滕張岷

國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司水電分公司 湖南長(zhǎng)沙 410000

4G網(wǎng)絡(luò)的普及，使我們?nèi)粘痰某鲂?、工作和生活等更加便利。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截止到今年上半年，使用手機(jī)上網(wǎng)的用戶已經(jīng)高達(dá)12.2億人，而使用4G網(wǎng)絡(luò)的用戶已經(jīng)高達(dá)9億人。使用的人數(shù)過多，就給4G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行帶來了更大的挑戰(zhàn)。5G網(wǎng)絡(luò)在試用期間，其優(yōu)勢(shì)逐漸顯露出來。

1 5G部分關(guān)鍵技術(shù)

1. 大規(guī)模MIMO技術(shù)

傳統(tǒng)的TDD網(wǎng)絡(luò)的天線基本是2天線、4天線或者8天線，而大規(guī)模MIMO技術(shù)的通道數(shù)達(dá)到64/128/256個(gè)。該技術(shù)適用于宏蜂窩小區(qū)和中心基站。

1.2 超密集組網(wǎng)（UDN）

在5G的典型熱點(diǎn)高容量典型場(chǎng)景中，為了實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的高流量密度、高峰值速率、高用戶體驗(yàn)速率，將采用宏微異構(gòu)的超密集組網(wǎng)架構(gòu)進(jìn)行部署[1]。

1.3 新型多址技術(shù)

以PDMA、SCMA和MUSA為代表的新型多址技術(shù)通過多用戶信息在相同資源上的疊加傳輸，在接收側(cè)采用先進(jìn)的接收算法分離多用戶信息，相比于OFDM，不但可以提供更高的頻譜效率，支持更多的用戶連接數(shù)，還可以有效降低時(shí)延。該技術(shù)可以作為未來5G系統(tǒng)的基礎(chǔ)性核心技術(shù)之一。

1.4 新型多載波技術(shù)

基于濾波器組的正交頻分復(fù)用（FB-OFDM）技術(shù)，即在收發(fā)端通過多相濾波器進(jìn)行子載波級(jí)濾波，簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，能根據(jù)不同場(chǎng)景的需求側(cè)重點(diǎn)，選擇合適的波形函數(shù)調(diào)制發(fā)射數(shù)據(jù)，從而靈活地適用于不同的業(yè)務(wù)。

1.5 認(rèn)識(shí)無線電技術(shù)（CR）

認(rèn)識(shí)無線電技術(shù)就是在不產(chǎn)生干擾的前提下，終端通過對(duì)頻段進(jìn)行持續(xù)的頻譜偵聽，獲取某一頻段在時(shí)域、頻域、空域的使用空隙，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)頻譜見縫插針的利用，提高了頻譜利用率。

2 5G核心網(wǎng)及無線網(wǎng)絡(luò)搭建

2. 核心網(wǎng)

5G網(wǎng)絡(luò)以SA作為目標(biāo)架構(gòu)，初期采用NSA架構(gòu)進(jìn)行規(guī)模試驗(yàn)，產(chǎn)業(yè)鏈成熟后，采用SA架構(gòu)進(jìn)行規(guī)模部署。NSA階段，對(duì)于有切片需求的區(qū)域，可采用NSA/SA雙模組網(wǎng)，支撐2B（政企客戶）業(yè)務(wù)發(fā)展。NSA組網(wǎng)是以現(xiàn)有的LTE接入和核心網(wǎng)作為移動(dòng)性管理和覆蓋的錨點(diǎn)，新增5G接入的方式。引入雙連接概念，信令面由主站處理，用戶面可選擇走主站或者從站，以O(shè)ption3為例，LTE做為主站，5/4G互操作由主基站控制完成。SA組網(wǎng)，是指5G—NR獨(dú)立組網(wǎng)，直接接入5G核心網(wǎng)。終端同時(shí)只保持4G或5G的用戶面連接，4G和5G可采用切換流程進(jìn)行互操作，可能涉及4G/5G核心網(wǎng)間互操作[2]。

2.2 控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離

當(dāng)前，運(yùn)營(yíng)商的4GEPC核心網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)使用的是S-GW與P-GW合設(shè)的設(shè)備，形成一種Serving—Area覆蓋整個(gè)省的業(yè)務(wù)。在用戶端發(fā)起移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)后，可以通過eNodeB向運(yùn)營(yíng)商做好IP承載網(wǎng)接入工作，在省會(huì)匯聚業(yè)務(wù)流量后，再向S-GW/P-GW接進(jìn)，之后將其從移動(dòng)網(wǎng)轉(zhuǎn)出來，更加方便用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)。5G核心網(wǎng)運(yùn)用用戶平面與控制平面全部分離的架構(gòu)，其主要優(yōu)勢(shì)在于控制平面功能模塊可以在省會(huì)進(jìn)行集中部署，科學(xué)調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)平面的資源；就用戶平面網(wǎng)絡(luò)功能模塊來講，其能夠結(jié)合實(shí)際需求運(yùn)用分布式方法或者集中方法，合理的部署。如果用戶平面功能下沉至邊緣DC，就能夠?qū)崿F(xiàn)本地流量分流，且減少端之間的時(shí)延。

2.3 網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化和網(wǎng)絡(luò)切片

切片技術(shù)是5G網(wǎng)絡(luò)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，讓其可以實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景和業(yè)務(wù)類型，根據(jù)需求科學(xué)定制網(wǎng)絡(luò)。5G核心網(wǎng)利用SDN技術(shù)，讓5G核心網(wǎng)的硬件平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)功能可以解耦，形成各種網(wǎng)絡(luò)功能模塊，通過組合這些模塊，形成特殊的網(wǎng)絡(luò)切片。網(wǎng)絡(luò)切片主要包括接入網(wǎng)絡(luò)及核心網(wǎng)絡(luò)等，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片間能夠完成不同網(wǎng)絡(luò)切片之間的資源共享，也能夠?qū)⒉煌W(wǎng)絡(luò)切片間的資源進(jìn)行相互隔離。核心網(wǎng)絡(luò)又包括兩部分，控制平面以及用戶平面?？刂破矫嫠捎玫募軜?gòu)是服務(wù)化架構(gòu)，而用戶平面所采用的架構(gòu)模式則可以根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)性能的需求進(jìn)行合理的選擇。無線網(wǎng)接入在確保網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和系統(tǒng)容量等重要指標(biāo)不受干擾的情況下，無線網(wǎng)絡(luò)切片必須要基于無線網(wǎng)絡(luò)DU分層架構(gòu)，能夠運(yùn)用虛擬化技術(shù)，將一些基礎(chǔ)設(shè)施資源進(jìn)行共享。必須要重視空口時(shí)頻資源的合理運(yùn)用，采用相應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)等不同技術(shù)相融合的方法，實(shí)現(xiàn)無線資源的智能調(diào)度，還可以利用無線網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對(duì)功能重新配置，以實(shí)現(xiàn)不同的切片功能。其中，網(wǎng)絡(luò)切片管理功能可以實(shí)現(xiàn)切片編排管理，還可以將切片的SLA分解成切片子網(wǎng)的SLA。而通信業(yè)務(wù)管理能夠?qū)崿F(xiàn)從業(yè)務(wù)需求映射到網(wǎng)絡(luò)切片需求[3]。

2.4MEC技術(shù)的應(yīng)用

MEC技術(shù)在校園和企業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用比較廣泛。因?yàn)?，MEC技術(shù)有深度解析的功能，能直接識(shí)別出業(yè)務(wù)類型是本地業(yè)務(wù)還是非本地業(yè)務(wù)。如果是非本地業(yè)務(wù)，那么可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到核心網(wǎng)進(jìn)行集中處理。如果識(shí)別為是本地，這樣就能夠直接分流到本地的服務(wù)器當(dāng)中。這種MEC技術(shù)在校園和企業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用主要能夠?qū)Ρ镜貥I(yè)務(wù)實(shí)行分流，這樣就能夠減少許多不必要的消耗，而業(yè)務(wù)訪問時(shí)間問題也能夠得到解決。對(duì)于核心網(wǎng)的壓力來講，也能夠起到很好的緩解作用。這樣一來，用戶體驗(yàn)就會(huì)不斷地提高，本地?cái)?shù)據(jù)的安全性能也能夠得到強(qiáng)化。最重要的一點(diǎn)，也能夠開展相應(yīng)的增值服務(wù)，并不斷促進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

2.5NFV技術(shù)的應(yīng)用

NFV技術(shù)的網(wǎng)關(guān)構(gòu)成主要是由云計(jì)算的平臺(tái)，完全和信令的網(wǎng)關(guān)以及云管理等。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，云計(jì)算的平臺(tái)主要負(fù)責(zé)資源的管理和提供相應(yīng)的虛擬化運(yùn)行環(huán)境，安全和信令的網(wǎng)關(guān)，前者代替了核心網(wǎng)，能實(shí)現(xiàn)一體化的小基站雙向的認(rèn)證，后者是能匯聚小基站和核心網(wǎng)產(chǎn)生的一些信令。

3 結(jié)語

隨著5G的出現(xiàn)，萬物互聯(lián)是已經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。5G網(wǎng)絡(luò)有多種業(yè)務(wù)，要求新一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能夠適應(yīng)于各種業(yè)務(wù)需求。運(yùn)營(yíng)商必須要根據(jù)現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)特征以及發(fā)展前景，采用相應(yīng)的組網(wǎng)方法，利用全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，進(jìn)而更好地實(shí)現(xiàn)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)。