5G無線通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡要分析

趙洪喜

摘要：近年來，移動通訊的飛速發(fā)展逐漸改變著人們的生活，通信從開始的無線電話溝通過渡到當(dāng)今的數(shù)字化世界。4G無線通信技術(shù)得到推廣之后，移動通信設(shè)備和多媒體業(yè)務(wù)量上升速度非常之快，而依據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，在2020年之后，5G無線通信技術(shù)將成為移動通信主流網(wǎng)絡(luò)，5G 具有空口大帶寬、大連接、低時(shí)延、高可靠的特性，本文從5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行簡要分析，論述5G的基本原理。

關(guān)鍵詞：5G；無線通信技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

前言

近年來我國在通信領(lǐng)域取得了良好的發(fā)展，而且LTE也正式投入了商用，當(dāng)前4G無線通信技術(shù)已經(jīng)得到了有效地推廣和應(yīng)用，而新一代的無線通信技術(shù)也正在布局之中，隨著5G時(shí)代的到來，5G無線通信技術(shù)必將成為將來無線通信領(lǐng)域的一個主要技術(shù)。而且當(dāng)前隨著我國ICT產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步融合，移動通信也將對于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成非常重要的影響。我國的無線通信領(lǐng)域經(jīng)歷了2G時(shí)代、3G時(shí)代和4G時(shí)代，而當(dāng)前5G正在布局之中，5G無線通信技術(shù)的正式推廣，將為我國通信產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也為進(jìn)一步縮短和國外通信技術(shù)之間的距離提供必要的支持，所以對于新時(shí)期5G無線通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行研究有著非常重要的意義。

1.5G無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)概述

5G無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，就是在對于之前的無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行升級和改造，使其在各方面都領(lǐng)先于傳統(tǒng)的2G、3G、4G無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的一種新的無線通信技術(shù)，相比較而言，5G通信技術(shù)繼承了它們的優(yōu)勢，并且在此基礎(chǔ)上引入更加先進(jìn)的技術(shù)，使得通信技術(shù)更加完善，一旦投入運(yùn)行，勢必會占據(jù)較大的通信市場份額。從5G通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，其在建設(shè)中運(yùn)用了納米技術(shù)、隱私保密技術(shù)，更重視通信傳輸?shù)陌踩?、便捷性和靈活性，大幅度提升傳輸速度，降低能量損耗，5G無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，5G無線通信技術(shù)能夠更好地保護(hù)個人通信信息，若在信息傳輸中遇到問題，5G通信技術(shù)會及時(shí)分析和解決問題，加大對通信信息的保護(hù)力度。

2.5G無線通信關(guān)鍵技術(shù)研究

許多主流的通信機(jī)構(gòu)都提出了自己的5G無線通信技術(shù)方案，簡單分析如下：

2.1 5G頻譜簡要分析

Rel-15 NSA部分的協(xié)議在2017年12月完成，聚焦eMBB，使能5G的快速引入和部署，3GPP協(xié)議定義了從Sub3G，C-band到毫米波的5G目標(biāo)頻譜，毫米波頻譜定義

2.2密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

為了更好地對于不斷增長的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的需求，在小區(qū)之中，必須要采用密集的部署，因此這也就成為了5G技術(shù)提高總體性能的一個關(guān)鍵。所以密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)能夠引入更多的低功率節(jié)點(diǎn)，并且使得熱點(diǎn)能夠有效地得以增強(qiáng)，進(jìn)一步消除盲點(diǎn)，使得網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率得到有效地提高，并且進(jìn)一步增大系統(tǒng)容量。而在小區(qū)密度增加的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也變得更加的復(fù)雜，所以干擾情況也將變得更加嚴(yán)重。因此在采用密集網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)方案的時(shí)候，必須要注重其抗干擾能力的提升。

2.3 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) （NG-RAN 總體架構(gòu)）

5G主要網(wǎng)元有兩種：NG-RAN（接入網(wǎng)）：gNB組成；NG-C（核心網(wǎng)）：AMF（控制面），UPF（用戶面）。5G的網(wǎng)絡(luò)接口也有兩種：Xn接口：gNB之間的接口，支持?jǐn)?shù)據(jù)和信令傳輸，NG接口：NG2連接AMF，NG3連接UPF的接口。

gNodeB功能如下：

無線資源管理功能，即實(shí)現(xiàn)無線承載控制、無線許可控制和連接移動性控制，在上下行鏈路上完成UE上的動態(tài)資源分配（調(diào)度）；

用戶數(shù)據(jù)流的IP報(bào)頭壓縮和加密；

UE附著狀態(tài)時(shí)AMF的選擇；

UPF用戶面數(shù)據(jù)的路由選擇；

執(zhí)行由AMF發(fā)起的尋呼信息和廣播信息的調(diào)度和傳輸；

完成有關(guān)連接態(tài)用戶移動性配置和調(diào)度的測量和測量報(bào)告

5G gNB與核心網(wǎng)之間的功能劃分以及RRC/RLC/MAC/PHY的分層，仍保持了4G網(wǎng)絡(luò)一致。

3. 5G技術(shù)的發(fā)展趨勢

就目前的應(yīng)用情況而言，5G無線通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢已經(jīng)在國際上得以展現(xiàn)。因此，在未來的發(fā)展前景當(dāng)中，5G無線通信技術(shù)將側(cè)重于技術(shù)的研發(fā)與改進(jìn)，致力于提升5G無線通信技術(shù)的各項(xiàng)性能，從而進(jìn)一步提高其在社會生活中的運(yùn)用價(jià)值。目前，我國已經(jīng)對5G無線通信技術(shù)的未來發(fā)展做了相應(yīng)的規(guī)劃，其中明確提出到提升通信技術(shù)的傳輸速率，結(jié)合射頻等技術(shù)進(jìn)行深入研發(fā)等等。相應(yīng)在未來較長一段時(shí)間內(nèi)，5G技術(shù)的發(fā)展趨勢是技術(shù)改進(jìn)，同時(shí)也將迎來美好的發(fā)展前景。

4 總結(jié)

綜上所述，5G無線通信是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢，它的出現(xiàn)不但會帶來更加安全和高速的網(wǎng)絡(luò)之外，還能使全球網(wǎng)絡(luò)的無縫連接成為可能。同時(shí)，5G無線通信的良好兼容性，使其能夠在更多領(lǐng)域中獲得應(yīng)用。在未來一段時(shí)期，應(yīng)加大對相關(guān)方面的研究力度，為5G的發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

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