5G無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

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　　5G網(wǎng)絡(luò)作為第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，其峰值理論傳輸速度可達(dá)每秒數(shù)十Gb，這比4G網(wǎng)絡(luò)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(shù)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(shí)代已向我們走來。

　　5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)原則

　　5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下三大原則：

　　第一、從剛性到軟性，從固定網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)元、固定連接、固定部署）到動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)（動(dòng)態(tài)部署、配置、靈活連接）；網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化；網(wǎng)絡(luò)功能的解耦和服務(wù)化。

　　第二、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)IP化、互聯(lián)網(wǎng)化，實(shí)現(xiàn)與IT網(wǎng)絡(luò)互通融合；引入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)（SOA，數(shù)據(jù)與計(jì)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(gè)性化增值服務(wù)；分布化處理是指移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)功能靠近用戶，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，降低時(shí)延。

　　5G無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)現(xiàn)狀

　　當(dāng)前，國(guó)際上多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織如ITU、NGMN聯(lián)盟等都已經(jīng)開始進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)及其架構(gòu)的研究工作。3GPP作為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)最主要的制定方，5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)將是其國(guó)際組織的重點(diǎn)工作，業(yè)界預(yù)期將在R14開始啟動(dòng)相關(guān)工作。學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界如歐盟METIS、中國(guó)IMT-2020網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工作組（包含中國(guó)國(guó)內(nèi)的運(yùn)營(yíng)商、研究機(jī)構(gòu)、設(shè)備商、高校）等已經(jīng)開始著手這方面的討論。

　　5G無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究主要從增強(qiáng)特定應(yīng)用場(chǎng)合如高速列車、熱點(diǎn)場(chǎng)所、室內(nèi)環(huán)境等覆蓋以及吞吐量、增強(qiáng)用戶數(shù)據(jù)速率以及QoS需求、增強(qiáng)頻譜效率以及能量效率、降低網(wǎng)絡(luò)延時(shí)等方面入手，具體可以總結(jié)如下：

　　目前，5G研究仍處于需求制定和空中接口技術(shù)攻關(guān)階段，尚未提出明確的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。但總的看來，5G無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存在兩條發(fā)展路線：一是綜合化發(fā)展，即“演進(jìn)+創(chuàng)新”的路子，在演進(jìn)型的2G/3G/4G多制式蜂窩網(wǎng)絡(luò)、以及短距離無線通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，融入創(chuàng)新型無線接入技術(shù)，形成綜合型的5G無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。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(bǔ)了4G技術(shù)的不足，在數(shù)據(jù)速率、連接數(shù)量、時(shí)延、移動(dòng)性、能耗等方面進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能，。它既不是單一的技術(shù)演進(jìn)，也不是幾個(gè)全新的無線接入技術(shù)，而是整合了新型無線接入技術(shù)和現(xiàn)有無線接入技術(shù)（WLAN，4G、3G等），通過集成多種技術(shù)來滿足不同的需求，是一個(gè)真正意義上的融合網(wǎng)絡(luò)。并且，由于融合，5G可以延續(xù)使用4G、3G的基礎(chǔ)設(shè)施資源，并實(shí)現(xiàn)與之共存。

　　移動(dòng)網(wǎng)全球漫游、無縫部署、后向兼容的特點(diǎn)，決定了5G無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)不可能是“從零開始”的全新架構(gòu)。然而，5G無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是一種演進(jìn)，還是一種變革，將取決于運(yùn)營(yíng)商和用戶需求、產(chǎn)業(yè)進(jìn)程、時(shí)間要求和各方博弈等多種因素。

　　在5G架構(gòu)設(shè)計(jì)的需求以及可能的技術(shù)方面，已經(jīng)形成了一些共識(shí)。在需求方面，普遍將靈活、高效、支持多樣業(yè)務(wù)、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)等作為設(shè)計(jì)目標(biāo)；在技術(shù)方面，SDN、NFV等成為可能的基礎(chǔ)技術(shù)，核心網(wǎng)與接入網(wǎng)融合、移動(dòng)性管理、策略管理、網(wǎng)絡(luò)功能重組等成為值得進(jìn)一步研究的關(guān)鍵問題。

　　目前基本架構(gòu)已有初步共識(shí)：支持多種接入、降低不同接入方式和核心網(wǎng)的耦合、實(shí)現(xiàn)按需的組網(wǎng)、借力NFV/SDN技術(shù)。段曉東介紹稱，目前5G面向服務(wù)的研究架構(gòu)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(dòng)邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)切片選擇。