5G無線網(wǎng)絡架構及關鍵技術

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　　5G網(wǎng)絡作為第五代移動通信網(wǎng)絡，其峰值理論傳輸速度可達每秒數(shù)十Gb，這比4G網(wǎng)絡的傳輸速度快數(shù)百倍，整部超高畫質(zhì)電影可在1秒之內(nèi)下載完成。隨著5G技術的誕生，用智能終端分享3D電影、游戲以及超高畫質(zhì)（UHD）節(jié)目的時代已向我們走來。

　　5G網(wǎng)絡架構設計原則

　　5G網(wǎng)絡架構設計應遵循以下三大原則：

　　第一、從剛性到軟性，從固定網(wǎng)絡（網(wǎng)元、固定連接、固定部署）到動態(tài)網(wǎng)絡（動態(tài)部署、配置、靈活連接）；網(wǎng)絡資源虛擬化；網(wǎng)絡功能的解耦和服務化。

　　第二、移動網(wǎng)絡IP化、互聯(lián)網(wǎng)化，實現(xiàn)與IT網(wǎng)絡互通融合；引入互聯(lián)網(wǎng)技術，優(yōu)化網(wǎng)絡設計（SOA，數(shù)據(jù)與計算分離）

　　第三、集中化智能和分布化處理，集中化智能是指功能集中優(yōu)化，為垂直行業(yè)提供個性化增值服務；分布化處理是指移動網(wǎng)絡功能靠近用戶，提高網(wǎng)絡吞吐量，降低時延。

　　5G無線網(wǎng)絡架構現(xiàn)狀

　　當前，國際上多個標準化組織如ITU、NGMN聯(lián)盟等都已經(jīng)開始進行5G網(wǎng)絡及其架構的研究工作。3GPP作為移動網(wǎng)絡標準最主要的制定方，5G網(wǎng)絡架構的設計將是其國際組織的重點工作，業(yè)界預期將在R14開始啟動相關工作。學術界、產(chǎn)業(yè)界如歐盟METIS、中國IMT-2020網(wǎng)絡技術工作組（包含中國國內(nèi)的運營商、研究機構、設備商、高校）等已經(jīng)開始著手這方面的討論。

　　5G無線網(wǎng)絡架構的研究主要從增強特定應用場合如高速列車、熱點場所、室內(nèi)環(huán)境等覆蓋以及吞吐量、增強用戶數(shù)據(jù)速率以及QoS需求、增強頻譜效率以及能量效率、降低網(wǎng)絡延時等方面入手，具體可以總結如下：

　　目前，5G研究仍處于需求制定和空中接口技術攻關階段，尚未提出明確的網(wǎng)絡架構。但總的看來，5G無線網(wǎng)絡架構存在兩條發(fā)展路線：一是綜合化發(fā)展，即“演進+創(chuàng)新”的路子，在演進型的2G/3G/4G多制式蜂窩網(wǎng)絡、以及短距離無線通信網(wǎng)絡的基礎上，融入創(chuàng)新型無線接入技術，形成綜合型的5G無線網(wǎng)絡架構。二是顛覆性發(fā)展，即“變革”的路子。

　　5G綜合化發(fā)展的路子，也可以說是5G彌補了4G技術的不足，在數(shù)據(jù)速率、連接數(shù)量、時延、移動性、能耗等方面進一步提升系統(tǒng)性能，。它既不是單一的技術演進，也不是幾個全新的無線接入技術，而是整合了新型無線接入技術和現(xiàn)有無線接入技術（WLAN，4G、3G等），通過集成多種技術來滿足不同的需求，是一個真正意義上的融合網(wǎng)絡。并且，由于融合，5G可以延續(xù)使用4G、3G的基礎設施資源，并實現(xiàn)與之共存。

　　移動網(wǎng)全球漫游、無縫部署、后向兼容的特點，決定了5G無線網(wǎng)絡架構的設計不可能是“從零開始”的全新架構。然而，5G無線網(wǎng)絡架構是一種演進，還是一種變革，將取決于運營商和用戶需求、產(chǎn)業(yè)進程、時間要求和各方博弈等多種因素。

　　在5G架構設計的需求以及可能的技術方面，已經(jīng)形成了一些共識。在需求方面，普遍將靈活、高效、支持多樣業(yè)務、實現(xiàn)網(wǎng)絡即服務等作為設計目標；在技術方面，SDN、NFV等成為可能的基礎技術，核心網(wǎng)與接入網(wǎng)融合、移動性管理、策略管理、網(wǎng)絡功能重組等成為值得進一步研究的關鍵問題。

　　目前基本架構已有初步共識：支持多種接入、降低不同接入方式和核心網(wǎng)的耦合、實現(xiàn)按需的組網(wǎng)、借力NFV/SDN技術。段曉東介紹稱，目前5G面向服務的研究架構其中最主要的特征有：耦合的控制面、功能模塊化、控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離、新的互聯(lián)方式、移動邊緣計算、網(wǎng)絡切片選擇。