5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)需求及關(guān)鍵技術(shù)

王子 李齊

摘 ? 要：作為新一代信息通信技術(shù)的5G技術(shù)已經(jīng)成為融入到社會(huì)實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)5G技術(shù)與Wi-Fi融合組網(wǎng)是構(gòu)建大數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)的重要內(nèi)容。本文以分析5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)需求作為切入點(diǎn)，闡述二者融合的關(guān)鍵技術(shù)，以此構(gòu)建現(xiàn)代化、智能化的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：5G ?Wi-Fi ?融合 ?關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：TN929.5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）11（b）-0112-02

隨著我國(guó)大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，5G技術(shù)已經(jīng)成為引領(lǐng)通信技術(shù)發(fā)展的重要方向，已經(jīng)融入到人們的生活工作中。2019年9月Wi-Fi聯(lián)盟正式發(fā)布Wi-Fi6標(biāo)準(zhǔn)，Wi-Fi 6的最高傳輸速度將達(dá)到9.6 Gbps，因此在日益完善的通信技術(shù)環(huán)境下如何實(shí)現(xiàn)解決5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)是5G技術(shù)發(fā)展所必須要解決的問(wèn)題。

1 ?5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)的需求

5G技術(shù)是在原有4G技術(shù)的基礎(chǔ)上拓寬與提升發(fā)展而來(lái)的，其將通過(guò)全新技術(shù)，融合了不同的頻譜類型和頻段、多樣化服務(wù)及部署。Wi-Fi則是一種短程的無(wú)線傳輸技術(shù)，隨著智能網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，Wi-Fi已經(jīng)融入到人們的生活工作中。2019年隨著Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)的正式發(fā)布，關(guān)于Wi-Fi6與5G之間關(guān)系的討論又起，究竟5G能不能取代Wi-Fi6。其實(shí)，移動(dòng)通信和Wi-Fi之爭(zhēng)早在2000年的時(shí)候就開(kāi)始了，當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上關(guān)于2G網(wǎng)絡(luò)取代Wi-Fi的聲音不絕于耳，但是經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展，移動(dòng)通信已經(jīng)發(fā)展到了5G時(shí)代，進(jìn)入了新的紀(jì)元。而Wi-Fi技術(shù)也已經(jīng)到了Wi-Fi 6的標(biāo)準(zhǔn)，Wi-Fi已經(jīng)成為社會(huì)上不可或缺的一部分?？梢?jiàn)5G和WiFi其實(shí)是相輔相成的。5G是WiFi6的有力支撐，Wi-Fi6可以成為5G的補(bǔ)充和延伸，二者融合能夠共同推動(dòng)社會(huì)發(fā)展。

隨著我國(guó)智能時(shí)代的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)5G技術(shù)與Wi-Fi融合已經(jīng)成為構(gòu)建大數(shù)據(jù)工業(yè)的重要基礎(chǔ)：首先二者組網(wǎng)融合是滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的要求。目前智能一體化成為現(xiàn)代生活的重要方式，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)家用設(shè)備、工作工具等控制離不開(kāi)5G技術(shù)與Wi-Fi的支持，因此為了滿足不同場(chǎng)景的要求需要實(shí)現(xiàn)二者的融合;其次二者融合也是推動(dòng)智能交通的內(nèi)在要求。例如2019年深圳地鐵通過(guò)引入5G技術(shù)與Wi-Fi6構(gòu)建了福田地鐵樞紐控制系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)了對(duì)地鐵控制系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化，大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)機(jī)制以網(wǎng)絡(luò)分流和智能識(shí)別為主。

2 ?5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 融合組網(wǎng)的綠色通信技術(shù)

通信技術(shù)是5G技術(shù)與Wi-Fi組網(wǎng)所需要解決的首要問(wèn)題，傳統(tǒng)的通信技術(shù)存在數(shù)據(jù)傳輸沖突矛盾，尤其是部分通信功能存在損耗，因此二者融合的綠色通信技術(shù)目前已經(jīng)得到基本的解決，但是其仍然存在一些核心性的問(wèn)題沒(méi)有攻克。通過(guò)實(shí)踐調(diào)查目前綠色通信技術(shù)主要包括以下方面：（1）功放關(guān)斷智能基站。網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)主要分為間接性發(fā)送和持續(xù)性發(fā)送。間歇性發(fā)送時(shí)基站一般都在持續(xù)功放的狀態(tài)，這是由于基站的技術(shù)特點(diǎn)決定，這樣對(duì)于構(gòu)建高效、節(jié)能的通信網(wǎng)絡(luò)是不符的，也是不符合5G技術(shù)發(fā)展模式的，以此二者融合的關(guān)鍵就是要實(shí)現(xiàn)基站的自動(dòng)化功放，通過(guò)相關(guān)技術(shù)可以使用OFDM進(jìn)行智能的功放關(guān)斷。例如當(dāng)基站需要發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，基站會(huì)根據(jù)用戶的需求而自動(dòng)關(guān)閉一些沒(méi)有用的攻防，這樣就能夠起到降低組網(wǎng)能耗的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了綠色通信;（2）基站形態(tài)的靈活多樣。5G技術(shù)與Wi-Fi的融合實(shí)現(xiàn)了綠色通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的建設(shè)，而基站作為網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹匾M成部分，基站的改造也是當(dāng)前必須要重視的工作?；趥鹘y(tǒng)通信技術(shù)傳輸?shù)囊螅覈?guó)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基站主要采取的DAS系統(tǒng)模式，此種模式屬于直連式存儲(chǔ)分布系統(tǒng)，其具有功耗損失大的缺陷，因此我們可以采取5G使用的能支持MIMO技術(shù)的small cell 便具備了 DAS 分布系統(tǒng)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，它的能耗更小，不會(huì)隨著使用程度增加而增加那么大的能耗消損，且覆蓋面更加廣泛，效率更高。

2.2 無(wú)感知認(rèn)證技術(shù)

無(wú)感知認(rèn)證技術(shù)是5G技術(shù)與Wi-Fi融合組網(wǎng)的關(guān)鍵性問(wèn)題，隨著人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求的日益提高，用戶“無(wú)感知”體驗(yàn)的要求非?？量?，例如用戶在操作智能平臺(tái)時(shí)，對(duì)智能平臺(tái)的操作要求越來(lái)越高，不愿意多操作就可以完成相應(yīng)的功能要求，因此無(wú)感知認(rèn)證技術(shù)成為二者融合的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題?；贗EEE802.1x/EAP的Wi—Fi無(wú)感知認(rèn)證系統(tǒng)可以對(duì)消息進(jìn)行統(tǒng)一處理，其消息傳遞機(jī)制為EAP認(rèn)證體系。IEEE 802.1x是一種以端口為主的網(wǎng)絡(luò)接入控制協(xié)議，對(duì)接入用戶的認(rèn)證和鑒權(quán)給出了指定的標(biāo)準(zhǔn)化流程，主要實(shí)現(xiàn)用戶終端與網(wǎng)絡(luò)接口的認(rèn)證與鑒權(quán)功能嘲。PEAP、EAP—SIM/AKA及MAC地址認(rèn)證方式是當(dāng)今業(yè)界比較成熟的3種無(wú)感知認(rèn)證方式。隨著5G技術(shù)與Wi-Fi的融合，越來(lái)越多的智能終端設(shè)備可以通過(guò)上述的技術(shù)實(shí)現(xiàn)認(rèn)證，并且為用戶提供更加便捷的操作系統(tǒng)。例如華為公司所研發(fā)的5G手機(jī)就是實(shí)現(xiàn)了二者的融合，為用戶提供了更加方便的體驗(yàn)服務(wù)。

2.3 融合組網(wǎng)的安全機(jī)制

5G技術(shù)與Wi-Fi融合組網(wǎng)的關(guān)鍵就是為用戶提供安全的運(yùn)行環(huán)境，二者具有不同的物理層面保護(hù)功能，一旦實(shí)現(xiàn)二者融合則必然會(huì)脫離運(yùn)營(yíng)商的物理隔離保護(hù)，這樣就容易被網(wǎng)絡(luò)所入侵，導(dǎo)致用戶的核心資料被竊取，因此實(shí)現(xiàn)二者融合的關(guān)鍵就是要解決安全機(jī)制。相對(duì)而言二者融合組網(wǎng)所需要解決的安全機(jī)制需要從以下方面入手：一是安全的完整性。二者在融合的過(guò)程中必須要保證內(nèi)容不被破壞，尤其是不能丟失，只有這樣才能符合用戶使用的要求。5G技術(shù)與Wi-Fi融合需要通過(guò)多個(gè)設(shè)備傳輸完成，而網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸是通過(guò)安全密鑰實(shí)現(xiàn)的，因此只有具有密鑰的人才能進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，因此關(guān)鍵就是要確保網(wǎng)絡(luò)傳輸密鑰的完整性;二是安全機(jī)制的保密性。網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為用戶生活工作所離不開(kāi)的重要工具，5G技術(shù)與Wi-Fi的融合在為用戶提供便利的同時(shí)也增加了安全系數(shù)，因此需要解決安全機(jī)制的保密性。因此，我們通常使用 WPA-PSK （中文普遍定義為暫時(shí)密鑰集成協(xié)議）的加密模式，其會(huì)提高安全機(jī)制的完整性、可靠性和保密性。

3 ?結(jié)語(yǔ)

總之，基于5G技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)5G技術(shù)與Wi-Fi融合是適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì)，雖然關(guān)于二者融合的研究日益廣泛，但是實(shí)現(xiàn)二者融合還需要解決關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，比如如何利用邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)切片、虛擬化等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)5G與Wi-Fi系統(tǒng)用戶之間的高度業(yè)務(wù)融合，解決5G信號(hào)屏蔽問(wèn)題等是當(dāng)前實(shí)踐應(yīng)用所必需要解決的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1] 廖世強(qiáng).分析5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)需求及關(guān)鍵技術(shù)[J].通訊電源技術(shù)，2018（10）.

[2] 汪煒.5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)需求及關(guān)鍵技術(shù)的探討[J].通訊設(shè)計(jì)與應(yīng)用，2017（7）.

[3] 劉明，張治中.程方.5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)需求分析及關(guān)鍵技術(shù)研究[J].電信科學(xué)，2014（8）：99-105.

[4] 黨嘉偉.5G與Wi-Fi系統(tǒng)在未授權(quán)頻段的共存技術(shù)研究[D].北京郵電大學(xué)，2019.

[5] 周達(dá).Wi-Fi聯(lián)合5G組網(wǎng)的需求分析與關(guān)鍵技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（11）：5.

[6] 馮登國(guó)，徐靜，蘭曉.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)安全研究[J].軟件學(xué)報(bào)，2018（2）.