張 猛

（中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)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(shù)，具有高頻率和高速率的特點，是對4G技術(shù)的發(fā)展和延伸。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和推行，已經(jīng)讓移動通信進入了一個全新的發(fā)展階段。在5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的過程中，一項關(guān)鍵的技術(shù)就是無線通信資源分配技術(shù)，在資源分配時，也需要充分考慮很多因素和問題。

1 5G網(wǎng)絡(luò)無線通信的特點

1.1 5G自身特點

對于5G無線通信網(wǎng)絡(luò)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(wěn)定，這也是5G網(wǎng)絡(luò)一個較大的優(yōu)勢。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)信號覆蓋率的提升，打破空間的局限，還能夠增強處理數(shù)據(jù)時的能力。在5G網(wǎng)絡(luò)無線通信傳輸?shù)倪^程中，數(shù)據(jù)的傳輸要經(jīng)過系統(tǒng)所選擇的信道來實現(xiàn)。當(dāng)所選擇的信道具有較快的速度時，能夠提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣?，防止產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)傳輸擁堵的問題。5G網(wǎng)絡(luò)所開展的無線通信數(shù)據(jù)分析和采集都是同時進行的，可以大大減少數(shù)據(jù)采集和分析的時間，同時系統(tǒng)能夠在用戶身份的基礎(chǔ)上開展智能化調(diào)節(jié)，避免出現(xiàn)干擾問題。

5G網(wǎng)絡(luò)無線通信技術(shù)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(shù)并未完全脫離于3G和4G技術(shù)，而是將這兩種技術(shù)的優(yōu)勢結(jié)合起來，具有更好的服務(wù)性。相比較之前兩種技術(shù)，5G技術(shù)在覆蓋范圍上有了較大提升，而且信號強度和質(zhì)量也有所提高，能夠為更多用戶帶來便捷的通信服務(wù)。

1.2 5G技術(shù)特點

1.2.1 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

5G網(wǎng)絡(luò)的速度快，而且具有更寬的帶寬，這也是其一個關(guān)鍵性的特點，要想達到這一目標(biāo)，就要讓網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施具有更強的承載能力。隨著時代的發(fā)展，數(shù)據(jù)流量也呈現(xiàn)出暴漲的趨勢，所以要想將5G技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，就必須要布設(shè)更多數(shù)量的5G基站，即構(gòu)建超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。通過有關(guān)的分析和推測得知，5G網(wǎng)絡(luò)所需的基站相比較4G來說要多很多，而且對于各個節(jié)點，其間距都要保持在10 m之內(nèi)，這樣對區(qū)域內(nèi)用戶提供的技術(shù)支持才能夠符合標(biāo)準(zhǔn)。通過5G技術(shù)的應(yīng)用能夠在提高網(wǎng)絡(luò)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(jié)點施工問題等。

1.2.2 自組織網(wǎng)絡(luò)

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，在進行網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)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(xiàn)較高的效率。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，這也使得在數(shù)據(jù)的流量及承載上都得到了激增。因此如果沿用傳統(tǒng)的人為分配方式，將無法充分發(fā)揮出5G技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢[1-3]。對此需要依靠自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)上，能夠讓附近的基站對資源進行自我調(diào)配，科學(xué)、有效地分配資源，使得網(wǎng)絡(luò)具有更強的自愈能力。

1.2.3 資源分發(fā)網(wǎng)絡(luò)

5G技術(shù)除了在車聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，還能夠在最短時間內(nèi)進行音頻和視頻等數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)流量帶來較大的損耗。隨著流量的不斷增大，僅僅通過增設(shè)基站節(jié)點無法滿足對功率的需求，因此就要利用資源分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)的同時增設(shè)一個新的層面進行資源的分發(fā)。這樣的方法也近似于互聯(lián)網(wǎng)的分布服務(wù)器，能夠利用系統(tǒng)針對節(jié)點的分析，在用戶附近的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中進行有關(guān)資源和內(nèi)容的存放，從而有效解決網(wǎng)絡(luò)擁堵問題。

1.2.4 信息中心網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)

為充分解決視頻和音頻等實時服務(wù)問題，僅僅依靠傳統(tǒng)的分發(fā)協(xié)議方法已經(jīng)難以符合用戶對流量的需求。因此，在5G網(wǎng)絡(luò)中誕生了信息中心網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)，依靠對信息的傳遞和分發(fā)為用戶提供服務(wù)，而且通過該項技術(shù)還能夠具有更好的系統(tǒng)延展性，讓用戶能夠享受到更優(yōu)質(zhì)、快捷的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。另外，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，云計算服務(wù)已經(jīng)有了較長一段時間的發(fā)展，所以這項技術(shù)基本已經(jīng)成熟，在很多領(lǐng)域中都有著一定的應(yīng)用。

2 5G網(wǎng)絡(luò)無線通信資源的分配原則

2.1 保障服務(wù)質(zhì)量

5G網(wǎng)絡(luò)所開展的無線通信數(shù)據(jù)的分析和采集是同時進行，大大減少了數(shù)據(jù)采集和分析的時間，同時系統(tǒng)能夠在用戶身份的基礎(chǔ)上開展智能化調(diào)節(jié)，避免出現(xiàn)干擾問題。在進行5G技術(shù)分配時，所要遵循的首要原則就是要向用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。相比較傳統(tǒng)通信系統(tǒng)，5G無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)有較大比例都是多媒體數(shù)據(jù)，而且也逐漸增加了各個領(lǐng)域的業(yè)務(wù)內(nèi)容，所以網(wǎng)絡(luò)模型具有較高的復(fù)雜程度，這也在一定程度上影響到了服務(wù)質(zhì)量[4-8]。另外，無線資源管理和保障服務(wù)質(zhì)量之間具有密切聯(lián)系。同時還需要依靠自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能化部署和分配網(wǎng)絡(luò)資源，在差異性需求和承載力的基礎(chǔ)上能夠讓附近的基站對資源進行自我調(diào)配或科學(xué)有效的分配，讓網(wǎng)絡(luò)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(diào)的內(nèi)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(xué)的規(guī)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(wǎng)絡(luò)資源利用率的下降。出現(xiàn)這種情況的原因就是由于對于無線網(wǎng)絡(luò)用戶來說，其信道狀態(tài)的時間和空間頻率都具有較多的不同。信道狀態(tài)好的用戶在傳輸數(shù)據(jù)時沒有充分的無線資源，就使得狀態(tài)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(wǎng)絡(luò)無線通信資源的分配技術(shù)

3.1 低頻譜資源分配技術(shù)

5G網(wǎng)絡(luò)無線通信技術(shù)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(wǎng)絡(luò)來說，具有較快的傳輸速度，而且較為穩(wěn)定，這也是其較大的優(yōu)勢。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)信號覆蓋率的提升，打破空間的局限，還能夠增強在數(shù)據(jù)處理時的能力。5G網(wǎng)絡(luò)無線通信技術(shù)具有強大的性能，在較大的應(yīng)用場景能夠提供技術(shù)支持和保障，相比較以往的無線通信技術(shù)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(yīng)用環(huán)境和業(yè)務(wù)類型的基礎(chǔ)上合理選擇對應(yīng)頻段[9,10]。隨著LTE的發(fā)展，也采用了很多技術(shù)，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?qū)崿F(xiàn)新型技術(shù)的應(yīng)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(yè)來說，可以在低頻段中演進4G的同時，持續(xù)推進5G資源的部署。但是要想讓無線資源能夠充分融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，既要確保配置充分，又要利用更兼容的形式實現(xiàn)商業(yè)部署。從基站布置方面分析，為了充分發(fā)揮5G技術(shù)的優(yōu)勢，需要布設(shè)更多數(shù)量的5G基站，形成如圖2所示的超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

圖2 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

通過有關(guān)分析和推測得知，5G網(wǎng)絡(luò)所需的基站相比較4G來說在數(shù)量上多很多，而且各個節(jié)點的間距都要保持在10 m之內(nèi)，這樣才能夠符合標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 高頻譜資源分配技術(shù)

在5G網(wǎng)絡(luò)無線通信傳輸?shù)倪^程中，數(shù)據(jù)的傳輸要經(jīng)過系統(tǒng)所選擇的信道來實現(xiàn)。如果所選擇的信道具有較快的速度，那么就能夠提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣龋乐巩a(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)傳輸擁堵的問題。5G技術(shù)除了在車聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，還能夠在最短時間內(nèi)提供音頻和視頻等數(shù)據(jù)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(xiàn)更多數(shù)量帶寬資源的獲取，就要調(diào)整移動寬帶接入服務(wù)中的頻譜，之后還要在每一個移動網(wǎng)絡(luò)運營商中配置好物理帶寬，這樣就能夠?qū)Ω鱾€物理頻段進行使用和共享?；诟哳l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(shù)值的加大，在電波的散射和穿透時也會產(chǎn)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(huán)境。在這種環(huán)境下，主要依靠電波的反射來實現(xiàn)高頻段移動寬帶?，F(xiàn)如今，隨著研究的不斷深入，對于高頻段的現(xiàn)存問題已經(jīng)提出了有效的成本解決措施，具有能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)使用的物理頻段，在數(shù)據(jù)流量需求增加的同時也帶動了高頻率資源的增高。

4 結(jié) 論

在5G網(wǎng)絡(luò)中，無線通信資源分配技術(shù)屬于其中的關(guān)鍵技術(shù)。在進行通信資源分配時要充分考慮到用戶的服務(wù)體驗和質(zhì)量，并遵循公平性原則，將低頻譜和高頻譜資源結(jié)合起來，實現(xiàn)5G無線網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。