5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究論文

　　【摘要】隨著5G移動通信時代的到來，5G通信技術(shù)也更加成熟。做為新一代移動通信技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對于通信網(wǎng)絡(luò)的影響甚大。而基于SDN的5G移動通信技術(shù)因其諸多技術(shù)優(yōu)勢，成為當(dāng)前5G移動通信發(fā)展的主流�；�于SDN的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究，對于移動通信技術(shù)的發(fā)展具有積極意義。

　　【關(guān)鍵詞】SDN；5G；移動通信；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；技術(shù)

　　隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，移動通信網(wǎng)絡(luò)速度的“質(zhì)變”，也直接導(dǎo)致人們生活和工作與移動通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)度更加緊密，同時讓人們對于未來5G通信時代到來有了更多的憧憬和期待。近兩年來，5G移動通信技術(shù)無論是從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，還是設(shè)備提供商，以及移動運營商等，都在積極為5G時代到來做好準(zhǔn)備，可以說5G通信技術(shù)成熟度越來越高。而且，5G移動通信在我國部分地區(qū)已經(jīng)開始投入試驗運營。然而我們需要注意的是，5G移動通信帶來的改變，不僅是移動網(wǎng)絡(luò)速度得到大幅提升，更是一個廣泛覆蓋聯(lián)接、端到端的新一代移動通信技術(shù)。而基于SDN的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其先進性也更加明顯，不僅將頻譜效率大幅提高，同時，在終端功率和通信成本控制也表現(xiàn)十分突出，更能夠?qū)τ诓煌�用戶所需相�?yīng)服務(wù)要求給予及時響應(yīng)。再者，基于SDN的5G移動通信技術(shù)還可以降低信息傳輸限制，可以大幅提高移動信息傳輸速率。因此，基于SDN的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究對于移動通信的發(fā)展具有積極意義。

　　1現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)模式與5G網(wǎng)絡(luò)模式的區(qū)別

　　眾所周知，網(wǎng)絡(luò)速度要提速除了無線基站、數(shù)據(jù)編碼方式、天線等需要做技術(shù)提升外，也需要數(shù)據(jù)運輸管道能力的同步提升。手機終端通信過程實際是手機與無線網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)上下行傳輸?shù)倪^程，手機終端接收圖片、音頻、數(shù)據(jù)等屬于數(shù)據(jù)下行傳輸?shù)倪^程，而手機終端發(fā)送數(shù)據(jù)或其他業(yè)務(wù)需求到特定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，則是上行過程傳輸。移動通信早期2G時代的GSM網(wǎng)絡(luò)，4G時代的TD—LTE模式網(wǎng)絡(luò)，由于系統(tǒng)在數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送均占用相同的頻段，僅是在不同時間進行上下行不同數(shù)據(jù)的傳輸，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾瘦^低。就算是4G時代的FDD—LTE模式，雖然這種制式的網(wǎng)絡(luò)上行和下行頻率采用雙工間隔、也采用了載波聚合、MIMO、協(xié)調(diào)式多點（CoMP）、中繼站、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)或HetNet組成的方式，使得網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速度有了大幅的提高，但要滿足5G時代超大帶寬、超低時延及海量連接，仍有較大的差距。因此，5G移動網(wǎng)絡(luò)要從現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上再一次提速，實現(xiàn)質(zhì)的飛躍，便要從解決網(wǎng)絡(luò)的容量、簡化控制平臺和連接平臺、增強網(wǎng)絡(luò)運行的穩(wěn)定性、減少網(wǎng)絡(luò)延遲等方面來不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，必須打破當(dāng)前傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運營架構(gòu)傾向于單一設(shè)備負(fù)責(zé)單一專屬功能的模式，實現(xiàn)不僅能滿足移動用戶在現(xiàn)有2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)上基本的通話及上網(wǎng)需求，而且能通過全方位服務(wù)、多技術(shù)融合后，可以實現(xiàn)更高的網(wǎng)絡(luò)體驗速率、無所不在的連接，還能夠為垂直行業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)提供更先進、更優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺，這也是它與現(xiàn)有移動網(wǎng)絡(luò)運營模式的最大區(qū)別。

　　2SDN技術(shù)分析

　　5G帶來的不僅僅是更高的帶寬和更低的延遲，其靈活、敏捷、可管理等特性，還將為運營商打造更多創(chuàng)新服務(wù)，也可以更好地應(yīng)對OTT的沖擊。而SDN將是實現(xiàn)這一切的基礎(chǔ)，也對傳統(tǒng)一硬件一應(yīng)用“煙囪”架構(gòu)進行了改變。SDN通過在控制層面和轉(zhuǎn)發(fā)（數(shù)據(jù)）層面實現(xiàn)解耦分離，使網(wǎng)絡(luò)更具開放性，從而可以對上層業(yè)務(wù)/應(yīng)用進行靈活運用。對運營商而言，SDN實現(xiàn)了動態(tài)控制方面的諸多創(chuàng)新，包括分組數(shù)據(jù)連接、可變QoS、下行鏈路緩沖、在線計費、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換和選擇性鏈接等。目前已經(jīng)有越來越多的5G架構(gòu)開始基于SDN理念進行構(gòu)建，例如移動通信網(wǎng)NGMN設(shè)想的架構(gòu)，借助硬件和軟件分離，以及SDN和NFV提供的可編程能力，已經(jīng)全面覆蓋5G的各個方面，如設(shè)備、移動/固網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)功能等，也實現(xiàn)5G系統(tǒng)的自動化編排。同時，SDN帶來的敏捷特性，也可以更好地滿足5G時代不同應(yīng)用的不同需求，讓每一個應(yīng)用都可以根據(jù)用戶實際的需求，定制網(wǎng)絡(luò)帶寬和網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量保障級別，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維護人員還能借助SDN的可編程性，將網(wǎng)絡(luò)資源變成獨立的、端到端的“切片”。有了SDN架構(gòu)的支撐，運營商真正實現(xiàn)將網(wǎng)絡(luò)作為一種服務(wù)，并在連續(xù)提供服務(wù)的同時有效管理網(wǎng)絡(luò)資源。SDN還將為運營商提供最佳數(shù)據(jù)傳輸路徑，進一步優(yōu)化運營商的網(wǎng)絡(luò)。綜合來看，基于SDN構(gòu)建的5G架構(gòu)，不僅可以為用戶帶來更好的網(wǎng)絡(luò)體驗，而且還會進一步降低運營商的capex和opex，讓運營商有更多的資金去實現(xiàn)服務(wù)的創(chuàng)新，將網(wǎng)絡(luò)真正轉(zhuǎn)化為價值收益。

　　3基于SDN下5G移動通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　3。1基于SDN的5G云架構(gòu)

　　在移動通信技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，我國的云計算技術(shù)和SDN、NFV也有了很大發(fā)展空間。但通過對世界相關(guān)先進技術(shù)分析可以看出，在進行設(shè)計和發(fā)展5G移動通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架時，當(dāng)前相對領(lǐng)先和被認(rèn)可的技術(shù)主要是將SDN與云計算技術(shù)有效融入5G移動通信技術(shù)中。這樣的網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)計，其明顯的優(yōu)勢在于能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理的高效化，同時可以進一步簡化分組核心網(wǎng)絡(luò)。5G云架構(gòu)主要是接入云、集中式本地云、分布式局域云三部分組成，而分布式局域云則需要通過接入云的不同數(shù)據(jù)，從而形成多個或者一個數(shù)據(jù)中心，然后通過數(shù)據(jù)中心對客戶移動終端設(shè)備展開有序化分布式管理模式，實現(xiàn)5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用。

　　3。2基于SDN的5G多控制器架構(gòu)

　　當(dāng)前移動通信網(wǎng)絡(luò)的制式、組網(wǎng)模式等問題，決定了目前移動用戶在與網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交互過程中，還存在一些不足，例如用戶的數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性不夠、用戶定制業(yè)務(wù)靈活性不夠等問題，針對這些問題，移動通信技術(shù)研發(fā)人員充分發(fā)揮SDN的技術(shù)，較好地利用SDN技術(shù)高效控制與集中控制的技術(shù)優(yōu)勢，設(shè)計出基于SDN的5G多控制器架構(gòu)，此架構(gòu)主要由用戶多種通信行為主體組成，可以劃分多個通信基站的無線資源，并通過技術(shù)轉(zhuǎn)化后，實現(xiàn)對無線資源虛擬切片的管理，從而保證了不同容量間動態(tài)信息的傳輸與接入。針對部分高頻信息密集覆蓋的區(qū)域，采用SDN的5G多控制器架構(gòu)可以對資源的充分利用，還可以獨立完成信息集成，精簡網(wǎng)絡(luò)資源，使得網(wǎng)絡(luò)接入的靈活性進一步提高，也可以更好推動5G相關(guān)新業(yè)務(wù)的拓展�；�站作為一種無線接入網(wǎng)控制器，在SDN的5G多控制器架構(gòu)中，一方面可以實現(xiàn)對這些虛擬切片的網(wǎng)絡(luò)資源進一步優(yōu)化，另一方面，可以實現(xiàn)對上下層級之間控制器的管理，實現(xiàn)保障用戶通信信息傳輸?shù)目煽啃裕�進一步提高了信息傳輸與信息設(shè)備管理的效率，也使得用戶通信信息的傳遞更加有序。

　　4結(jié)語

　　隨著移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，需要進一步提高5G通信的傳輸質(zhì)量，而基于SDN的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，對于信息傳輸安全性和穩(wěn)定性的提升具有重要意義，也可以更好的促進移動通信技術(shù)的健康發(fā)展。SDN的提出，不僅可以較好地緩解傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存在的不足，實現(xiàn)用戶對于網(wǎng)絡(luò)能按需定制的美好愿景，滿足用戶對于網(wǎng)絡(luò)超低延遲的需求，同時也有利于5G新業(yè)務(wù)的發(fā)展，對于我國移動通信技術(shù)的進一步發(fā)展具有積極的意義。

　　參考文獻

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