5G与Wi-Fi融合组网需求及关键技术

2019-11-30许钞贾冰洁

电子技术与软件工程 2019年1期

文/许钞贾冰洁

随着我国互联网技术以及移动通信系统的不断发展，通信技术逐渐实现了与计算机技术的结合，以此为基础产生的无线接入技术也得到了更为广泛的应用。而对于5G技术来说，其能够更好的实现不同的业务需求，提升用户的智能网络体验。预计到2020年，5G将会实现与不同技术与平台的融合。其中，由于Wi-Fi是智能终端的标准配置，且有着组网灵活、成本相对较低、传输速率较高的优势。所以，推动并实现5G与Wi-Fi融合组网，能够实现蜂窝网分流，显著提升用户的使用体验。

1 5G与Wi-Fi融合组网需求分析

1.1 融合应用场景

对于5G与Wi-Fi融合组网来说，最为主要的业务是物联网业务以及移动互联网业务。其中，在5G时代下，物联网采集类业务需求较为巨大，各个节点之间的连接数量将会得到成倍的增长；而对于移动互联网业务来说，主要要实现用户体验速率的提升，提高用户对流量类业务的使用体验。

对于这些5G与Wi-Fi融合组网业务的实现，需要特定的场景。对于5G与Wi-Fi融合组网的应用场景来说，主要是通过原有应用场景的进一步拓展实现的，在原有的基础上，加入了无线社区、公共交通工具、密集公寓楼、密集街区、体育场等等。

1.2 5G与Wi-Fi融合组网技术路线

在进行5G与Wi-Fi融合组网技术线路的规划与建设中，必须要参考国际以及国内的相关标准和技术进展来实现。在5G与Wi-Fi融合组网技术线路中，主要包含融合网络架构、融合机制、融合组网关键技术、产业环境与商业化推进这些主要的结构。

1.2.1 融合网络架构分析

在融合网络架构中，主要包含着PDIF固定网络移动方案以及通过S2a/S2b/S2c接口接入EPC这两项内容。现阶段，移动蜂窝网与Wi-Fi融合的普遍使用方式为基于3GPP2的PDIF以及基于UMA的3G与Wi-Fi融合。结合现有的LTE来说，可以利用S2a/S2b/S2c接口接入分组核心演进，完成5G与Wi-Fi融合组网架构的搭建。

1.2.2 融合机制分析

在5G与Wi-Fi融合组网的融合机制中，主要包含着SMALL CELL与Wi-Fi集成实现智能分流以及Wi-Fi控制功能与蜂窝基站控制器的融合。通过接入认证融合，能够为用户带来独特的接入体验，例如物时延的用户感知以及自适应的统一认证接入等等。通过上述的两项内容的实现，有利于蜂窝网进行智能分流，并完成了对不同业务的智能分流。

1.2.3 产业环境与商业化推进的分析

相关工作人员必须要明确的意识到，5G与Wi-Fi融合组网的目标是实现商业化与产业化，这就需要着相关工作人员对于国内外的相关标准、专利情况以及产业发展进行深度的了解，更好的满足产业链中各方的合理诉求。

由于对于5G与Wi-Fi融合组网来说，其融合组网的关键技术有着十分重要的位置，且包含的内容相对较多，所以笔者进行了下述的详细分析。

2 5G与Wi-Fi融合组网关键技术探究

2.1 5G与Wi-Fi融合组网技术难点

对于5G与Wi-Fi融合组网来说，其根本的建设目标是降低时延、获取更高的网络利用率、提升用户体验。笔者认为，在5G与Wi-Fi融合组网的实现中，要对下述几项技术难点进行重点的解决：

2.1.1 对于干扰的抑制

结合干扰抑制技术的使用，能够有效解决由于Wi-Fi热点的增加以及FEMTOCELL的广泛使用而导致的共存干扰问题。

2.1.2 结合网络业务情况进行动态的调整

使用自适应技术，就能够实现对网络的自发自选、自组织与自配置，形成了优势互补，完成了资源的共享。

2.1.3 多业务环境下的运行

使用无缝切换技术，能够确保5G与Wi-Fi融合组网业务的质量、时效以及负载均衡得到有效的保障。

结合上述的分析能够发现，对于5G与Wi-Fi融合组网来说，其使用的关键技术包括以下三类：无感知认证技术、组网安全性以及绿色通信。

2.2 无感知认证技术的使用

对于无感知认证技术来说，包含着三种主要的技术：PEAP认证技术、EAP-SIM认证技术以及MAC地址认证技术。对于PEAP认证技术来说，其主要的构成为AAA服务器、Wi-Fi路由器以及Wi-Fi终端，使用考量EAP认证框架，实现了网络侧的身份认证，用户通过接入控制器分配的IP地址的获取，完成互联网的访问；对于EAP-SIM认证技术来说，其构成中加入了HLR系统，其接入认证是利用SIM卡的认证密钥能够获取接入认证鉴定；对于MAC地址认证技术来说，利用MAC地址、用户名以及密码的同时验证，能够实现接入认证的获取。

2.3 5G与Wi-Fi融合组网安全性分析

对于5G与Wi-Fi融合组网安全机制来说，使用加密模式就能够实现对融合组网中Wi-Fi端的保护。这种加密模式主要为WPA-PSK加密模式实现了TKIP算法、信息监测、信息包单加密功能、密钥生成功能等算法的增加。

另外，绿色通信也是实现5G与Wi-Fi融合组网的关键技术，通过构建更加多样灵活的基站形态、智能基站的功放关断，能够降低5G与Wi-Fi融合组网基站的耗能。结合智能化的网络优化方案的设定与实验，并使用低能耗的节点完成覆盖补充，也能够实现5G与Wi-Fi融合组网基站的整体能耗降低，推动行业的绿色、可持续发展。