5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)需求及關(guān)鍵技術(shù)

文/許鈔 賈冰潔

隨著我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及移動(dòng)通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展，通信技術(shù)逐漸實(shí)現(xiàn)了與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，以此為基礎(chǔ)產(chǎn)生的無(wú)線接入技術(shù)也得到了更為廣泛的應(yīng)用。而對(duì)于5G技術(shù)來(lái)說(shuō)，其能夠更好的實(shí)現(xiàn)不同的業(yè)務(wù)需求，提升用戶的智能網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。預(yù)計(jì)到2020年，5G將會(huì)實(shí)現(xiàn)與不同技術(shù)與平臺(tái)的融合。其中，由于Wi-Fi是智能終端的標(biāo)準(zhǔn)配置，且有著組網(wǎng)靈活、成本相對(duì)較低、傳輸速率較高的優(yōu)勢(shì)。所以，推動(dòng)并實(shí)現(xiàn)5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)蜂窩網(wǎng)分流，顯著提升用戶的使用體驗(yàn)。

1 5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)需求分析

1.1 融合應(yīng)用場(chǎng)景

對(duì)于5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)來(lái)說(shuō)，最為主要的業(yè)務(wù)是物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。其中，在5G時(shí)代下，物聯(lián)網(wǎng)采集類業(yè)務(wù)需求較為巨大，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接數(shù)量將會(huì)得到成倍的增長(zhǎng)；而對(duì)于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，主要要實(shí)現(xiàn)用戶體驗(yàn)速率的提升，提高用戶對(duì)流量類業(yè)務(wù)的使用體驗(yàn)。

對(duì)于這些5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)，需要特定的場(chǎng)景。對(duì)于5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，主要是通過(guò)原有應(yīng)用場(chǎng)景的進(jìn)一步拓展實(shí)現(xiàn)的，在原有的基礎(chǔ)上，加入了無(wú)線社區(qū)、公共交通工具、密集公寓樓、密集街區(qū)、體育場(chǎng)等等。

1.2 5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)技術(shù)路線

在進(jìn)行5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)技術(shù)線路的規(guī)劃與建設(shè)中，必須要參考國(guó)際以及國(guó)內(nèi)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)進(jìn)展來(lái)實(shí)現(xiàn)。在5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)技術(shù)線路中，主要包含融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、融合機(jī)制、融合組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)業(yè)環(huán)境與商業(yè)化推進(jìn)這些主要的結(jié)構(gòu)。

1.2.1 融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析

在融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，主要包含著PDIF固定網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)方案以及通過(guò)S2a/S2b/S2c接口接入EPC這兩項(xiàng)內(nèi)容?，F(xiàn)階段，移動(dòng)蜂窩網(wǎng)與Wi-Fi融合的普遍使用方式為基于3GPP2的PDIF以及基于UMA的3G與Wi-Fi融合。結(jié)合現(xiàn)有的LTE來(lái)說(shuō)，可以利用S2a/S2b/S2c接口接入分組核心演進(jìn)，完成5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)架構(gòu)的搭建。

1.2.2 融合機(jī)制分析

在5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)的融合機(jī)制中，主要包含著SMALL CELL與Wi-Fi集成實(shí)現(xiàn)智能分流以及Wi-Fi控制功能與蜂窩基站控制器的融合。通過(guò)接入認(rèn)證融合，能夠?yàn)橛脩魩?lái)獨(dú)特的接入體驗(yàn)，例如物時(shí)延的用戶感知以及自適應(yīng)的統(tǒng)一認(rèn)證接入等等。通過(guò)上述的兩項(xiàng)內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)，有利于蜂窩網(wǎng)進(jìn)行智能分流，并完成了對(duì)不同業(yè)務(wù)的智能分流。

1.2.3 產(chǎn)業(yè)環(huán)境與商業(yè)化推進(jìn)的分析

相關(guān)工作人員必須要明確的意識(shí)到，5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)商業(yè)化與產(chǎn)業(yè)化，這就需要著相關(guān)工作人員對(duì)于國(guó)內(nèi)外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、專利情況以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行深度的了解，更好的滿足產(chǎn)業(yè)鏈中各方的合理訴求。

由于對(duì)于5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)來(lái)說(shuō)，其融合組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)有著十分重要的位置，且包含的內(nèi)容相對(duì)較多，所以筆者進(jìn)行了下述的詳細(xì)分析。

2 5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)探究

2.1 5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)技術(shù)難點(diǎn)

對(duì)于5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)來(lái)說(shuō)，其根本的建設(shè)目標(biāo)是降低時(shí)延、獲取更高的網(wǎng)絡(luò)利用率、提升用戶體驗(yàn)。筆者認(rèn)為，在5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)中，要對(duì)下述幾項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)的解決：

2.1.1 對(duì)于干擾的抑制

結(jié)合干擾抑制技術(shù)的使用，能夠有效解決由于Wi-Fi熱點(diǎn)的增加以及FEMTOCELL的廣泛使用而導(dǎo)致的共存干擾問(wèn)題。

2.1.2 結(jié)合網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整

使用自適應(yīng)技術(shù)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的自發(fā)自選、自組織與自配置，形成了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，完成了資源的共享。

2.1.3 多業(yè)務(wù)環(huán)境下的運(yùn)行

使用無(wú)縫切換技術(shù)，能夠確保5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)業(yè)務(wù)的質(zhì)量、時(shí)效以及負(fù)載均衡得到有效的保障。

結(jié)合上述的分析能夠發(fā)現(xiàn)，對(duì)于5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)來(lái)說(shuō)，其使用的關(guān)鍵技術(shù)包括以下三類：無(wú)感知認(rèn)證技術(shù)、組網(wǎng)安全性以及綠色通信。

2.2 無(wú)感知認(rèn)證技術(shù)的使用

對(duì)于無(wú)感知認(rèn)證技術(shù)來(lái)說(shuō)，包含著三種主要的技術(shù)：PEAP認(rèn)證技術(shù)、EAP-SIM認(rèn)證技術(shù)以及MAC地址認(rèn)證技術(shù)。對(duì)于PEAP認(rèn)證技術(shù)來(lái)說(shuō)，其主要的構(gòu)成為AAA服務(wù)器、Wi-Fi路由器以及Wi-Fi終端，使用考量EAP認(rèn)證框架，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)側(cè)的身份認(rèn)證，用戶通過(guò)接入控制器分配的IP地址的獲取，完成互聯(lián)網(wǎng)的訪問(wèn)；對(duì)于EAP-SIM認(rèn)證技術(shù)來(lái)說(shuō)，其構(gòu)成中加入了HLR系統(tǒng)，其接入認(rèn)證是利用SIM卡的認(rèn)證密鑰能夠獲取接入認(rèn)證鑒定；對(duì)于MAC地址認(rèn)證技術(shù)來(lái)說(shuō)，利用MAC地址、用戶名以及密碼的同時(shí)驗(yàn)證，能夠?qū)崿F(xiàn)接入認(rèn)證的獲取。

2.3 5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)安全性分析

對(duì)于5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)安全機(jī)制來(lái)說(shuō)，使用加密模式就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)融合組網(wǎng)中Wi-Fi端的保護(hù)。這種加密模式主要為WPA-PSK加密模式實(shí)現(xiàn)了TKIP算法、信息監(jiān)測(cè)、信息包單加密功能、密鑰生成功能等算法的增加。

另外，綠色通信也是實(shí)現(xiàn)5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)構(gòu)建更加多樣靈活的基站形態(tài)、智能基站的功放關(guān)斷，能夠降低5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)基站的耗能。結(jié)合智能化的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案的設(shè)定與實(shí)驗(yàn)，并使用低能耗的節(jié)點(diǎn)完成覆蓋補(bǔ)充，也能夠?qū)崿F(xiàn)5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)基站的整體能耗降低，推動(dòng)行業(yè)的綠色、可持續(xù)發(fā)展。

3 總結(jié)

綜上所述，在未來(lái)的發(fā)展中，5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)是我國(guó)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的主要發(fā)展趨勢(shì)。在進(jìn)行5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)的構(gòu)建中，通過(guò)對(duì)其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及融合機(jī)制進(jìn)行深度的分析，結(jié)合無(wú)感知認(rèn)證技術(shù)、組網(wǎng)安全性以及綠色通信這些關(guān)鍵技術(shù)的使用，實(shí)現(xiàn)了5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)，提升了用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。