基站接入访问外部Internet网络。通过家庭基站网络的分流技术，用户与家庭网络中其他节点或者Internet服务器间的数据传递可以在本地进行疏导，无需传递到核心网节点。这样可以在核心网资源最大化利用的同时，也能为用户提供更加丰富的本地相关业务，增加用户的“黏”度。
2 分流技术的实现方案
本节基于特定的分流场景提出不同的分流技术实现方案，并通过对方案的分析和研究，概括出方案的特点，为实际应用提供理论参考。
2.1 宏蜂窝网络的分流
2.1.1 网关选择方案
网关选择方案基于网络部署来实现，即在靠近无线接入网侧的位置部署大量的分组网关，运营商则通过为分流业务选择就近的分组网关来卸载流量，图4、图5所示为3G和LTE网络中的分流实现方式[5]。
核心网在归属用户服务器（HSS）中为用户的分流业务所对应的接入点名字（APN）配置分流属性，当用户发起网络连接建立时，核心网根据用户请求的APN属性、本地分流策略、网元能力等决定是否启动数据分流。在决定执行数据分流时，核心网使用用户当前位置信息（如用户所附着的位置区标志、基站标志等）向域名系统（DNS）查询靠近用户侧的本地分组网关，基于S-NAPTR机制来约束用户到网关间的最短用户面路径。
在选择到靠近用户侧的本地分组网关（L-PGW或L-GGSN）后，核心网建立专为分流业务使用的网络连接，用户分流业务数据通过本地分组网关进行疏导，对同时存在的核心网业务没有影响。网关选择方案适用于支持多网络连接的用户终端，对于仅支持单个网络连接的用户终端来说，也可以通过本地网关的路由转发功能实现数据分流，此时的网络连接上应同时承载着分流数据和核心网数据，本地网关将核心网数据路由到运营商自营的核心网网络，本地网关也可将分流数据路由到外部的Internet网络。
由于分流业务的执行与本地分组网关的位置密切相关，所以当用户移动出本地网关的服务范围时，分流业务会因网络希望为分流业务重新指定一个就近的本地分组网关而中断，此时不能保证数据分流的业务连续性。
综上分析，网关选择方案沿用既有的3GPP网络移动管理和会话管理功能即可实现数据分流，仅需要增强基于用户位置的DNS查询机制即可。方案同时适用于3G和LTE网络，通过对本地分组网关功能的扩展即可实现计费、合法监听等业务功能，属于移动通信网络长期演进过程中优先考虑的方案。
2.1.2 Iu-PS接口流量卸载方案
Iu-PS接口流量卸载方案通过在宏基站与核心网之间部署传输分流功能（TOF）网元来实现业务分流，TOF网元监控Iu-PS接口上的信令和数据，根据配置的分流策略决定数据是否要进行流量卸载，网络架构如图6所示[5]。
TOF网元作为一个新定义的网元，可以单独部署或者与无线网络控制器（RNC）、家庭基站网关（HNB GW）合设。TOF向RNC和SGSN提供标准的Iu-PS接口，向外部Internet网络提供标准的Gi接口。TOF支持与计费网关（CG）和合法监听网关（LIG）的标准接口，用于计费和合法监听。
网络配置业务对应APN的分流属性，当用户请求用于分流的网络连接建立时，核心网指示TOF网元对此分流连接对应的无线承载启动分流处理。TOF网元监控Iu接口上传递的非接入层（NAS）和无线接入网络应用部分（RANAP）信令，建立或者删除分流业务的上下文信息，通过深度包检测（DPI）机制对上行数据进行检查，根据配置的分流策略决定是否本地分流。确定需要分流的数据通过网络地址转换（NAT）处理后发送到外部Internet网络，下行数据通过GPRS隧道协议（GTP）协议封装到对应的无线承载中。
此方案支持单个网络连接上的部分业务分流，分流粒度可控，不影响同时进行的核心网业务。由于TOF网元是分流业务的锚点，当用户移动到与TOF网元无连接的宏基站后，分流业务下行数据无法路由至新的宏基站，因此不能保证分流业务的连续性。
Iu-PS接口流量卸载方案本质上依赖于对Iu接口上信令和数据的监控，由于LTE网络升级了对空口信令的加密，TOF网元无法读取S1接口上传递的NAS信令，因此该方案仅适用于3G网络，是解决移动通信网络分流的阶段性解决方案。
2.2 家庭基站网络的分流
家庭基站网络的分流分为面向Internet网络的数据分流和面向家庭或者企业本地网络的数据分流，虽然数据流向不同，但是可以通过相同的网络架构支持分流实现[6]，如图7、图8所示。
为支持家庭基站网络的分流，在家庭基站组成的本地网络中部署本地网关（L-GW），它可以与家庭基站合设或者分设。在3G网络中，L-GW与家庭基站间都使用直接隧道方式进行通信。在LTE网络中，当L-GW分设部署时，L-GW与家庭基站间使用S1-U接口，此时L-GW需要合设S-GW的功能。在实际的企业应用场景中，L-GW中的S-GW也可以单独分离部署，这种场景下L-GW仅具有P-GW的功能。当L-GW合设部署时，L-GW仅具有P-GW功能，采用内部接口与家庭基站通信。
网络通过配置APN的不同属性来区分面向Internet网络的业务分流和面向家庭基站本地网络的业务分流。当用户请求分流业务对应的网络连接建立时，核心网为用户选择部署在家庭基站本地网络内的L-GW支持分流数据的转发。L-GW的选择可以有两种方式，可以在家庭基站上配置L-GW的地址，然后通过Iu或者S1接口转发消息告知核心网，也可以由L-GW通过动态DNS机制配置到运营商的DNS系统中，由核心网通过用户接入位置进行查询。在确定L-GW后，核心网建立家庭基站与L-GW之间的承载级本地分流数据通道。在L-GW分设部署的场景下，采用类似直接隧道（DT）的建立方式建立L-GW与家庭基站间的数据连接。在L-GW合设部署的场景下，核心网在Iu或者S1接口上增加承载绑定信息，完成家庭基站上的无线承载与L-GW上承载的绑定，分流数据可以直接通过承载路由到外部网络。
L-GW作为家庭基站网络分流的网关，通过APN配置可以识别分流业务的不同，为面向Internet网络的分流业务和面向家庭基站本地网络的分流业务提供不同的业务控制策略，可以在家庭基站本地网络范围内支持分流业务连续性。
3 结束语
文章提出的分流解决方案适用于用户数据量激增的3G和LTE移动通信网络，在实现分流的同时不影响其他并行的核心网业务。分布式部署本地网关的分流思想基于移动通信网络的移动性管理和会话管理机制，功能扩展简单，适合不同的部署场景，满足移动通信网络演进的需求。TOF网元通过信令面和控制面的检测实现分流，对已有网关功能无影响，部署简单，分流粒度可控，但仅适用于3G网络，是阶段性的分流技术方案。上述方案都存在与用户位置相关的分流点，因此仅在一定范围内可以支持分流业务连续性。
分流技术能够同时兼顾移动互联网业务需求和用户体验，符合移动网络的发展趋势，是实现网络可持续演进与保证运营商利益增长的必要手段。目前分流技术的研究尚存在不足，对用户业务连续性的支持、分流粒度较为粗放等问题需要进一步的研究和探讨。
参考文献
[1] 摩根士丹利.移动互联网研究报告[R].2009，12.
[2] Cisco. Visual Networking Index： Global Mobile Data Traffic Forecast Update[EB/OL]. http：//， 2011-2016.
[3] TS 22.101. Service Principles [S].
[4] TS 22.220. Service requirements for Home NodeB （HNB） and Home eNodeB （HeNB）[S].
国内卓越信息技术解决方案服务商
移动通信技术从2G发展到4G甚至即将到来的5G，未来的升级换代越来越快，也使得电信网络变得更加复杂，多样化的电信业务形式和逐步升高的用户需求，对通信运营商的服务能力提出前所未有的挑战，电信外包业务也随之快速发展。
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