第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)

陳青岳 周燕暉

【摘要】 隨著智能終端的不斷發(fā)展，人們對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的要求越來越高，第四代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已逐漸不能滿足人們移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的需求，這樣就讓第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)成為了可能。本文將對(duì)第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)進(jìn)行分析，并探討其中的關(guān)鍵技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】 第五代 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò) 體系架構(gòu) 關(guān)鍵技術(shù)

前言：

隨著人們對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的依賴越來越高，人們對(duì)移動(dòng)智能終端的流量需求逐漸增大?，F(xiàn)在的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是社會(huì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必需品，所以出于對(duì)社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)更加便捷和高效的追求，需要對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行不斷的更新。

一、第五代（5G）移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)體系產(chǎn)生

在第四代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)被大規(guī)模應(yīng)用過后，通信網(wǎng)絡(luò)的性能得到極大提升，為社會(huì)發(fā)展帶來了更多便利。但是隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)新興業(yè)務(wù)的出現(xiàn)和用戶對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的要求不斷提高，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的僵化體系架構(gòu)將很難滿足人們多樣化的業(yè)務(wù)需求和體驗(yàn)，所以第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的關(guān)鍵就成為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和人們的需求。

在國際移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)組織的帶動(dòng)下，各個(gè)國家和地區(qū)分別開始了對(duì)第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的研究。在全球運(yùn)營商凝聚共識(shí)的主要平臺(tái)上，也有觀點(diǎn)認(rèn)為第五代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該能夠滿足多元化的服務(wù)和應(yīng)用，并且不能局限于空口技術(shù)的眼睛和變革，而是整個(gè)端到端系統(tǒng)的演變。

二、第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的走向

1、無線接入技術(shù)。第三代和第四代移動(dòng)通信技術(shù)是第三代合作標(biāo)準(zhǔn)化組織研究的重點(diǎn)內(nèi)容，但在這個(gè)時(shí)候，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)將不同種類的無線局域網(wǎng)寬帶系統(tǒng)引入到通信技術(shù)中。而這些不同種類系統(tǒng)的變化主要是從頻分和寬帶碼分多址向政教頻分多址的轉(zhuǎn)變，讓資源的利用率得到有效改善。

2、蜂窩覆蓋的范圍縮小。隨著小蜂窩技術(shù)的不斷變化，將來的網(wǎng)絡(luò)中蜂窩覆蓋范圍逐漸縮小已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)，尤其是以商業(yè)為主的發(fā)達(dá)地區(qū)。隨機(jī)部署是小蜂窩的典型特點(diǎn)，所以密集分布會(huì)在小蜂窩中出現(xiàn)，這種密集分布有時(shí)還會(huì)不斷加強(qiáng)。利用這種方法可以增加網(wǎng)絡(luò)的容量并提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣?，所以可以知道第五代移?dòng)通信技術(shù)將會(huì)是一個(gè)超密集的網(wǎng)絡(luò)。

三、第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)

1、場(chǎng)景部署。在場(chǎng)景部署的過程中，需要區(qū)分室內(nèi)和室外場(chǎng)景。其中室外場(chǎng)景一般是利用大規(guī)模的MIMO配備基站和分布式天線，對(duì)天線的元件進(jìn)行分散處理后，通過光纖將其連接在一起。對(duì)于移動(dòng)終端的部署一般采用動(dòng)態(tài)的連接方式，這樣可以有效增加覆蓋范圍。對(duì)于室內(nèi)部署而言，只需要完成與室外的天線陣列連接，就能實(shí)現(xiàn)短距離的通信并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸。

2、接入網(wǎng)設(shè)計(jì)。一方面需要實(shí)現(xiàn)異構(gòu)多技術(shù)的融合，因?yàn)檫@種技術(shù)的操作是通過單一的無線控制器來完成的。對(duì)于SRC，需要對(duì)其接口進(jìn)行增強(qiáng)處理，然后實(shí)現(xiàn)兼容，同時(shí)還需要保證空中接口不會(huì)受到SRC的影響。這樣就能有效提升資源利用率，確保網(wǎng)絡(luò)安全接入。另一方面需要注意將基站資源進(jìn)行虛擬化處理。通過集中式基站的部署可以完成資源分配的集中控制，而在SRC的基礎(chǔ)之上基帶處理才能實(shí)現(xiàn)。

3、核心網(wǎng)。在控制平面中，網(wǎng)絡(luò)分離后數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平臺(tái)上的流量將會(huì)被分配到網(wǎng)絡(luò)元件上，而這一過程是由集中式網(wǎng)絡(luò)控制器完成的，這樣能夠保證路由的協(xié)議和決策功能得以實(shí)現(xiàn)，所以核心網(wǎng)能夠有效分離控制和轉(zhuǎn)發(fā)。另外，核心網(wǎng)能夠?qū)⒃O(shè)備轉(zhuǎn)移到高性能服務(wù)器中，并將功能從專用硬件轉(zhuǎn)移到虛擬平臺(tái)，所以核心網(wǎng)能夠有效分離物理硬件和邏輯。

四、5G通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

1、D2D通信通信技術(shù)。通過D2D技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)蜂窩通信的支撐。同時(shí)，在運(yùn)用D2D技術(shù)的過程中，可以將無線數(shù)據(jù)流量的增長幅度有效提高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性。由于人們對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的要求多種多樣，而目前的蜂窩系統(tǒng)在覆蓋和功耗上很難實(shí)現(xiàn)對(duì)人們需求的滿足。而通過對(duì)D2D的研究，人們的各種需求都將得到解決，所以D2D是第五代移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。

2、大規(guī)模MIMO。MIMO是指在發(fā)送和接收兩個(gè)終端都放置天線，這樣就會(huì)有一個(gè)MIMO通信鏈路形成。大規(guī)模MIMO可以有效提升無線信道的自由度，增加信息數(shù)據(jù)的容量。另外，通過對(duì)MIMO的應(yīng)用，可以使傳送距離在不增加寬帶的情況下變得更長。

3、綠色通信。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，能量的高效利用和減少對(duì)環(huán)境的污染成為各行業(yè)關(guān)注的問題。而第五代移動(dòng)通信技術(shù)也需要關(guān)注對(duì)能量的有效利用，這就需要實(shí)現(xiàn)信息的高效傳輸。所以需要對(duì)新型網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行研究，使其能構(gòu)成高效傳輸?shù)慕M建，這也是目前行業(yè)中亟需解決的問題。

五、討論

第五代移動(dòng)通信技術(shù)可以改變?nèi)藗兊纳睿踔粮淖兩鐣?huì)運(yùn)行的狀態(tài)，其能有效促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。目前的第五代移動(dòng)通信技術(shù)在研發(fā)方面剛進(jìn)入狀態(tài)，尚未有太多的成果，但其終將會(huì)以先進(jìn)的理念和技術(shù)改變?nèi)藗兊纳睢?/p>

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉慧，李俠宇，朱浩. 未來移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)及其關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 電信網(wǎng)技術(shù)，2015，12：30-34.

[2]崔磊，王慧瑩. 第五代移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 黑龍江科學(xué)，2015，02：56-57.