5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )架構研究論文

　　【摘要】隨著(zhù)5G移動(dòng)通信時(shí)代的到來(lái)，5G通信技術(shù)也更加成熟。做為新一代移動(dòng)通信技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò )架構對于通信網(wǎng)絡(luò )的影響甚大。而基于SDN的5G移動(dòng)通信技術(shù)因其諸多技術(shù)優(yōu)勢，成為當前5G移動(dòng)通信發(fā)展的主流�；�于SDN的5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )架構的研究，對于移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展具有積極意義。

　　【關(guān)鍵詞】SDN；5G；移動(dòng)通信；網(wǎng)絡(luò )架構；技術(shù)

　　隨著(zhù)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )速度的“質(zhì)變”，也直接導致人們生活和工作與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的關(guān)聯(lián)度更加緊密，同時(shí)讓人們對于未來(lái)5G通信時(shí)代到來(lái)有了更多的憧憬和期待。近兩年來(lái)，5G移動(dòng)通信技術(shù)無(wú)論是從技術(shù)標準，還是設備提供商，以及移動(dòng)運營(yíng)商等，都在積極為5G時(shí)代到來(lái)做好準備，可以說(shuō)5G通信技術(shù)成熟度越來(lái)越高。而且，5G移動(dòng)通信在我國部分地區已經(jīng)開(kāi)始投入試驗運營(yíng)。然而我們需要注意的是，5G移動(dòng)通信帶來(lái)的改變，不僅是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )速度得到大幅提升，更是一個(gè)廣泛覆蓋聯(lián)接、端到端的新一代移動(dòng)通信技術(shù)。而基于SDN的5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )架構，其先進(jìn)性也更加明顯，不僅將頻譜效率大幅提高，同時(shí)，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(hù)所需相應服務(wù)要求給予及時(shí)響應。再者，基于SDN的5G移動(dòng)通信技術(shù)還可以降低信息傳輸限制，可以大幅提高移動(dòng)信息傳輸速率。因此，基于SDN的5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )架構研究對于移動(dòng)通信的發(fā)展具有積極意義。

　　1現有網(wǎng)絡(luò )模式與5G網(wǎng)絡(luò )模式的區別

　　眾所周知，網(wǎng)絡(luò )速度要提速除了無(wú)線(xiàn)基站、數據編碼方式、天線(xiàn)等需要做技術(shù)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(guò)程實(shí)際是手機與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )之間數據上下行傳輸的過(guò)程，手機終端接收圖片、音頻、數據等屬于數據下行傳輸的過(guò)程，而手機終端發(fā)送數據或其他業(yè)務(wù)需求到特定的網(wǎng)絡(luò )設備，則是上行過(guò)程傳輸。移動(dòng)通信早期2G時(shí)代的GSM網(wǎng)絡(luò )，4G時(shí)代的TD—LTE模式網(wǎng)絡(luò )，由于系統在數據的接收與發(fā)送均占用相同的頻段，僅是在不同時(shí)間進(jìn)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(shí)代的FDD—LTE模式，雖然這種制式的網(wǎng)絡(luò )上行和下行頻率采用雙工間隔、也采用了載波聚合、MIMO、協(xié)調式多點(diǎn)（CoMP）、中繼站、異構網(wǎng)絡(luò )或HetNet組成的方式，使得網(wǎng)絡(luò )的數據傳輸速度有了大幅的提高，但要滿(mǎn)足5G時(shí)代超大帶寬、超低時(shí)延及海量連接，仍有較大的差距。因此，5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )要從現有的4G網(wǎng)絡(luò )的基礎上再一次提速，實(shí)現質(zhì)的飛躍，便要從解決網(wǎng)絡(luò )的容量、簡(jiǎn)化控制平臺和連接平臺、增強網(wǎng)絡(luò )運行的穩定性、減少網(wǎng)絡(luò )延遲等方面來(lái)不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )架構，必須打破當前傳統網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)架構傾向于單一設備負責單一專(zhuān)屬功能的模式，實(shí)現不僅能滿(mǎn)足移動(dòng)用戶(hù)在現有2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò )上基本的通話(huà)及上網(wǎng)需求，而且能通過(guò)全方位服務(wù)、多技術(shù)融合后，可以實(shí)現更高的網(wǎng)絡(luò )體驗速率、無(wú)所不在的連接，還能夠為垂直行業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)提供更先進(jìn)、更優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò )應用平臺，這也是它與現有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)模式的最大區別。

　　2SDN技術(shù)分析

　　5G帶來(lái)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(yíng)商打造更多創(chuàng )新服務(wù)，也可以更好地應對OTT的沖擊。而SDN將是實(shí)現這一切的基礎，也對傳統一硬件一應用“煙囪”架構進(jìn)行了改變。SDN通過(guò)在控制層面和轉發(fā)（數據）層面實(shí)現解耦分離，使網(wǎng)絡(luò )更具開(kāi)放性，從而可以對上層業(yè)務(wù)/應用進(jìn)行靈活運用。對運營(yíng)商而言，SDN實(shí)現了動(dòng)態(tài)控制方面的諸多創(chuàng )新，包括分組數據連接、可變QoS、下行鏈路緩沖、在線(xiàn)計費、數據包轉換和選擇性鏈接等。目前已經(jīng)有越來(lái)越多的5G架構開(kāi)始基于SDN理念進(jìn)行構建，例如移動(dòng)通信網(wǎng)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(jīng)全面覆蓋5G的各個(gè)方面，如設備、移動(dòng)/固網(wǎng)基礎設施、網(wǎng)絡(luò )功能等，也實(shí)現5G系統的自動(dòng)化編排。同時(shí)，SDN帶來(lái)的敏捷特性，也可以更好地滿(mǎn)足5G時(shí)代不同應用的不同需求，讓每一個(gè)應用都可以根據用戶(hù)實(shí)際的需求，定制網(wǎng)絡(luò )帶寬和網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)質(zhì)量保障級別，網(wǎng)絡(luò )設備維護人員還能借助SDN的可編程性，將網(wǎng)絡(luò )資源變成獨立的、端到端的“切片”。有了SDN架構的支撐，運營(yíng)商真正實(shí)現將網(wǎng)絡(luò )作為一種服務(wù)，并在連續提供服務(wù)的同時(shí)有效管理網(wǎng)絡(luò )資源。SDN還將為運營(yíng)商提供最佳數據傳輸路徑，進(jìn)一步優(yōu)化運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )。綜合來(lái)看，基于SDN構建的5G架構，不僅可以為用戶(hù)帶來(lái)更好的網(wǎng)絡(luò )體驗，而且還會(huì )進(jìn)一步降低運營(yíng)商的capex和opex，讓運營(yíng)商有更多的資金去實(shí)現服務(wù)的創(chuàng )新，將網(wǎng)絡(luò )真正轉化為價(jià)值收益。

　　3基于SDN下5G移動(dòng)通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò )架構

　　3。1基于SDN的5G云架構

　　在移動(dòng)通信技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，我國的云計算技術(shù)和SDN、NFV也有了很大發(fā)展空間。但通過(guò)對世界相關(guān)先進(jìn)技術(shù)分析可以看出，在進(jìn)行設計和發(fā)展5G移動(dòng)通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò )構架時(shí)，當前相對領(lǐng)先和被認可的技術(shù)主要是將SDN與云計算技術(shù)有效融入5G移動(dòng)通信技術(shù)中。這樣的網(wǎng)絡(luò )模式設計，其明顯的優(yōu)勢在于能夠實(shí)現網(wǎng)絡(luò )管理的高效化，同時(shí)可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化分組核心網(wǎng)絡(luò )。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(guò)接入云的不同數據，從而形成多個(gè)或者一個(gè)數據中心，然后通過(guò)數據中心對客戶(hù)移動(dòng)終端設備展開(kāi)有序化分布式管理模式，實(shí)現5G移動(dòng)通信技術(shù)的應用。

　　3。2基于SDN的5G多控制器架構

　　當前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的制式、組網(wǎng)模式等問(wèn)題，決定了目前移動(dòng)用戶(hù)在與網(wǎng)絡(luò )的數據交互過(guò)程中，還存在一些不足，例如用戶(hù)的數據傳輸穩定性不夠、用戶(hù)定制業(yè)務(wù)靈活性不夠等問(wèn)題，針對這些問(wèn)題，移動(dòng)通信技術(shù)研發(fā)人員充分發(fā)揮SDN的技術(shù)，較好地利用SDN技術(shù)高效控制與集中控制的技術(shù)優(yōu)勢，設計出基于SDN的5G多控制器架構，此架構主要由用戶(hù)多種通信行為主體組成，可以劃分多個(gè)通信基站的無(wú)線(xiàn)資源，并通過(guò)技術(shù)轉化后，實(shí)現對無(wú)線(xiàn)資源虛擬切片的管理，從而保證了不同容量間動(dòng)態(tài)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(jiǎn)網(wǎng)絡(luò )資源，使得網(wǎng)絡(luò )接入的靈活性進(jìn)一步提高，也可以更好推動(dòng)5G相關(guān)新業(yè)務(wù)的拓展�；�站作為一種無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)控制器，在SDN的5G多控制器架構中，一方面可以實(shí)現對這些虛擬切片的網(wǎng)絡(luò )資源進(jìn)一步優(yōu)化，另一方面，可以實(shí)現對上下層級之間控制器的管理，實(shí)現保障用戶(hù)通信信息傳輸的可靠性，進(jìn)一步提高了信息傳輸與信息設備管理的效率，也使得用戶(hù)通信信息的傳遞更加有序。

　　4結語(yǔ)

　　隨著(zhù)移動(dòng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，需要進(jìn)一步提高5G通信的傳輸質(zhì)量，而基于SDN的5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )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(jìn)移動(dòng)通信技術(shù)的健康發(fā)展。SDN的提出，不僅可以較好地緩解傳統網(wǎng)絡(luò )架構存在的不足，實(shí)現用戶(hù)對于網(wǎng)絡(luò )能按需定制的美好愿景，滿(mǎn)足用戶(hù)對于網(wǎng)絡(luò )超低延遲的需求，同時(shí)也有利于5G新業(yè)務(wù)的發(fā)展，對于我國移動(dòng)通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展具有積極的意義。

　　參考文獻

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