5G蜂窝网络架构的主要技术特征及架构分析

哈尔滨远东理工学院 张玉伽

5G蜂窝网络架构的主要技术特征及架构分析

哈尔滨远东理工学院 张玉伽

5G网络比4G网络具有更大的优势，不仅具有更快的网络传输速度，更高的数据传输质量，而且还具有更好的系统协调功能。但是为了给用户提供更优良的体验，满足其更多的需求，应当在当前的基础上进行网络架构的设计，已取得更多的网络功能。因此本文对5G网络的技术特征进行了分析，还在此基础上提出了相应的网络架构设想。

5G；蜂窝网络架构；技术特征

1 前言

由于互联网与物联网技术的不断进步，移动通信获得了快速的发展，产生了许多的新兴业务，人们可以打破时间与空间的限制实现快速的联系，在很大程度上改变了人们的生活方式。但是随着整体环境的不断变化，不仅移动数据流量出现了迅猛的增长，而且涌现了海量的设备连接，产生了种类繁多的业务，这就使得传统的移动通信技术难以满足新的需求，因此有关专家对5G蜂窝网络架构进行了深入的研究，对于网络体系的构建提出了相应的设想。

2 5G蜂窝网络架构的技术特征分析

从技术特征的角度来看，5G蜂窝网络架构具有以下五个方面的特点：第一，具有数据流量大、传输速率快的特点。当前我国想要实现5G网络架构是一件不太现实的事情，它需要有更加先进的传输技术作为支撑，还需要一定的技术来提高数据传输的流畅性。5G网络架构的研究方向是如何实现更快的传输速率以及更大的数据流量。第二，具有更低时延的特点。5G蜂窝网络架构如果想要实现理想的传输速率及质量，就必须要想方设法达到毫秒级时延要求。而有关专家通过一系列的研究发现，广义频分复用技术从硬件、骨干传输等方面进行加工处理，并在借助物理层传输路线细分方法的条件下，可以在很大程度上节省时间。同时，还可以利用D2D技术等相关的方法对功能进行调节，以免发送内容出现重复，这样就可以进一步提高传送速率。第三，具有海量终端连接的特点。一般来说借助组网技术可进一步减少终端数目，从而降低基点负担，在此基础上在利用中继站调整技术以及分化管理的条件下，可以实现指令的汇聚，从而进一步化解数据量。第四，具有更低成本的特点。通常来说当技术更新的时候，成本也会随着增加，因此需要学会从多角度考虑平衡技术更新带来的成本问题。具体可以来说可适当减少站点的设备成本，例如5G蜂窝网络建设涉及到云计算技术的管理问题，如果可以对之进行分层管理，或者进行集中处理，就可以进一步减少功能以及维护成本。第五，具有更高能效的特点。首先，在传输速率不断提高的情况下，传输以及基点能耗都有所减少，更重要的是在很大程度上控制了无线链路的能耗。同时，在控制面与数据面的信息可以实现分离的条件下，终端并不是固定不变，而是发生相应的移动，因此进一步减少了负载。在此基础上由于集中化与协调管理，不仅提高网络信息传输的稳定性，而且还取得了更好的开放性和适应性能。

3 建立于SDN和NFV的5G蜂窝网络架构分析

当前网络传输技术获得了很大的进展，这就在很大程度上提高了移动终端的网络接入质量，而5G网络架构的开发与设计也建立在此基础上。本文根据当前的技术情况提出了以SDN和NFV为支撑的5G蜂窝网络架构，分别从以下几点云分析来介绍基于SDN和NFV的5G蜂窝网络架构的特点。

3.1 控制云部分的分析

在以上提出的5G蜂窝网络架构中，控制云是非常关键的一个部分，该部分主要是由各个云计算功能模块构成，各模块主要协同工作对信息进行处理，可在很大程度上、提高信号传输的质量，从而给用户提供一个良好的移动终端体验。一般来说控制云在工作的时候，可以对用户的所在位置进行捕捉，从而对其信号进行处理。而各个网络计算模块在工作的过程中，可以通过优化网络资源配置以实现信号的集中处理，且在信号覆盖的范围内，可以实现信号的无缝衔接。总之，控制云一方面提高了网络传输的设备性能，另一方面有利于功能模块的优化，可在很大程度上弥补设备开发的不足，对于传输速率的提高具有很大的促进作用。

3.2 接入云部分的分析

接入云在蜂窝网络架构中也是非常重要的一个部分，它主要是由微基站、宏基站构成。一般来说宏基站所使用的设备不仅功率较大，而且也相对比较固定，其在信号传输中起到关键的作用。而微基站则有所不同，其设备并不是很固定，具有较强的移动能力，可以弥补宏基站的劣势。因此使微基站、宏基站两个站点联合开展工作，可以在很大程度上提高信号的覆盖密度，使信号传输更为准确。在整个的网络架构中，接入云具有双重作用，不仅可以增强信号配置，而且还能进一步提高信号质量。以未来的发展情况来看，接入云除了可以在网络资源管理方面获得进步，还可以在网络虚拟化方面获得更大的进展，这样就可以优化小区资源的调度，使各个网络设备能够更好的协同开展工作，以便实现网络设备利用率的提高。除此之外，还可以在节约资源方面获得进展，为城市空间做出更大的贡献。在实现网络传输资源优化配置的情况下，不仅额可以使信号传输获取更大的开放空间，而且还能提高可编辑性。

3.3 转发云部分的分析

转发云主要是对核心网进行控制，使控制面与数据面的信息能够得到有效的分离，这样就可以着重关注数据流的处理速度。一般来说网络数据传输的稳定与否，主要是取决于信息存储的缓存性要求，为了能够弥补数据传输的缝隙，使网络数据传输具有良好的稳定性，可以通过借助移动终端以及微基站实现。能够数据传输质量的因素多种多样，信号塔的功率并不是唯一的因素，因此在对网络传输质量进行研究的过程中，不能只关注于信号塔的功率调整，还需要考虑到网络设备的问题，协调各个设备的配置。具体来说应当根据客户体验对设备进行开发，设计出符合市场需求的网络设备以及网络传输途径，并注意协调好信号资源的配置，认真做好网络配置的调整工作，这对于整个网络架构的优化具有极其重要的意义。而转发云在网络传输稳定中扮演者重要的角色，正是其数据存储容量决定了数据传输的质量。总之，为了能够实现5G网络架构的升级，需要从各个方面进行有计划的整合升级，以便使网络体系能够取得良好的信号编辑以及传输设置，这样不仅可以使网络系统获得更强的信号接收能力，大大提高信号接收的稳定性，而且还能在很大程度上提高用户体验。

4 结语

5G蜂窝网络架构是在当前网络功能的基础上提出的网络架构设想，相比于以往的网络体系，它具有数据流量大、传输速率快、成本低以及高能效等特点，可以给用户提供更好的上网体验。从技术的层次上来看，5G蜂窝网络架构的设计主要是建立在SDN和NFV的基础上，其中控制云、接入云以及转发云是该网络体系的重要组成部分，也是关键的技术支撑。这一网路架构可以在很大程度上提高数据传输的稳定性，给用户带来更优良的体验。

[1]尤肖虎,潘志文,高西奇等.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].中国科学:信息科学,2014,44(5):551-563.

[2]王景尧,白岩,孟祥娇,崔雪然.5G无线通信技术发展跟踪与分析[J].现代电信科技.2014(12).

[3]月球,王晓周,杨小乐.5G网络新技术及核心网架构探讨[J].现代电信科技,2014(12).

[4]柴蓉,胡恂,李海鹏,蒋桂香.基于SDN的5G移动通信网络架构[J].重庆邮电大学学报(自然科学版),2015(05).

[5]赵国锋,陈婧,韩远兵,徐川.5G移动通信网络关键技术综述[J].重庆邮电大学学报(自然科学版),2015(04).

张玉伽（1982—），女，辽宁人，大学本科，哈尔滨远东理工学院讲师，主要从事电气电子技术类教学。