5G高弹性节能网络系统

来自 搜狐网 的图片

5G高弹性节能网络系统随着互联网行业的迅猛发展，网络技术进入了交通、能源、娱乐、工业、智慧城市、医疗、农业、金融、教育等垂直行业，这些垂直行业为网络技术提出了新的要求。面对如今井喷式增涨的应用需求，4G-LTE(4th Generation Long Term Evolution，第四代移动通信系统长期演进)将会难以满足垂直行业的需求。第五代移动通信系统凭借高速率，大连接，低时延，高可靠性，以及灵活的网络切片来为各种垂直行业应用量身定制不同的技术方案，让世间万物智能连接。其中高速率是一个典型的应用需求，而第五代移动通信系统提出的密集组网技术可以以千倍的比例来提升单位区域网络容量，带来数十倍的系统能效提升，是满足速率需求的关键技术。随着小基站技术的成熟及产品的逐步上线，由于其尺寸小、重量轻、易部署、建站快等优点，小基站将逐步取代宏站成为网络精细化覆盖的主力军。据统计，目前小基站的市场规模已经超越了宏基站。宏基站覆盖范围广泛，从成本考虑，宏基站已经在全国建立了广泛的分布。因此，宏基站、微基站相互融合的异构网络将会成为社会的主要网络。

然而小基站的超密集分布会增加许多成本，大量微基站在同时工作时也会产生大量不必要的能耗。当微基站没有服务的用户时，保持开机状态会造成资源的浪费。从节能的角度出发，设计网络控制服务器控制密集分布的微基站的开启、关闭，从而节约待机能源，避免能量的浪费。当宏基站已经可以满足用户需求的情况下，就无需开启微基站，既节约了基站能源，又减少了切换开销，保证了用户体验。

通过已经成熟的技术，我们有能力拿到用户的位置和业务信息。利用用户的这些信息，解析出用户的实际需求，根据用户的实际需求来灵活地控制网络中微基站的状态，用户与基站之间的接入关系。这样，不仅能够保证用户的需求得到满足，同时还能节约能源，减少浪费。在面向5G密集组网的实际应用中，有着很大的意义。

本项目契合智慧服务系统（3S）的主旨，有望成为3S关键技术的一部分，具有很好的研究和开发价值。

目录

内容和技术

本项目拟搭建的网络场景如图1所示。4G基站为区域内用户提供广覆盖服务，5G基站根据用户实时的需求提供高速率服务。在5G小基站附近的用户如果有需要进行视频或者直播等业务，网络控制中心会激活对应的5G小基站来提供服务。否则让5G小基站处于休眠状态，以此实现网络的动态调整，在满足用户需求的同时一定程度上实现了基站的节能。

网络环境搭建

本项目拟通过4G、5G小基站eNB、核心网EPC、路由器、边缘计算服务器MEC、SDN交换机搭建一个内部专网。小基站和EPC通过交换机相连。EPC外接路由器接入英特网。用户手机可以接入专网内不同的基站。

系统功能模块

本系统拟实现的主要功能包括以下几个方面

（一）网络控制器与小基站间的信息交互。根据基站的心跳信令完成网络控制器对小基站的自动发现、握手过程以及小基站的配置参数和资源参数上报等功能。

（二）用户信息获取。在MEC侧利用一些机器学习算法分析出用户的业务类型。通过定位节点获取用户实时相对位置。

（三）知识匹配模块。用户在不同模块下id标识不唯一，建立数据库匹配不同的用户标识。

（四）网络控制平台决策。根据上传的信息做出决策来激活、去激活5G基站。在保证用户体验的前提下，实现节能动态覆盖。

（五）前端展示模块。网络控制服务器将基站的资源与负载信息、用户的位置与业务信息以及用户接入基站的状态实时展示。