关于5G网络新技术及核心网架构的研究

1、    关于5g网络新技术及核心网架构的研究    吕小倩摘 要：國内三大运营商宣布最迟将在2020年底实现5g技术的商用，表明5g网络新技术将逐渐代替4g在各个领域为用户提供给更好的信息化服务，例如虚拟导航、移动远程医疗等。相比来说，5g网络新技术的优势不仅体现在更高的速率、更大的带宽，而且真正建成了以用户为中心的智能弹性网络。本文基于5g网络新技术的优势特点，就该技术在核心网架构方面的应用展开了简要分析。关键词：5g 智能弹性网络 核心网 微蜂窝1 5g网络新技术的优势和不足1.1 5g网络新技术的应用优势与当前主流的4g网络相比，5g网络的优势主要

2、体现在以下几个方面：第一，下载速率更快，目前4g通用下载速率可以达到100mbit/s，网络理论上的峰值下载速率可以达到1gbit/s。而5g通用下载速率可以达到1gbit/s，网络理论上的峰值下载速率可以达到50gbit/s。第二，4g网络基站目前采用单一的宏蜂窝形式，随着网络覆盖面积的不断增加，宏蜂窝系统容量不足的问题也逐渐显现出来。而5g网络基站则使用宏蜂窝与微蜂窝结合的方式，利用大量微蜂窝来提供系统容量。第三，4g网络融合问题目前尚未得到解决，而5g技术则可以实现网络融合，这将使用户在高速移动（如高铁）中也能够享受流畅的网络。1.2 当前5g网络新技术应用面临的问题5g作为一项正处于研

3、究和试点阶段的新技术，本身还存在一些不足之处，需要技术人员继续攻克技术难题。目前5g技术尚存在的问题包括：首先，终端优化问题。国内4g网络从2010年开始逐渐普及，已经投入应用8年，通过不断的进行技术优化，可以是4g网络终端达到一种平稳运行的水平。减少网络波动，对于优化网络用户的上网体验有明显影响。相反，5g网络终端需要花费一定时间与5g技术匹配，这一过程中需要不断的收集网络数据，进行分析和优化，要想使5g网络也能达到稳定运行水平还需要一段时间。其次，网络基站是维持网络运行和信号传输的关键设备，由于5g网络的速率和容量都成百上千倍的提升，对网络基站也提出了更加严格的要求。当前基于4g网络的基站

4、显然不能满足要求，需要投入大量的技术、财力进行优化。2 基于5g网络的核心网架构2.1 扁平化ip网络在5g时代，基站将更加小型化，具备更强大的功能，可以安装在各种场景，并与周围环境更好地融合；对用户而言，无论何时何地，都可随意接入网络，并保持永远在线。扁平化ip架构提供了一个能够通过名称而不是ip地址来识别终端的方法，并根据m-ict时代的业务特性进行扁平化改造。扁平化ip架构通过分布云的移动核心信息传递功能和逻辑gw及网络功能虚拟化等技术，将垂直的网络架构演进为分布式的水平网络架构。除此之外，建成扁平化ip架构，还有助于实现各大运营商在一个更加公平和透明的环境下进行竞争，这对于提高5g网络

5、服务质量也有一定的帮助。2.2 纳米核心网技术纳米材料的应用迎合了5g网络技术的发展要求，纳米核心网技术主要包含云计算、全ip网络两部分。在5g网络时代，由于网络环境的优化，新的网络业务（如宽带业务、移动数据业务等）也会变得更加多样，如果沿用现行的网络技术，将会因为网络通道拥堵，出现系统崩溃问题，严重影响网络服务质量。纳米核心网技术则借助于云计算技术，建立起分布式的异构网络，每个网络节点都可以作为独立的数据传输接口，这样就减轻了核心网络的数据传输压力。在云计算环境下，还可以使用无线技术进行网络控制，管理员可以远程完成网络资源的调用和优化，不仅显著降低了网络管理成本，而且还能够实现网络智能化运营

6、。全ip网络的概念早在3g时代就被提出，但是受到整个网络格局的限制，全ip网络的构建也一直处于理论阶段。进入5g时代后，一方面是通信业务需求出现了爆炸式的增长，网络用户对网络运行速率、通信服务质量等提出了更高要求，另一方面则是通过基站优化、扁平化ip结构普及应用等技术保障，为构建全ip网络提供了必要的技术支持。可以预见，在全ip网络推广应用后，将会对运营商和网络用户带来双重利好，用户可以享受更加完善的通信服务，而运营商也会实现业务和盈利上的增长。2.3 毫米波技术毫米波技术是一种低频短距离接入技术。通常将频率控制在30ghz-60ghz之间。采用短距离接入模式进行数据接入，增加频率范围，为低移

7、动式用户使用提供便利。高阶mimo这一技术采用更高级的天线阵列适用于高密度低移动的用户群体使用。d2d设备到设备，基站和终端之间的通信连接。对链路联合的灵敏度和网络灵活度有着可考的应用，加强了网络应用的可靠性，这种信号的连接方式稳定性高，灵活性强。2.4 微蜂窝技术微蜂窝是与当前主流的宏蜂窝相对的概念，基于5g网络技术的微蜂窝具有以下应用优势：首先，微蜂窝作为一种补充和延伸，主要适用于房屋覆盖或临时覆盖，随着5g网络新技术覆盖面的不断增加，微蜂窝可以解决宏蜂窝覆盖面不足的问题，因此无论是在使用频率还是网络服务质量上，都要优于宏蜂窝。其次，微蜂窝对网络资源的利用率可以达到100%，可以保证覆盖区域内网络信号的稳定性，避免因为外界干扰导致网络信号变差甚至网络终端等问题。最后，进一步优化了网络接受效率，可以同时完成信号的收发操作，网络运行效率也得到了提升。3 结语5g网络新技术作为现阶段网络技术发展的最前沿，得到了各界的高度关注。目前5g技术在理论研究方面已经逐渐趋于成熟，即将投入使用。在这一背景下，了解5g网络技术在核心网架构方面的应用，可以帮助我们提前做好技术应对措施，解决技术存在的不足，从而让5g网络技术为用户带来更加完善的网络服务体验。参考文献1 黄海峰.