文摘
演化和升级的第五代移动通信技术,移动网络将支持一个更大的移动用户组和更加多样化的业务场景,大大提高互联网服务经验,完全支持IoT-aware应用程序。互联网的前沿的一切,无线接入网络在网络的演化起着重要的作用。新一代信息技术的不断创新,特别是大数据等技术的应用,云计算、人工智能、物联网,引发了一股在数字转换的企业。数字转换产生了深刻的影响着企业的生产经营活动,也改变了企业创新活动的组织和管理。从创新生态系统的角度来看,单个企业的数字转换导致的变化创新活动,将收敛和系统级出现新特点。本文的目的是研究5 g的全部场景交流访问在数字转换的中型和大型企业。本文首先无线接入网络的发展趋势,详细分析网络切片技术,并指出无线接入网络正在向5克。重要的在时代的发展面临挑战。基于自适应随机存取模型提出了本文提出了反馈自适应优化方法。这种方法估计真正的通过反馈和访问负载计算访问阈值通过访问负载。 Then, broadcast the threshold value to each user equipment through downlink broadcast. The results show that the normalized throughput rate of random access methods using AC-RACH and FC-RACH is higher than that of RA-RACH. Especially, when the arrival rate of user requests is getting higher and higher, the throughput rate of RA-RACH access will continue to decrease with the collision until it approaches zero. By comparing the key data of normalized throughput rate and access success rate, it is concluded that the feedback adaptive method has a significant performance improvement under heavy load conditions compared with the previous method.
1。介绍
数字技术和互联网的快速发展,大数据、云计算、人工智能、物联网为核心提供了新的技术路线和发展理念的创新生态系统的发展,吸引来自政府和企业的密切关注。如今,数据正在推动各行业的变化(1,2]。一方面,行业的数字转换是不可避免的。作为一种新的经济形式,数字经济逐渐促进行业的数字转换和整个社会通过数字技术或数字化(3,4]。另一方面,它是主流公司加入创新生态系统。紧急发展的新的信息技术导致了企业之间的竞争日益激烈,技术创新日益复杂的各种行业。很难依靠自主创新合同产品的所有技术创新。创新已逐渐从一个独立的和孤立的管理模型以一个独立的管理模式:信息技术platform-centered合作和开放创新生态系统管理模式(5,6]。
与欧美国家相比,我国的前几代的移动通信技术已经迎头赶上,但它正逐渐成为一个全球领先的5 g标准的研究和开发。近年来,在中国政府的领导下,主要通信公司和大学科研机构合作,积极部署5 g通信技术前沿领域,努力率先第五代通信技术标准的制定7]。2013年初,工业和信息化部发展和改革委员会、科学技术部带头在建立“mt - 2020(5克)推广组,”负责解决5 g研发和推广沟通和协调国家如欧洲、美国、日本和韩国建立良好的交流与合作机制,促进全球标准化和工业化的完成尽快。“mt - 2020(5克)推广组”在2018年启动了5 g试验产品,5 g试验网络,2019年计划推动的官方应用5 g网络在2020年。为核心的5 g晋升工作小组的成员,中国三大运营商积极推动5 g建设项目的实施;2016年,美国提出了开发5 g技术。当时,美国政府也提供了相应的资金5 g电信公司进行项目在四个城市8]。2016年10月,韩国最大的移动通信运营商SK电信宣布,他们已经建立了5 g移动网络研究中心在南Korea-5G操场和建立一个测试网络在2017年,成为世界上第一个5 g运营商(9]。此外,韩国电信(KT)完成precommercial使用5 g网络在多个冬季奥运会场馆,2016年完成了第五代通讯技术首次在2018年平昌冬季奥运会,成为世界上第一个国家,实现正式商业化5 g网络;的目标符合韩国的冬季奥运会,日本还计划商业化5 g移动通信服务在2020年东京奥运会之前(10]。
本文使用的研究方法使用脚趾框架的内涵企业数字转换和企业数字转换功能,总结了制造企业的影响因素的数字转换功能从技术、组织、和环境水平,并分析企业数字化制造企业的影响。它还提出了一种反馈自适应优化方法,最后通过仿真实验验证其性能。
2。整个场景5 g通信存取在数字转换的中型和大型企业
2.1。数字转换功能元素的中型和大型企业
数字转换的关键是中型和大型企业的能力,以适应环境的变化。第一个要求是有能力获取外部信息;此外,中型和大型企业还必须有能力进行合理的行动基于他们自己的资源。动态配置的能力,以保持竞争优势和能力改变内部组织水平的关键正是构建动态核心能力的中型和大型企业。因此,在中型和大型企业进入转型升级的新阶段,他们必须培养适应能力(11]。
2.1.1。数字转换技术能力的中型和大型企业
中型和大型企业的能力应用数字变换技术对数字转换的效果产生重大影响。数字基础设施功能普遍的特征。虽然他们不能直接帮助企业带来特殊的竞争优势,这些功能包括应用程序和相关设施的管理功能,间接影响公司的竞争力在数字转换。数字转换的技术开发和升级能力是指企业充分利用当前的新兴技术,开发新技术,或更新和升级旧的硬件和软件,帮助企业快速使用新技术,以提高它们的竞争力。改善企业获得的能力、创造和共享信息可以帮助企业部署、使用过程中,开发和利用信息资源以更有效的方式,提高企业研发效率,增强企业的研发优势。
2.1.2。数字管理功能的数字转换的中型和大型企业
企业数字化管理的继承和创新传统的组织管理。企业数字化管理吸收了传统管理的本质,和大数据的应用和发展,人工智能,和其他技术,它在管理理念方面取得了创新和突破,管理工具和管理方法。企业数字化管理功能是基于现代管理理论,系统理论,信息论,控制论作为管理方法,和新的digital-related技术作为手段,实现企业高效运作的能力计划,组织,领导和控制。数字管理能力直接影响到应用程序功能和实现企业digital-related技术和设备的影响。企业强大的数字管理功能可以有效地连接企业的内部和外部资源,打开企业数据链,并迅速回应和满足客户的需求。企业数字化管理功能可以充分展示企业管理信息集成的影响,反映质量管理水平的飞跃,并提供一个强大的数字依据企业内部业务信息的集成流。数字管理企业的组织包括公司的研发、生产、营销、人力资源、财务等职能部门。数字企业组织管理能力是实现全面数字化企业的生产经营管理,包括业务数据的数字化和数字化业务流程、生产自动化、数字化的管理决策和数字化的供应链。
2.1.3。组织变革能力的数字转换的中型和大型企业
作为主要参与者在数字转换企业,业务经理和员工产生直接或间接影响的影响数字转换的中型和大型企业应用数字技术的能力和掌握digital-related知识。优化组织结构,提高生产经营效率的关键点为提高数字转换功能的中型和大型企业。组织转型是内生力量的能力,以适应新的挑战和机遇,并确定传统企业的差异化发展的方向。公司的数字转换的能力首先取决于企业家的能力。
2.2。数字转换的角色在中型和大型企业的发展
数字化转型对企业的影响主要体现在以下方面。
首先,中型和大型企业的数字转换可以帮助企业实现成本降低和效率提高。实现企业生产控制的数字化和可视化可以帮助中型和大型企业取代人类管理与数字化管理,减少管理人员在测量和统计,实现精确管理,有效降低管理成本;可视化的生产统计数据也有效地帮助企业消除人员统计数据的缺点,促进企业建立新的分销模式基于生产大数据测量。的数字化物理企业将帮助企业突破时间和空间的限制,降低成本在采购、营销、物流、满足客户的个人需求(以零价格12]。
第二,中型和大型企业的数字转换有助于企业实现产品质量的可追溯性管理。中国企业生产的产品一般有问题,如产品质量差和低寿命。我国行业的高质量的发展需要提高产品质量是首要任务。企业的综合数字转换完成后,可以进行生产过程产品质量实现的基石的发现和治疗问题在生产过程中,也可以追溯到整个生命周期的产品质量,从而有效地保证产品质量,提高产品市场竞争力量。
第三,中型和大型企业的数字转换可以帮助企业提高他们的创新能力。理论家们普遍认为,企业的数字化生产柔性制造的基础,合作生产,规模定制,绿色制造,和其他制造业模式,帮助大、中型企业适应和满足客户的个人定制和规模定制,有效提高他们的创新能力。的有效协同技术创新和制度创新为企业已成为中型和大型企业的有效途径,以提高它们的竞争力在数字化转型升级的过程中,和相信技术学习可以驱动演化和升级的中型和大型企业。企业在信息技术的投资数字转换的持久动力,和数字转换的中型和大型企业还将加强他们的技术创新能力13]。
第四,中型和大型企业的数字转换可以帮助企业优化组织结构,促进管理创新。中型和大型企业的数字转换可以优化组织结构和提高操作效率和有效性。数码技术的发展增加了要求员工的技术能力和专业精神,但它可以打破原来的组织平衡,和企业组织已经改变了从“金字塔”“平”,减少信息传播、处理、组织和内部交易成本等。企业的数字化可以鼓励企业精简,软化他们的组织结构,促进企业内部信息传输的平滑度,,充分发挥员工的创造性。数字技术的发展和应用可以促进的变换中型和大型企业的管理技术,使企业的经营机制和管理方法更加协调,高效,及时,协助管理决策和提高公司的市场响应速度14]。
2.3。网络切片技术
在5 g时代,移动通信技术将会成为社会的数字化发展的催化剂,和许多垂直行业将完成数字转换,如行业4.0,2025年中国制造业和其他工业布局。因此,各种各样的新服务源自VR / AR和智能驾驶等垂直行业将迅速上升。因此,差异化的业务需求是一个重要的特性[5 g时代15,16]。为了实现定制的网络轴承为各种服务,网络分割成为一个关键的5 g技术。网络切片将服务于各行业的形式逻辑私有网络,和各种类型的服务将分享基本物理网络,从而降低网络建设成本,全面提高网络运营效率(17]。
从本质上讲,网络切片来定制一个虚拟载体网络服务,可以满足各种需求的服务的技术指标。业界达成共识部分生成步骤如图1,包括,首先,根据用户需求生成相应的虚拟网络,也就是说,数字用户指标转换成相应的网络拓扑和资源需求;其次,生成的虚拟网络映射到物理网络,然后改变和调整片资源配置和网络连接根据用户需求。
当前网络切片技术的研究主要是针对一个单一的技术维度如无线或光学,和未来5 g无线接入网将面向融合网络的无线、光学、和计算协作。因此,如何构建端到端网络分割是一个重要的未来研究的焦点。此外,在本质上,片是基于虚拟网络的形成。因此,大多数跑切片工作是热衷于讨论的问题“片虚拟网络映射,”而“虚拟网络设计”的研究仍相对空白。因此,如何根据业务需求设计切片虚拟网络在未来是一个重要的研究方向,切片概念的生命力(18]。
2.4。无线接入技术
2.4.1。大规模分布式天线技术
多输入多输出(MIMO)技术充分利用空间资源的配置多天线收发器一端提供多路复用增益,一方面,提高频谱效率,另一方面,分集增益,提高系统的可靠性。与交流的不断增加利率,MIMO技术已经成为了5 g领域的主流技术。通常在4 g系统中,基站配置较少的天线,因此MIMO技术的性能潜力没有得到充分挖掘。针对上述问题,提出了大量的米姆(mMIMO)的概念。mMIMO系统,每个基站安装数百个天线充分利用空间资源,可以为多个用户提供相同的时频资源。此外,mMIMO系统可以显著提高网络覆盖的灵活性,并提供覆盖在不同的场景中通过水平和垂直覆盖特征(19]。
2.4.2。毫米波通信技术
毫米波将成为一个重要的技术选项5 g移动通信通过其优势超大型频谱带宽。毫米波(mm波)通信是使用毫米波作为信息传输的载体(30 GHz∼300 GHz),大容量的优势,狭窄的光束,方向性好,和更少的干扰。5 g网络部署计划,低频波段宽覆盖和高流动性是主要选择通信的应用程序。然而,由于低频频谱资源有限,mm波将作为补充低频5 g通信技术,可以增加系统容量的热点地区。
2.4.3。超密度网络
为了满足5 g超大型数据流量和超高用户速率要求,除了扩大无线频谱和天线规模扩张,超密度网络(UDN)将会是另一个有效的解决方案。UDN和传统蜂窝网络之间的差异主要反映在密度和类型的接入点(AP)。一方面,UDN网络包含成千上万的APs每平方公里,而传统的蜂窝网络包含最多3到5基站。单个AP UDN网络只连接到一个或少数活跃用户,而单个基站在传统的蜂窝网络可容纳成百上千的活跃用户在同一时间。另一方面,有多种类型的美联社网站UDN网络,如微蜂窝技术,中继站,aau,甚至用户本身可以作为一个美联社,而宏观基站是唯一类型的无线站点在传统的蜂窝网络。此外,异构拓扑中,不规则的覆盖率,宽带、低流动性,和超高数据速率特征区分UDN从传统蜂窝网络(20.]。
2.5。基于5 g包切片技术和Lo Ra广域网技术完整无线感知网络隧道状态
这个计划采用核心network-backhaul网络底层station-terminal模型建设,包括核心网络建设、基站建设、回程网络利用现有的本地传输网络,和扩展相关的董事会。
2.5.1。核心网络
核心网络部署在武汉供电公司的计算机房。为了实现物理隔离的部门服务,它需要被部署在后期根据分歧。这一次,一个核心网络部署。通过E2E切片技术,不同的资源划分,用来携带I / II和III / IV区域业务。5 g核心网络控制平面网络元素包括访问和流动性管理功能(AMF)负责终端移动性和访问管理;会话管理功能(SMF)负责对话管理功能;统一数据管理(可以)负责3 gpp AKA认证凭证生成,用户识别处理、合同管理、等;身份验证服务器函数(g)负责3 gpp访问和non-3GPP访问身份验证;策略控制功能(PCF)负责统一政策控制;网片选择函数(社保基金)选择为用户服务网络切列(21,22]。
2.5.2。基站
这一次,一组5 g BBU V9200(模型)安装在主控制室的和平变电站,和一个AAU(模型A9611A)是安装在和平变电站建筑的屋顶覆盖周边地区的和平变电站的主变压器设备。在建筑的屋顶,皮革电缆路由到主控制室。BBU和AAU通过光纤连接。传输设备在主控制室BBU和变电站通过通用光学互连端口与核心网络通信。为了实现共享5 g基站在变电站与运营商,需要铺设光缆从变电站到附近的塔。基站是注册在不同核心网络通过不同的时钟控制董事会,如图2。
2.5.3。回程网络
由于OLT设备是安装在变电站,还有光缆从变电站电缆隧道和车站,分光器和ONU设备部署在隧道。基站连接到ONU设备通过以太网端口。
2.5.4。终端
这个应用程序场景主要业务回程在变电站,隧道监控、巡逻机器人和远程操作,视频回程,等。主要部署终端5 g无线CPE设备、相机、等,通过以太网端口连接到终端服务。回到核心网络通过基站。
通过5 g片管理模块,核心网络切片根据不同地区服务,分为不同的PLMN数字。终端标识不同的核心网络片通过PLMN数量和最终传送到不同的服务主站系统。
,目前,只有运营商5 g频率点,运营商也面临着许多实际问题5 g通信系统的建设。(1)基站的安装密度大大增加,以及基站的安装位置不能满足(2)基站电源的年度成本将大大增加系统建设投资(3)光缆的建设在城市地区受到严格控制,和很难建立光缆在相当一部分的城市地区,导致没有信号覆盖在许多领域(4)外部环境是严酷的,设备通常需要忍受环境如风力、阳光、雨、高温,室外安装设备的保护水平有很高的要求(5)设备需要定期检查人员,消耗很多人力
配合电力建设共享基站、电力可以为运营商提供下列条件:(1)电可以为基站和终端,提供电源和产生的电费可以解决输电线路损失。(2)电力可以提供分销网络光缆运营商渠道使用和解决问题,运营商不能添加新的光缆在城市地区。(3)电力提供自有属性比如环网柜,中转站,变电站安装基站和终端的安装。同时提供安装环境,它可以相对减少终端保护水平要求和节约成本。(4)自环网柜,打开和关闭电台,和其他自有属性也将安排专门人员定期检查,及时更换有缺陷的设备不会影响终端访问。
2.6。访问优化算法
在系统的操作,实际的负载和它的估计量由于nonreality估计脱节,导致系统性能的退化。为了能够正确的这部分偏差,提出了一种基于反馈的自适应随机存取方法,它使用闭环反馈控制系统的输出。为方便使用,使用而不是 ,和使用而不是 。
为了能够解决G(k),我们可以考虑实际的系统吞吐量输出值和预期的系统输出值解决差异。假设:
其中,是实际的负荷估算值,参考模型指的是理想模型,输入后系统可以获得最佳的输出负载评估价值。是理想的输出值。
调整后的输入值,是实际系统的输出值。为了最大化吞吐量的系统,你需要
为了达到最大输出值的控制对象,之间的关系和和必须要求。使输出误差函数实现e(k)= 0。
3所示。仿真实验
3.1。这个实验的目的
本文分析了随机存取在大规模连接场景中存在的问题,然后提出了一种基于自适应反馈自适应随机存取策略随机访问模式,从而使网络吞吐率。它不会降低线性增加的用户数量。当用户负荷大于最优负荷,自动调整连接用户的数量始终保持最大值附近的网络吞吐率。平均延迟只会增加线性增加的用户数量,这是nonpolynomial相比原来的延迟。有一个巨大的进步在增长。
3.2。模拟场景和参数设置
本文使用LTE的随机存取过程定量分析LTE的吞吐率和吞吐率的仿真图。然后,介绍了自适应随机访问模式,并在此基础上,提出了反馈自适应模型。为了能够更好地验证性能的各种模型之间的关系,现在我们准备建立一个基站多用户随机访问模式。
3.3。参数设置
为了能够更好地验证性能的各种模型之间的关系,现在我们准备建立一个基站多用户随机访问模型。系统的关键仿真参数如表所示1:
不同的上行和下行比率td - lte技术将产生更大影响访问用户的数量。目前采用的配置2更常用,所以随机存取周期时间设置为5 ms。前言的总数是64,需要分配给noncontention访问和争用随机存取。当用户在随机访问失败,当前LTE使用统一退下,新模型使用随机访问。用户访问到达率的波动幅度是指的范围估计用户访问到达率之间的差异和实际的用户访问到达率。避免使用概率。每个问题的访问次数不是无限的,它会停止当失败的数量达到一定的次数。为了确保计算结果的准确性和稳定性,不可能确定最后的结果只有一个仿真结果,但计算的总平均值在一段时间内。用户访问到达率是指有多少用户发起单位时间内随机存取。用户访问到达率的波动幅度是指的范围估计用户访问到达率之间的差异和实际的用户访问到达率。
3.4。性能评价指标
在随机访问性能的评价,只有最重要的两个参数。一个是渠道的规范化的吞吐率,,另一个是用户访问成功率。
3.4.1。英吉利海峡的规范化的吞吐率
渠道的规范化吞吐率代表传输带宽的比值被用户的成功传输到单位时间的总带宽。传输带宽占用的带宽是由序言代码和数据带宽。
3.4.2。用户随机存取的成功率
随机访问失败后,用户再次发起访问,直到达到的最大值。如果用户没有成功访问系统,认为访问失败了。
4所示。仿真结果和数据分析
分析结果之前,首先,确定一个缩写名称为每个访问模型便于后续的比较。使用预留的阿罗哈瑞秋(RA-RACH)代表LTE随机存取方法,自适应控制瑞秋(AC-RACH)代表自适应访问方法,和Feedback-adaptive控制瑞秋(FC-RACH)代表反馈自适应访问方法。以下将分析规范化吞吐率和用户访问的成功率。
现有的LTE随机存取过程分为两类:一个是争用型随机访问,另一个是noncontention类型随机存取。竞争随机存取方法是基于时间段预约ALOHA协议。时间段预订协议随机存取过程分为两个步骤。第一步是资源预订,第二步是数据传输。
自适应控制瑞秋发行一个访问阈值概率通过广播渠道当访问用户的数量在访问过载时间间隔。只有当用户在这个阈值概率随机存取过程将启动。如果你不在这,你会放弃这次的访问过程。ACB观念在2001年被首次提出,然后它被学者修正和扩展。
这意味着,在系统的操作,由于nontrueness的估计,实际的负荷及其预计金额倾斜,导致系统性能下降。为了能够正确的这部分偏差,提出了一种基于反馈的自适应随机存取方法,它使用闭环反馈控制系统的输出。
4.1。规范化的吞吐率
规范化的吞吐率是一个重要的指标来衡量随机访问,直接显示了随机接入过程的质量。规范化高吞吐率表明,系统有很强的访问能力,可以用有限的时频资源推动更多的设备。RA-RACH用户增加到一定数量时,会发生严重的冲突,导致可怜的访问功能。AC-RACH和FC-RACH方法没有这个问题。具体的仿真图见表2和图3:
从图可以看出3规范化的吞吐率的随机访问方法使用AC-RACH和FC-RACH高于RA-RACH。特别是,当用户请求到达率越来越高,RA-RACH访问的吞吐率将继续减少碰撞,直到接近零。AC-RACH FC-RACH保持最大值附近的规范化吞吐率通过抑制一些用户的实时需求,从而实现系统的优化。与AC-RACH相比,FC-RACH有更多的反馈来调整输入和补偿负载连接到一个位置的估计值更接近真实的负载。在这个时候,选择的控制阈值系统更准确,这提高了吞吐率。
4.2。用户访问成功率
用户的随机访问成功率也是一个需要考虑的指标。当问题设备上传数据的过程中,如果总是有一个访问失败,它将极大地影响用户体验。访问成功率主要受到碰撞的影响。具体的仿真图见表3:
从图可以看出4RA-RACH用户访问的成功率降低随着用户数量的增加。当用户的数量很低,负载轻,RA-RACH, AC-RACH, FC-RACH访问成功率更高。然而,随着负载的增加,RA-RACH将迅速下降到零。AC-RACH的成功率和FC-RACH基本上可以保持在一个固定的范围内。精确是因为AC-RACH FC-RACH可以控制用户的访问,在那里他们可以保持高的成功率。可以看出,当AC-RACH的访问成功率和FC-RACH大约是3,访问成功率突然不再变化。这是因为最优阈值加载值大约是3。当超过这个值,AC-RACH和FC-RACH将立即调整通过阈值概率访问用户的数量。访问方法使用AC-RACH和FC-RACH明显比RA-RACH在重负载的情况下。的访问成功率FC-RACH AC-RACH的相似。 This is because when the estimated access load of AC-RACH is greater than the actual access load, the number of controlled user accesses is less than the optimal access load. At this time, the success rate of user access will increase, and vice versa.
4.3。普通用户访问延迟
在延迟的计算过程中,只有退下造成的延误影响的计算观点冲突。相对于其他类型的延迟,这部分是最重要的。具体时间延迟比较图所示表4。
如图5,它可以看出AC-RACH FC-RACH比RA-RACH有明显的优势。当用户的随机访问到达率增加,延迟展品nonpolynomial指数增加。然而,延迟增加AC-RACH FC-RACH方法类似于一个线性增加。FC-RACH可以更好地控制访问阈值,可以处理更多的用户在同一时间,和访问延迟不超过AC-RACH。当用户访问数量的增加在一定程度上,AC-RACH和PC-RACH将有明显的优势,而RA-RACH很难能够正常访问和使用。
5。结论
在未来,移动服务的类型将变得越来越多样化,和沟通将不仅局限于人。各种各样的新的移动设备将超过现有设备的数量和功能。为了满足不断增长的用户带宽需求在5 g时代,适应新服务的发展趋势,全面提高网络性能,5 g通信正逐渐演变成一个融合网络,这是体现用户的无线接入和融合的光传输的数据。数字转换功能的企业也是一个中型和大型企业动态能力适应当前不断变化的市场和使用数字概念、技术和方法来提高市场竞争力。有必要5 g通信访问full-scene应用程序。
数据可用性
数据基础的研究结果中可用的手稿。
的利益冲突
没有任何潜在的利益冲突在我们的纸上。