5G网络架构的探讨

5G网络架构的探讨摘要：根据NGMN5G白皮书对5G愿景的描述，文章从5G的设计原则、5G的组件、5G网络切片等方面分析了5G网络架构中涉及的关键问题。其中，对5G系统架构及网络组件进行了重点阐述，希望对今后5G网络的设计和部署起到引导作用。关键词：5G网络架构；5G设计原则；5G无线接入技术；网络切片；NGMN5G是面向2020年以后移动通信需求而发展的新一代移动通信系统。5G将满足人们超高流量密度，超高连接数密度，超高移动性的需求，能够为用户提供高清视频、虚拟现实、增强现实、云桌面、在线游戏等极致业务体验。5G将与其他无线移动通信技术密切结合，构成新一代无所不在的移动信息网络，满足未来10年移动互联网流量增加1000倍的发展需求。然而，并不是所有的应用都需要相同的网络性能，因此5G将放弃完全统一的网络设计，使用嵌入式的和可扩展式的设计方案，通过多种商业模式和合作模式为用户提供更加广泛的应用。利用虚拟化的可编程网络，运营商可以为网络设计模块化的功能，从而实现网络的按需部署。5G网络是一种多形态网络，它由新的增强型无线接入技术、可灵活部署的网络功能以及端到端的网络编排等功能来共同驱动。1网络挑战与技术发展趋势移动通信产业生态的变化使未来移动通信不再仅仅追求更高速率、更大带宽、更强能力的空中接口技术，而是以用户为中心的智能弹性网络。未来，人们之间的通信速率可以在任何时间、任何地点达到1Gbit/s，峰值速率甚至能到达50Gbit/s（下行）。此外，用户还能获得更高的移动数据容量（1000倍）、更长的电池使用寿命、更低的功耗的设备（10倍以上）、更多的终端连接设备（100倍）、更低的时延（小于1ms）以及在500km/h高速行驶的火车上体验类似于静止的通信体验。5G网络将是一个完整的无线通信系统，没有任何限制，因此，也有人将5G网络称为真正的无线世界或者世界级无线网。在未来的时间里，4G网络可使用以下技术持续演进以弥补和5G网络之间的差距。频谱访问――灵活的使用授权频谱，整合未授权频谱，同时利用更高频段和双工模式。无线链路――先进的多址接入技术，无线帧的设计，大规模MIMO，增强型的多天线技术，先进的接收机，干扰协调技术，小分组包传输技术以及以UE为中心的网络。无线访问能力――密集的双向连通性，增强型多无线接入技术的协调，设备与设备之间的通信，无线回程（如：自回程和中继技术）。网络灵活性――软件定义网络，虚拟化的移动核心网，虚拟化的RAN，网络节点功能的灵活分离，微服务器。高效的/自适应的网络资源利用方式――业务优化，增强性型多运营商网络共享，可扩展的服务架构，大数据，上下文感知/以用户为中心的网络，内容优化和自适应流媒体传输，智能化的多种管理，网络性能的嵌入式测量。其他――全光传送网络，以信息为中心的网络，网状网，增强的前传功能，隐私和安全性。25G的设计原则考虑到以上技术和发展趋势，5G系统应该根据以下原则进行设计：（1）频谱优势。利用更高的频段和未授权频段，整合剩余的低频段。由于不同频谱的特性不同，需使用多频谱优化，同时也引出了分离的概念。例如，控制平面和用户平面的路径分离和上下行链路的分离。这都意味着系统需要支持同时将用户连接至多个接入点。（2）经济的密集化部署。为了实现密集化部署，需引入一些新的部署模式，如：第三方/用户部署以及多运营商/共享部署等部署方式。系统可以处理无计划的部署、无秩序部署并在这些部署下获得最佳性能。网络可以自优