5G移動通信網絡架構研究論文

5G移動通信網絡架構研究論文

　　【摘要】隨著5G移動通信時代的到來，5G通信技術也更加成熟。做為新一代移動通信技術，其網絡架構對于通信網絡的影響甚大。而基于SDN的5G移動通信技術因其諸多技術優勢，成為當前5G移動通信發展的主流。基于SDN的5G移動通信網絡架構的研究，對于移動通信技術的發展具有積極意義。

　　【關鍵詞】SDN；5G；移動通信；網絡架構；技術

　　隨著移動通信技術的發展，移動通信網絡速度的“質變”，也直接導致人們生活和工作與移動通信網絡的關聯度更加緊密，同時讓人們對于未來5G通信時代到來有了更多的憧憬和期待。近兩年來，5G移動通信技術無論是從技術標準，還是設備提供商，以及移動運營商等，都在積極為5G時代到來做好準備，可以說5G通信技術成熟度越來越高。而且，5G移動通信在我國部分地區已經開始投入試驗運營。然而我們需要注意的是，5G移動通信帶來的改變，不僅是移動網絡速度得到大幅提升，更是一個廣泛覆蓋聯接、端到端的新一代移動通信技術。而基于SDN的5G移動通信網絡架構，其先進性也更加明顯，不僅將頻譜效率大幅提高，同時，在終端功率和通信成本控制也表現十分突出，更能夠對于不同用戶所需相應服務要求給予及時響應。再者，基于SDN的5G移動通信技術還可以降低信息傳輸限制，可以大幅提高移動信息傳輸速率。因此，基于SDN的5G移動通信網絡架構研究對于移動通信的發展具有積極意義。

　　1現有網絡模式與5G網絡模式的區別

　　眾所周知，網絡速度要提速除了無線基站、數據編碼方式、天線等需要做技術提升外，也需要數據運輸管道能力的同步提升。手機終端通信過程實際是手機與無線網絡之間數據上下行傳輸的過程，手機終端接收圖片、音頻、數據等屬于數據下行傳輸的過程，而手機終端發送數據或其他業務需求到特定的網絡設備，則是上行過程傳輸。移動通信早期2G時代的GSM網絡，4G時代的TD—LTE模式網絡，由于系統在數據的接收與發送均占用相同的頻段，僅是在不同時間進行上下行不同數據的傳輸，數據傳輸的速率較低。就算是4G時代的FDD—LTE模式，雖然這種制式的網絡上行和下行頻率采用雙工間隔、也采用了載波聚合、MIMO、協調式多點（CoMP）、中繼站、異構網絡或HetNet組成的方式，使得網絡的數據傳輸速度有了大幅的提高，但要滿足5G時代超大帶寬、超低時延及海量連接，仍有較大的差距。因此，5G移動網絡要從現有的4G網絡的基礎上再一次提速，實現質的飛躍，便要從解決網絡的容量、簡化控制平臺和連接平臺、增強網絡運行的穩定性、減少網絡延遲等方面來不斷優化網絡架構，必須打破當前傳統網絡運營架構傾向于單一設備負責單一專屬功能的模式，實現不僅能滿足移動用戶在現有2G、3G、4G網絡上基本的通話及上網需求，而且能通過全方位服務、多技術融合后，可以實現更高的網絡體驗速率、無所不在的連接，還能夠為垂直行業、物聯網、車聯網等行業提供更先進、更優秀的網絡應用平臺，這也是它與現有移動網絡運營模式的最大區別。

　　2SDN技術分析

　　5G帶來的不僅僅是更高的帶寬和更低的延遲，其靈活、敏捷、可管理等特性，還將為運營商打造更多創新服務，也可以更好地應對OTT的沖擊。而SDN將是實現這一切的基礎，也對傳統一硬件一應用“煙囪”架構進行了改變。SDN通過在控制層面和轉發（數據）層面實現解耦分離，使網絡更具開放性，從而可以對上層業務/應用進行靈活運用。對運營商而言，SDN實現了動態控制方面的諸多創新，包括分組數據連接、可變QoS、下行鏈路緩沖、在線計費、數據包轉換和選擇性鏈接等。目前已經有越來越多的5G架構開始基于SDN理念進行構建，例如移動通信網NGMN設想的架構，借助硬件和軟件分離，以及SDN和NFV提供的可編程能力，已經全面覆蓋5G的各個方面，如設備、移動/固網基礎設施、網絡功能等，也實現5G系統的自動化編排。同時，SDN帶來的敏捷特性，也可以更好地滿足5G時代不同應用的不同需求，讓每一個應用都可以根據用戶實際的需求，定制網絡帶寬和網絡的服務質量保障級別，網絡設備維護人員還能借助SDN的可編程性，將網絡資源變成獨立的、端到端的“切片”。有了SDN架構的支撐，運營商真正實現將網絡作為一種服務，并在連續提供服務的同時有效管理網絡資源。SDN還將為運營商提供最佳數據傳輸路徑，進一步優化運營商的網絡。綜合來看，基于SDN構建的5G架構，不僅可以為用戶帶來更好的網絡體驗，而且還會進一步降低運營商的capex和opex，讓運營商有更多的資金去實現服務的創新，將網絡真正轉化為價值收益。

　　3基于SDN下5G移動通信技術網絡架構

　　3。1基于SDN的5G云架構

　　在移動通信技術不斷發展的過程中，我國的云計算技術和SDN、NFV也有了很大發展空間。但通過對世界相關先進技術分析可以看出，在進行設計和發展5G移動通信技術網絡構架時，當前相對領先和被認可的技術主要是將SDN與云計算技術有效融入5G移動通信技術中。這樣的網絡模式設計，其明顯的優勢在于能夠實現網絡管理的高效化，同時可以進一步簡化分組核心網絡。5G云架構主要是接入云、集中式本地云、分布式局域云三部分組成，而分布式局域云則需要通過接入云的不同數據，從而形成多個或者一個數據中心，然后通過數據中心對客戶移動終端設備展開有序化分布式管理模式，實現5G移動通信技術的應用。

　　3。2基于SDN的5G多控制器架構

　　當前移動通信網絡的制式、組網模式等問題，決定了目前移動用戶在與網絡的數據交互過程中，還存在一些不足，例如用戶的數據傳輸穩定性不夠、用戶定制業務靈活性不夠等問題，針對這些問題，移動通信技術研發人員充分發揮SDN的技術，較好地利用SDN技術高效控制與集中控制的技術優勢，設計出基于SDN的5G多控制器架構，此架構主要由用戶多種通信行為主體組成，可以劃分多個通信基站的無線資源，并通過技術轉化后，實現對無線資源虛擬切片的管理，從而保證了不同容量間動態信息的傳輸與接入。針對部分高頻信息密集覆蓋的區域，采用SDN的5G多控制器架構可以對資源的充分利用，還可以獨立完成信息集成，精簡網絡資源，使得網絡接入的靈活性進一步提高，也可以更好推動5G相關新業務的拓展。基站作為一種無線接入網控制器，在SDN的5G多控制器架構中，一方面可以實現對這些虛擬切片的網絡資源進一步優化，另一方面，可以實現對上下層級之間控制器的管理，實現保障用戶通信信息傳輸的可靠性，進一步提高了信息傳輸與信息設備管理的效率，也使得用戶通信信息的傳遞更加有序。

　　4結語

　　隨著移動通信技術的不斷發展，需要進一步提高5G通信的傳輸質量，而基于SDN的5G移動通信網絡架構，對于信息傳輸安全性和穩定性的提升具有重要意義，也可以更好的促進移動通信技術的健康發展。SDN的提出，不僅可以較好地緩解傳統網絡架構存在的不足，實現用戶對于網絡能按需定制的美好愿景，滿足用戶對于網絡超低延遲的需求，同時也有利于5G新業務的發展，對于我國移動通信技術的進一步發展具有積極的意義。

　　參考文獻

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