5G蜂窩網絡架構分析

5G網絡比4G網絡具有更大的優勢，不僅具有更快的網絡傳輸速度，更高的數據傳輸質量，而且還具有更好的系統協調功能。但是為了給用戶提供更優良的體驗，滿足其更多的需求，應當在當前的基礎上進行網絡架構的設計，已取得更多的網絡功能。因此本文對5G網絡的技術特征進行了分析，還在此基礎上提出了相應的網絡架構設想。

【關鍵詞】5G 蜂窩網絡架構 技術特征

1 蜂窩網絡架構技術特征

1.1 更高的數據流量和用戶體驗速率

在西方發達國家，正在經歷5G革命，而在此次技術開發的大浪潮中， 蜂窩網絡架構的開發研究是重中之重。在未來，更快的傳輸速度、更大的數據流量、更密集的覆蓋區域都是網絡架構的主要方向。蜂窩網絡架構在基于4G網絡的基礎之上，從用戶角度著重開發先進的數據傳輸技術， 在以傳輸基站為核心的網絡傳輸區域，采取更高頻率、更大容量的傳輸技術，從而更好地提高用戶體驗。

在當前的技術條件下， 要完成 5G網絡架構的升級是不太現實的。必須開發更高頻率、更大容量的傳輸技術， 包括引入新型多載波技術、 多地址技術、高頻調碼技術、離散波段技術等。除了提高傳設備的先進性之外， 還可以嘗試在網絡覆蓋區域增大網絡架構的密度， 這樣能夠更好地增加移動數據終端數據傳輸的流暢性。5G網絡架構的設計開發正是以提高數據傳輸速率及質量為研究方向， 在借助先進的傳輸設備的基礎上， 對蜂窩網絡架構進行了大范圍的應用探索分析。在提高小區網絡傳輸容量的基礎上， 進一步縮小了各網絡架構之間的傳輸薄弱區域。

1.2 更低時延

為了滿足未來信號傳輸的速率及質量要求，5G網絡的硬件方面需要從多個角度進行綜合考慮以最大限度地滿足其毫秒級時延要求。而經過實踐研究發現，廣義頻分復用技術從硬件、骨干傳輸等方面進行加工處理，采取物理層傳輸路線細分的方法，從而把時間節省出來。也有一些便于信號傳輸的內容緩存以及D2D（設備到設備）技術可以在輸入端與輸出端之間進行功能調節和核心網絡架構， 從而有效避免有些內容的重復發送，提高了傳送速率。在此期間，緩存性能也是一重點考慮因素，便于用戶直接接觸所需的內容和資料，在提高內容緩存質量的同時，能夠協調管理好整體的資源配置。

1.3 海量終端連接

到2020年終端連接數目會迅速增長，5G網絡容量要有一定程度地提升， 才能滿足這種大幅度連接需求， 其中組網技術的使用可以使終端數目降低的同時減少基點的負擔。從另一個方面來說，分化管理和中繼站調整技術可以使信號， 指令在小范圍內進行匯聚。同一條信道上的數據量會迅速化解、不過隨著這種技術的使用。人們對于網絡的需求也是多元化的。協議棧的版本問題成為限制因素之一，5G網絡能夠提供差異化服務。也能夠保證業務的互不干擾。

1.4 更高能效

由于時延作用和傳輸速率的提高。傳輸過程中和基點的能耗相對較少。特別是無線鏈路的能效耗散得到了很大的控制。此外。由于控制面和數據面的信息分離。終端在不定時的隨之移動。由此帶來的負載也在減少。最后，因為各種傳輸鏈路的集中式分化和協調管理。能夠在信號傳輸中保持較強的穩定性和有序性。能提高效率而在核心網中適當的蜂窩狀集中化管理可以實現靈活的分流和路由效果。提高其開放性和適應性能。

2 建立于SDN和NFV的5G蜂窩網絡架構分析

2.1 控制云部分的分析

在以上提出的5G蜂窩網絡架構中，控制云是非常關鍵的一個部分，該部分主要是由各個云計算功能模塊構成，各模塊主要協同工作對信息進行處理，可在很大程度上、提高信號傳輸的質量，從而給用戶提供一個良好的移動終端體驗。一般來說控制云在工作的時候，可以對用戶的所在位置進行捕捉，從而對其信號進行處理。而各個網絡計算模塊在工作的過程中，可以通過優化網絡資源配置以實現信號的集中處理，且在信號覆蓋的范圍內，可以實現信號的無縫銜接。總之，控制云一方面提高了網絡傳輸的設備性能，另一方面有利于功能模塊的優化，可在很大程度上彌補設備開發的不足，對于傳輸速率的提高具有很大的促進作用。

2.2 接入云部分的分析

接入云在蜂窩網絡架構中也是非常重要的一個部分，它主要是由微基站、宏基站構成。一般來說宏基站所使用的設備不僅功率較大，而且也相對比較固定，其在信號傳輸中起到關鍵的作用。而微基站則有所不同，其設備并不是很固定，具有較強的移動能力，可以彌補宏基站的劣勢。因此使微基站、宏基站兩個站點聯合開展工作，可以在很大程度上提高信號的覆蓋密度，使信號傳輸更為準確。在整個的網絡架構中，接入云具有雙重作用，不僅可以增強信號配置，而且還能進一步提高信號質量。以未來的發展情況來看，接入云除了可以在網絡資源管理方面獲得進步，還可以在網絡虛擬化方面獲得更大的進展，這樣就可以優化小區資源的調度，使各個網絡設備能夠更好的協同開展工作，以便實現網絡設備利用率的提高。

2.3 轉發云部分的分析

轉發云主要是對核心網進行控制，使控制面與數據面的信息能夠得到有效的分離，這樣就可以著重關注數據流的處理速度。一般來說網絡數據傳輸的穩定與否，主要是取決于信息存儲的緩存性要求，為了能夠彌補數據傳輸的縫隙，使網絡數據傳輸具有良好的穩定性，可以通過借助移動終端以及微基站實現。能夠數據傳輸質量的因素多種多樣，信號塔的功率并不是唯一的因素，因此在對網絡傳輸質量進行研究的過程中，不能只關注于信號塔的功率調整，還需要考慮到網絡設備的問題，協調各個設備的配置。具體來說應當根據客戶體驗對設備進行開發，設計出符合市場需求的網絡設備以及網絡傳輸途徑，并注意協調好信號資源的配置，認真做好網絡配置的調整工作，這對于整個網絡架構的優化具有極其重要的意義。而轉發云在網絡傳輸穩定中扮演者重要的角色，正是其數據存儲容量決定了數據傳輸的質量。

3 結束語

網絡技術的變革要基于當前的網絡架構。同時又要對未來的網絡架構提出設想。5G網絡的研究著眼于當前的網絡功能。并對網絡功能進行多元化設計。在移動終端設備的接收能力愈發高端的前提下提升網絡傳輸速率。成為 5G 開發的重點方向。當前，網絡架構正在經歷終端設備IP化，網絡架構分組，傳輸與承載分離的過程。 更扁平的5G蜂窩網絡架構， 更先進的傳輸設備都為提高網絡傳輸速度做好了準備。為相關研究和具體實踐帶來有益啟示。滿足未來信號傳輸的速率及質量體驗要求。

參考文獻

[1]王景堯，白巖，孟祥嬌，崔雪然.5G無線通信技術發展跟蹤與分析[J].現代電信科技，2014（12）.

[2]月球，王曉周，楊小樂.5G網絡新技術及核心網架構探討[J].現代電信科技，2014（12）.

作者簡介

張亦蘇（1986-），男，廣東省惠州市人。廣東南方電信規劃咨詢設計院有限公司設計師/工程師，通信工程學士。研究方向為通信光傳送網，無線通信。

作者單位

廣東南方電信規劃咨詢設計院有限公司 廣東省惠州市 516000