試論5G移動通信核心網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究

許碧洲

摘要：5G移動通信技術(shù)研究是設(shè)備運營商關(guān)注的重點。與此同時，為了有效加快5G網(wǎng)絡(luò)的研究，中國已經(jīng)開始將其一些重要的特殊科學(xué)技術(shù)專題帶入5G網(wǎng)絡(luò)研究測試。在不久的將來，5G技術(shù)將用于交通，工業(yè)，衛(wèi)生和醫(yī)療服務(wù)，將會看到5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來巨大的作用。

關(guān)鍵詞：5G 網(wǎng)絡(luò);移動通信;核心技術(shù)

中圖分類號：TN929.5?文獻標識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）09-0059-01

1?5G移動通信技術(shù)概述

伴隨著信息時代的快速發(fā)展，用戶對移動通信的需求持續(xù)增長。移動通信技術(shù)不僅深刻改變了人們的生活，而且極大地促進了經(jīng)濟與社會的快速發(fā)展。從1990年代的2G到2010年左右出現(xiàn)的4G，可以說它已經(jīng)成為10年技術(shù)迭代的基準，也就是說，移動通信技術(shù)將在20世紀20年代經(jīng)歷飛躍。10年的創(chuàng)新，除了當(dāng)前備受期待的第五代移動通信技術(shù)5G（第五代），它也是下一代移動通信技術(shù)發(fā)展的重要方向?；诖笠?guī)模5G超低功耗與高速鏈接的優(yōu)勢，未來由5G建立的無處不在的信息網(wǎng)絡(luò)必將成為一個全連接的網(wǎng)絡(luò)世界，任何地方都可以隨時隨地連接，到處都有。

為了加速5G技術(shù)的研發(fā)，歐盟，美國，韓國和日本等技術(shù)巨頭也在5G研發(fā)上投入了大量資源。中國也正在為5G技術(shù)的發(fā)展注入強勁能量，強調(diào)引領(lǐng)和創(chuàng)新作用。如今，5G移動通信技術(shù)正處于關(guān)鍵的標準制定階段。國際3GPP標準組織已于2017年12月發(fā)布了3GPP R15標準（5G的第一個版本）的新的非獨立網(wǎng)絡(luò)（NSA）5G空口標準，并期望新的獨立網(wǎng)絡(luò)的5G空口標準R15標準（5G的第一個版本）的標準（SA）將于2018年6月完成。所以就目前國際3GPP標準組織對5G標準的推廣而言，預(yù)計5G將在2020年正式上市。

2?5G移動通信技術(shù)的特點和應(yīng)用場景

2.1大規(guī)模連接。5G移動通信技術(shù)具有支持多數(shù)量與大規(guī)模鏈接的特性。在步行距離之內(nèi)，它甚至可以同時完成100萬個網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)，極大地滿足了中國當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)用戶的巨大需求，并且可以滿足不同用戶的網(wǎng)絡(luò)通信需求。比如，在通信過程中信息快速發(fā)送和傳播中斷的需求。

2.2高流量，高速率。與當(dāng)前的4G網(wǎng)絡(luò)相比，未來的5G網(wǎng)絡(luò)的最大速率可以從10倍提高到100倍。最大速率要求10 Gbit/s，在特殊情況下（例如緊急醫(yī)療車中的高清醫(yī)學(xué)成像），需求將達到100 Gbit/s。另外，5G的性能具有爆炸性，移動數(shù)據(jù)量甚至可以增加到1000倍，達到100 Gbit/s/km2以上。

2.3高頻譜利用率。頻譜資源是5G研究與開發(fā)的先驅(qū)，也是5G商業(yè)用途的基石。由于對系統(tǒng)容量的需求增加以及對5G網(wǎng)絡(luò)中各種新興應(yīng)用場景的支持，營業(yè)額和用戶流量都相對較高，并且使用需求的相對頻率也有所增加。與4G相比，預(yù)計5G的頻譜效率將提高5到15倍。

2.4超低延遲。5G通信技術(shù)的理想轉(zhuǎn)變是將延遲降低到1 ms，以便5G可以更快地傳輸信息并可以判斷緊急情況。這個概念可以作為中國無人駕駛汽車技術(shù)研究的突破。

3?5G移動通信核心網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 ?SBA服務(wù)體系結(jié)構(gòu)。在功能上，在SBA服務(wù)架構(gòu)下的4G網(wǎng)絡(luò)和5G網(wǎng)絡(luò)中，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)已重新規(guī)劃其功能并進行了相應(yīng)的調(diào)整以優(yōu)化通信功能，改善精簡。SBA服務(wù)體系結(jié)構(gòu)具有四個主要優(yōu)點：第一，便捷性，主要表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)維護，更新和不熟三個方面。第二，靈活性，以模塊化方式組合網(wǎng)絡(luò)功能，這與網(wǎng)絡(luò)部門靈活的網(wǎng)絡(luò)需求是一致的。第三，無需引入新接口的巨大可擴展性。第四，它是開放的，新的接口可以為操作員帶來便利，并可以以新的方式處理第三方服務(wù)呼叫。傳統(tǒng)的2/3/4G網(wǎng)絡(luò)使用對等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。特性與4G移動網(wǎng)絡(luò)相比，5G具有網(wǎng)元設(shè)計。具體而言，必須預(yù)先配置網(wǎng)絡(luò)的兩個元素之間的接口。并且定義的接口只能用于特定的網(wǎng)元，靈活性較差，但是5G網(wǎng)絡(luò)可以允許每個網(wǎng)元相互通信，并可以根據(jù)實際需要靈活連接。

3.2 ?CUPS（用戶和控制平面分離）。CUPS 即Control and User Plane Separation。用戶級別與超低延遲以及信息監(jiān)控的有效分離是5G網(wǎng)絡(luò)的主要特征，也是5G技術(shù)研究的必要指標。一旦完成，就可以使用某些高科技智能技術(shù)。作為智能交通的應(yīng)用。所以為了滿足5G對網(wǎng)絡(luò)延遲的高要求，請考慮縮短時間，以在指定的物理距離內(nèi)最大程度地減少信息。總結(jié)核心網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)過程，可以從R7實現(xiàn)用戶和控制平面的分離。5G時代要求對此功能有更嚴格的要求。為了使網(wǎng)絡(luò)用戶平面更靈活，更自由地工作，可以專注于核心網(wǎng)絡(luò)并進行連接，調(diào)查網(wǎng)絡(luò)訪問實現(xiàn)以實現(xiàn)分布式實現(xiàn)。

3.3 Access AGnostic 接入無關(guān)技術(shù)。5G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)可以極大地滿足個人需求并實現(xiàn)人與人之間的實時通信，改善用戶體驗，提高網(wǎng)絡(luò)運營速度。它允許用戶突破空間和時間限制，并隨時啟動連接。不會出現(xiàn)使用戶無法獲得更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)問題。簡而言之，就是5G網(wǎng)絡(luò)提供無差別服務(wù)的需求。因此，移動運營商可以通過捆綁通信信號和Wi-Fi信號為用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，以提高他們的服務(wù)質(zhì)量。

結(jié)語：簡而言之，隨著科學(xué)的持續(xù)發(fā)展，5G時代的到來將使用戶獲得更高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并且不會因為網(wǎng)絡(luò)問題而導(dǎo)致用戶將無法享受網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。5G移動通信系統(tǒng)將充分推動信息時代的發(fā)展。

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