浅谈5G移动通信的网络构架与关键技术

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浅谈5G移动通信的网络构架与关键技术

作者：何殿宽 刘家新

来源：《中国新通信》2017年第07期

【摘要】 目前5G移动通信网络的需求和关键技术指标已经基本得到确定，国际电联将5G移动通信的应用前景分为移动互联网和物联网两个方向；各国均认为5G移动通信除了支持移动互联网的发展，还会解决超高流量密度、超高移动性、超高连接数密度等无线通信物联网需求的问题，而其也将成为互联网和物联网同步发展的纽带。 【关键词】 5G移动通信 关键技术 互联网 物联网 一、5G移动通信网络架构

目前，国内外的学者对于5G的网络架构认识具有一致性，即通过现有的RAT（多天线接入技术）添加新技术演进而得到的。在未来商用化的5G网络构架中，笔者认为应从以下三个模块分别进行阐述：

1、网络部署场景。在进行网络场景的部署过程当中，同样可分为室内、室外两种场景。相比2G、3G、4G移动通信，5G网络空口技术提供高频、低频、4G演进空口等多种形式，具有场景针对性覆盖的特点。在室内场景部署中，由于70%～80%的MBB业务流量发生在室内，运营商需要重点解决室内容量问题，对于小型热点区域，可以采用小基站室外覆盖室内，室内直接部署Pico等方案。对于大型建筑的室内覆盖场景，运营商通常采用分布式天线系统（DAS，Distributed Antenna System）。当DAS部署受限时，HetNet网络是解决难管控、难定位的最佳途径；而在室外场景部署中，可以通过分布式基站、MIMO天线技术、Small Cell等多种方式实现，大部分的MIMO天线都是通过光纤与基站连接在一起，同时在密集小区、高密度楼宇、商业街等场所，Small Cell也是不错的选择，在这个过程当中还需要部署一定数量的虚拟蜂窝作为补充，从而保证室外的覆盖率和数据的传输速率。

2、接入网。第一，多种接入技术的融合：主要对2G、3G、4G以及wifi等多种接入方式，进行单一的无线控制器进行接入，与此同时形成集中化处理、协作式无线电、实时云计算构架和绿色无线接入网构架（即C-RAN）。第二，通过基站实现虚拟资源的分配：在部署集中式基站的基础之上，SDR会逐渐实现对基带的处理，并向实时云架构的虚拟化基站转变。第三，信息边缘缓存与投递，传统移动网络中的信息存储与分发功能会被转移到接入网中，并根据用户的实际需求进行信息推送，从而不断提高用户的体验。第四，优化数据传输路径，同时实现数据平面的扁平化发展。

3、核心网。在5G移动网络当中，核心网的变革主要是由NFV（网络功能虚拟化）与SDN（软件定义网络）所驱动的，在此我们也可称之为“云网络”，其主要包含2个特点：第一，控制与转发分离发展，SDN与传统的网络体系之间存在着较大的差异，在传统的网络体