探究5G網(wǎng)絡新技術及核心網(wǎng)架構(gòu)

沈旗旗

（天津市郵電設計院有限責任公司，天津 300040）

隨著計算機技術、互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，在信息時代的當下，5G網(wǎng)絡技術進步飛速，并且在部分領域開始代替4G網(wǎng)絡改變?nèi)藗兊耐ㄐ欧绞?。為了深入了?G網(wǎng)絡技術并為其進一步發(fā)展提供可參考依據(jù)，不斷總結(jié)、探究技術原理、要點，并在現(xiàn)狀發(fā)展基礎上提出未來發(fā)展的新思路，對于技術的創(chuàng)新、完善以及應用普及都至關重要。

1 5G網(wǎng)絡新技術的基本介紹

5G網(wǎng)絡技術又稱第5代移動通信系統(tǒng)，是基于4G網(wǎng)絡通信技術的延伸發(fā)展成果。目前，我國5G網(wǎng)絡技術應用主要集中在載波聚臺的大寬帶應用技術、演進型空口在保證兼容性前提下的技術應用以及充分解決連入網(wǎng)的主要面臨業(yè)務體驗需求三方面。其中，載波聚臺的大寬帶應用技術即3DMIMO技術。3DMIMO技術不僅能實現(xiàn)以LTE系統(tǒng)為橋梁的空口端的演進任務，在此基礎上也能為用戶提供更高體驗感的服務。與此同時，該項技術應用能在低頻段的條件下依然維持大寬帶原本應該產(chǎn)生的服務效果。而這種服務效果的實現(xiàn)通常依賴于NB-IoT技術，即目前被多個領域公認的唯一能滿足5G網(wǎng)絡技術服務需求的技術類型。另外，在已連接至高功耗要求數(shù)量級別的端口情況下，該項技術有助于促進低成本高網(wǎng)速的實現(xiàn)，符合信息時代的通信需求。其次，演進型空口在保證兼容性前提下的技術由于當下的頻率部署還無法實現(xiàn)這類功能，在操作上還需要進行接入端的重新安裝，并在此基礎上接入端口，方可充分利用現(xiàn)有頻率實現(xiàn)5G信號的多接口接入功能，從而達成各類通訊設備的相互連接與通信。可見，該項技術對各個接口的兼容性提出了很高的要求。另外，現(xiàn)階段5G網(wǎng)絡技術的應用研究還集中在以用戶類型為中心的服務個性化、精細化管理，從最根本的層面入手提高通信服務的質(zhì)量。

2 5G網(wǎng)絡技術的核心網(wǎng)架構(gòu)的主要內(nèi)容

2.1 扁平化 IP 網(wǎng)絡

隨著5G網(wǎng)絡技術的完善，其核心架構(gòu)的科學性、嚴密性也越來越強。在5G網(wǎng)絡技術的核心網(wǎng)架構(gòu)中，扁平化IP架構(gòu)作為其中一項核心技術，其主要以分布云為基礎，實現(xiàn)傳遞信息、網(wǎng)絡功能虛擬化的功能，與此同時，扁平化IP架構(gòu)還包含了分布式軟件架構(gòu)、邏輯GW等重要內(nèi)容，在這些技術基礎上完成把垂直的網(wǎng)絡架構(gòu)演進為分布式的水平網(wǎng)絡架構(gòu)的任務。另外5G網(wǎng)絡技術中的扁平化IP架構(gòu)還有助于降低運營商的運營成本，并且大幅提高了運營商的服務性能，對其綜合競爭力的提升具有積極影響。

2.2 納米核心網(wǎng)技術

納米核心網(wǎng)技術是5G網(wǎng)絡技術的又一項核心技術，主要包括納米技術、云計算服務、全IP網(wǎng)絡融合等技術內(nèi)容。首先，從其中的納米技術方面看，該技術主要指利用納米科學進行控制方面的操作，具體可達到0.1～100 nm的精度水平，在技術競爭力上十分突出。一般來說，在5G網(wǎng)絡技術中，若各類移動終端接受了納米芯片的置入設置，則其感應能力、計算能力以及通信質(zhì)量等性能都將顯著提升。

另一方面，從云計算服務上看，5G網(wǎng)絡技術作為以云計算為基礎的異構(gòu)網(wǎng)絡，其在引入無線新技術的基礎上，同事也能達成對現(xiàn)存制式的接入控制效果。可見，為了實現(xiàn)5G網(wǎng)絡技術的這種效果，在建構(gòu)過程中需要充分利用新的控制機制進行各類制式、頻段以及小區(qū)等無線資源的調(diào)節(jié)，從而達到在各類場景中大幅提高用戶數(shù)據(jù)接入水平的目的。此外，在優(yōu)化5G網(wǎng)絡技術的過程中，還可以無線資源管理和調(diào)度功能云化為基礎，將其依據(jù)具體需求進行資源劃分和管理，并通過云端將無線接入和移動節(jié)點虛擬化，通過將智能內(nèi)容傳送網(wǎng)絡SDN（如DASH、LBS）為依托，大幅降低建設成本與管理成本，從而提高5G網(wǎng)絡技術的運營有效性。最后，從全IP網(wǎng)絡技術方面方面看，一直以來，扁平化的IP結(jié)構(gòu)都是通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中的重中之重，近年來，隨著通信技術的進步，全IP網(wǎng)絡技術得到研發(fā)和推廣，最早由3GPP 在R4 版本中提出，該項技術也將用于5G網(wǎng)絡技術的進一步優(yōu)化上。

2.3 多路徑管理和統(tǒng)一鑒權

多路徑管理和統(tǒng)一鑒權是核心網(wǎng)的典型架構(gòu)，該架構(gòu)還具有以下幾個特點：（1）采用聚合的接入方式，集成多種接入技術（Wi-Fi、藍牙、WCDMA、LTE、5G）以提供統(tǒng)一的通信解決方案；縮短動態(tài)響應時間以確保高質(zhì)量的用戶體驗；（2）通過虛擬的應用模式，將控制層從數(shù)據(jù)層分離；（3）采用簡單的層次結(jié)構(gòu)實現(xiàn)完全分布式網(wǎng)絡架構(gòu)，以獲得高效的無線資源管理及GW-GW 之間的無縫切換；

3 結(jié)束語

綜上所述，5G網(wǎng)絡技術憑借其更高的性能融了了各類先進的無線通信技術，在解決頻率許可以及頻譜管理等在內(nèi)的問題上提出了較好的建議和方案，并且有助于促進運營商包括研發(fā)、投入、經(jīng)濟收益上的優(yōu)化。與此同時，5G網(wǎng)絡技術還進一步提高了用戶的安全私密性，因此具有極大的競爭優(yōu)勢。