5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

黃海強(qiáng)

廣東南方通信建設(shè)有限公司 廣東廣州 510000

1 5G網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

5G網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建需要完成許多方面的改革，5G時(shí)代的來(lái)臨，必將帶動(dòng)終端類型以及大帶寬業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，大大的提升用戶數(shù)量。面臨這樣的情況，首要任務(wù)就是提升容量，5G網(wǎng)絡(luò)下的容量必須能容得下幾十億的用戶量甚至幾百億的用戶量，并且，還應(yīng)實(shí)施全方位的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，這樣的要求并不只只是簡(jiǎn)單地覆蓋中小城市，而是覆蓋到農(nóng)村、基層，包括山林等地，讓5G實(shí)現(xiàn)無(wú)處不在。5G網(wǎng)絡(luò)還需要做到更高的速率，更低的時(shí)間延遲，5G網(wǎng)絡(luò)下緩存一個(gè)5G的視頻將在幾秒鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)，真正的提高效率[1]。

2 5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標(biāo)

基于用戶對(duì)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)功能與覆蓋場(chǎng)景的期待與要求，相關(guān)人員要明確相關(guān)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵性能指標(biāo)，如時(shí)延性、耗能、傳遞效率、移動(dòng)效果等，這些指標(biāo)不僅針對(duì)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，還針對(duì)其他的4G、3G等，但1G-4G技術(shù)在此方面的表現(xiàn)皆有很多進(jìn)步發(fā)展空間，相關(guān)人員可以在其基礎(chǔ)上大力優(yōu)化關(guān)鍵性能指標(biāo)，使技術(shù)的發(fā)展空間得到彌補(bǔ)，這便是5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)的基本目的。具體的關(guān)鍵性能設(shè)計(jì)指標(biāo)有5點(diǎn)：（1）移動(dòng)性。5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不僅要滿足移動(dòng)端用戶需求，還要滿足各種移動(dòng)交通方式的需求，如飛機(jī)、地鐵等，這些交通方式也需要借助5G技術(shù)采集相關(guān)的交通信息。5G移動(dòng)通信系統(tǒng)要在移動(dòng)性能方面表現(xiàn)出最大優(yōu)勢(shì)，使其對(duì)非移動(dòng)場(chǎng)景同樣適用。（2）時(shí)延。時(shí)延性能是5G技術(shù)必須要改進(jìn)優(yōu)化的點(diǎn)，只有提升時(shí)延性能，數(shù)據(jù)從傳輸?shù)浇邮栈虻酱_認(rèn)之間的時(shí)間間隔才能最短，這意味著數(shù)據(jù)傳輸速率會(huì)上升，相關(guān)人員還要在提高時(shí)延性能的同時(shí)，保證信息傳輸質(zhì)量。在改善時(shí)延性能方面，相關(guān)人員還要從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面入手，使相關(guān)的業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷滿足網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)要求，還要提升傳輸資源本身的質(zhì)量，以保證其傳輸順利。（3）用戶感知速率。在5G時(shí)代，信息傳輸速率會(huì)提升，用戶的感知速率也會(huì)提升，該技術(shù)主要服務(wù)相關(guān)的移動(dòng)用戶，相關(guān)人員還要將該項(xiàng)內(nèi)容作為關(guān)鍵設(shè)計(jì)指標(biāo)，使用戶獲得的MAC層用戶面數(shù)據(jù)傳送量得到保證。（4）峰值速率，主要指5G技術(shù)條件下網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所能承擔(dān)的最大業(yè)務(wù)速率，提高該速率，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)業(yè)務(wù)的容納量會(huì)增加，處理能力也會(huì)提升。（5）連接數(shù)密度。主要指單位時(shí)間內(nèi)連接的設(shè)備最大數(shù)量，只有提高該指標(biāo)，5G才能容納更多的用戶[2]。

3 5G網(wǎng)絡(luò)的整體架構(gòu)

5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)就是以服務(wù)的架構(gòu)以及通用接口為基礎(chǔ)，普通的網(wǎng)元功能會(huì)借助NFV技術(shù)來(lái)進(jìn)行拆分，進(jìn)而分成各種網(wǎng)絡(luò)功能服務(wù)模塊，接著就是使用靈活定義服務(wù)模塊來(lái)進(jìn)行幾何，做到定制化的網(wǎng)絡(luò)功能重新建構(gòu)，對(duì)外會(huì)使用統(tǒng)一的服務(wù)來(lái)調(diào)用接口建立業(yè)務(wù)流程，在這個(gè)架構(gòu)里面，需要按照特定的場(chǎng)景需求，把所存在的各種網(wǎng)絡(luò)功能來(lái)進(jìn)行組合，做到網(wǎng)絡(luò)能力和服務(wù)的定制化，給各種業(yè)務(wù)部署提供專用的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而做到5G網(wǎng)絡(luò)切片。如今5G需要支持多樣化的業(yè)務(wù)和性能指標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)切片的含義需要和5G系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系，要想支持網(wǎng)絡(luò)切片功能，5G架構(gòu)會(huì)包括比較多的功能層，其中含有服務(wù)層、管理編排層、控制層、多域網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)工具以及數(shù)據(jù)層，確保能更好地滿足租戶的使用服務(wù)需求，使得工作人員能夠做出更加合理的商業(yè)決策，實(shí)現(xiàn)對(duì)于管理和編排的切換。

4 5G接入的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

如今3Gapp給新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了定義，其中含有g(shù)NB和ng-eNB這兩種接入節(jié)點(diǎn)，前者就是給5G控制面以及用戶面服務(wù)提供基站，至于后者就是使得用戶擁有LTE/E-UTRAN服務(wù)基站。這兩種接入節(jié)點(diǎn)需要使用Xn接口來(lái)聯(lián)系，而且會(huì)使用NG接口來(lái)和核心網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)系。新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的主要特征就是能夠做到獨(dú)立組網(wǎng)以及非獨(dú)立組網(wǎng)，運(yùn)營(yíng)商能夠按照網(wǎng)絡(luò)的需求來(lái)選擇合理的5G部署措施。

5G無(wú)線協(xié)議所存在的內(nèi)容有傳輸用戶數(shù)據(jù)的用戶面以及控制信令相交互的控制面。用戶面會(huì)使用服務(wù)數(shù)據(jù)自適應(yīng)協(xié)議層，這樣使得以5G核心網(wǎng)為基礎(chǔ)的新Qos模型得到保障。SDAP層能夠把含有Qos需求的IP反映到有關(guān)的配置無(wú)線電承載上面，及時(shí)沒(méi)有RRC信令，也能夠配置所存在的各種資源。如今在控制面里面增加了RRCinactive狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)中用戶不僅可以節(jié)省電量，而且能夠做到狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。相同的就是5GPPP也開(kāi)始研究5G接入架構(gòu)和相關(guān)的技術(shù)，之后根據(jù)有關(guān)的部署情況，網(wǎng)絡(luò)部署會(huì)優(yōu)先選擇合理的用戶面以及數(shù)據(jù)面來(lái)處理方案，在這個(gè)時(shí)期，不會(huì)對(duì)于完全分離的方案提出需求，而且所存在的節(jié)點(diǎn)也會(huì)借助X2接口開(kāi)展分布式協(xié)作[3]。完全集中式方案可以在比較多的節(jié)點(diǎn)里面開(kāi)展集中式的調(diào)度，所以更加自由。

節(jié)點(diǎn)中的協(xié)議棧聚合措施需要和網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況以及所存在的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行聯(lián)系，無(wú)線接入技術(shù)的聚合點(diǎn)優(yōu)先選擇和時(shí)間沒(méi)有關(guān)系的協(xié)議棧層，不過(guò)需要進(jìn)行時(shí)間同步的MAC層切分方案能夠更好地進(jìn)行RAT操作。詳細(xì)地來(lái)說(shuō)，在PDCP層聚合方案里面，CU/DU會(huì)在PDCP/RLC層里面進(jìn)行切換，DU可以支持比較多的空口技術(shù)。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度持續(xù)增快，智慧城市的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也變得越來(lái)越多樣化，而且也展示出了異構(gòu)性和融合性的特點(diǎn)。由于5G蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的部署是比較靈活的，所以在智慧城市的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施方面得到了高度的重視。不過(guò)根據(jù)普通的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，都需要使用核心網(wǎng)來(lái)完成對(duì)于智慧城市有關(guān)業(yè)務(wù)的接入控制和資源分配，這樣的一種形式會(huì)消耗比較多的網(wǎng)絡(luò)資源，做到對(duì)于用戶業(yè)務(wù)的處理時(shí)延，最主要的就是智慧城市在發(fā)展的時(shí)候，因?yàn)榇嬖谝欢ǖ膯?wèn)題，所以會(huì)受到限制。綜上所述，以上內(nèi)容就是對(duì)5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的論述。