5G蜂窝网络架构分析

5G网络比4G网络具有更大的优势，不仅具有更快的网络传输速度，更高的数据传输质量，而且还具有更好的系统协调功能。但是为了给用户提供更优良的体验，满足其更多的需求，应当在当前的基础上进行网络架构的设计，已取得更多的网络功能。因此本文对5G网络的技术特征进行了分析，还在此基础上提出了相应的网络架构设想。

【关键词】5G 蜂窝网络架构 技术特征

1 蜂窝网络架构技术特征

1.1 更高的数据流量和用户体验速率

在西方发达国家，正在经历5G革命，而在此次技术开发的大浪潮中， 蜂窝网络架构的开发研究是重中之重。在未来，更快的传输速度、更大的数据流量、更密集的覆盖区域都是网络架构的主要方向。蜂窝网络架构在基于4G网络的基础之上，从用户角度着重开发先进的数据传输技术， 在以传输基站为核心的网络传输区域，采取更高频率、更大容量的传输技术，从而更好地提高用户体验。

在當前的技术条件下， 要完成 5G网络架构的升级是不太现实的。必须开发更高频率、更大容量的传输技术， 包括引入新型多载波技术、 多地址技术、高频调码技术、离散波段技术等。除了提高传设备的先进性之外， 还可以尝试在网络覆盖区域增大网络架构的密度， 这样能够更好地增加移动数据终端数据传输的流畅性。5G网络架构的设计开发正是以提高数据传输速率及质量为研究方向， 在借助先进的传输设备的基础上， 对蜂窝网络架构进行了大范围的应用探索分析。在提高小区网络传输容量的基础上， 进一步缩小了各网络架构之间的传输薄弱区域。

1.2 更低时延

为了满足未来信号传输的速率及质量要求，5G网络的硬件方面需要从多个角度进行综合考虑以最大限度地满足其毫秒级时延要求。而经过实践研究发现，广义频分复用技术从硬件、骨干传输等方面进行加工处理，采取物理层传输路线细分的方法，从而把时间节省出来。也有一些便于信号传输的内容缓存以及D2D（设备到设备）技术可以在输入端与输出端之间进行功能调节和核心网络架构， 从而有效避免有些内容的重复发送，提高了传送速率。在此期间，缓存性能也是一重点考虑因素，便于用户直接接触所需的内容和资料，在提高内容缓存质量的同时，能够协调管理好整体的资源配置。

1.3 海量终端连接

到2020年终端连接数目会迅速增长，5G网络容量要有一定程度地提升， 才能满足这种大幅度连接需求， 其中组网技术的使用可以使终端数目降低的同时减少基点的负担。从另一个方面来说，分化管理和中继站调整技术可以使信号， 指令在小范围内进行汇聚。同一条信道上的数据量会迅速化解、不过随着这种技术的使用。人们对于网络的需求也是多元化的。协议栈的版本问题成为限制因素之一，5G网络能够提供差异化服务。也能够保证业务的互不干扰。

1.4 更高能效

由于时延作用和传输速率的提高。传输过程中和基点的能耗相对较少。特别是无线链路的能效耗散得到了很大的控制。此外。由于控制面和数据面的信息分离。终端在不定时的随之移动。由此带来的负载也在减少。最后，因为各种传输链路的集中式分化和协调管理。能够在信号传输中保持较强的稳定性和有序性。能提高效率而在核心网中适当的蜂窝状集中化管理可以实现灵活的分流和路由效果。提高其开放性和适应性能。

2 建立于SDN和NFV的5G蜂窝网络架构分析

2.1 控制云部分的分析

在以上提出的5G蜂窝网络架构中，控制云是非常关键的一个部分，该部分主要是由各个云计算功能模块构成，各模块主要协同工作对信息进行处理，可在很大程度上、提高信号传输的质量，从而给用户提供一个良好的移动终端体验。一般来说控制云在工作的时候，可以对用户的所在位置进行捕捉，从而对其信号进行处理。而各个网络计算模块在工作的过程中，可以通过优化网络资源配置以实现信号的集中处理，且在信号覆盖的范围内，可以实现信号的无缝衔接。总之，控制云一方面提高了网络传输的设备性能，另一方面有利于功能模块的优化，可在很大程度上弥补设备开发的不足，对于传输速率的提高具有很大的促进作用。

2.2 接入云部分的分析

接入云在蜂窝网络架构中也是非常重要的一个部分，它主要是由微基站、宏基站构成。一般来说宏基站所使用的设备不仅功率较大，而且也相对比较固定，其在信号传输中起到关键的作用。而微基站则有所不同，其设备并不是很固定，具有较强的移动能力，可以弥补宏基站的劣势。因此使微基站、宏基站两个站点联合开展工作，可以在很大程度上提高信号的覆盖密度，使信号传输更为准确。在整个的网络架构中，接入云具有双重作用，不仅可以增强信号配置，而且还能进一步提高信号质量。以未来的发展情况来看，接入云除了可以在网络资源管理方面获得进步，还可以在网络虚拟化方面获得更大的进展，这样就可以优化小区资源的调度，使各个网络设备能够更好的协同开展工作，以便实现网络设备利用率的提高。

2.3 转发云部分的分析

转发云主要是对核心网进行控制，使控制面与数据面的信息能够得到有效的分离，这样就可以着重关注数据流的处理速度。一般来说网络数据传输的稳定与否，主要是取决于信息存储的缓存性要求，为了能够弥补数据传输的缝隙，使网络数据传输具有良好的稳定性，可以通过借助移动终端以及微基站实现。能够数据传输质量的因素多种多样，信号塔的功率并不是唯一的因素，因此在对网络传输质量进行研究的过程中，不能只关注于信号塔的功率调整，还需要考虑到网络设备的问题，协调各个设备的配置。具体来说应当根据客户体验对设备进行开发，设计出符合市场需求的网络设备以及网络传输途径，并注意协调好信号资源的配置，认真做好网络配置的调整工作，这对于整个网络架构的优化具有极其重要的意义。而转发云在网络传输稳定中扮演者重要的角色，正是其数据存储容量决定了数据传输的质量。

3 结束语

网络技术的变革要基于当前的网络架构。同时又要对未来的网络架构提出设想。5G网络的研究着眼于当前的网络功能。并对网络功能进行多元化设计。在移动终端设备的接收能力愈发高端的前提下提升网络传输速率。成为 5G 开发的重点方向。当前，网络架构正在经历终端设备IP化，网络架构分组，传输与承载分离的过程。 更扁平的5G蜂窝网络架构， 更先进的传输设备都为提高网络传输速度做好了准备。为相关研究和具体实践带来有益启示。满足未来信号传输的速率及质量体验要求。

参考文献

[1]王景尧，白岩，孟祥娇，崔雪然.5G无线通信技术发展跟踪与分析[J].现代电信科技，2014（12）.

[2]月球，王晓周，杨小乐.5G网络新技术及核心网架构探讨[J].现代电信科技，2014（12）.

作者简介

张亦苏（1986-），男，广东省惠州市人。广东南方电信规划咨询设计院有限公司设计师/工程师，通信工程学士。研究方向为通信光传送网，无线通信。

作者单位

广东南方电信规划咨询设计院有限公司 广东省惠州市 516000