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摘要：随着信息技术和互联网技术的发展，人类社会逐步进入了信息时代，人们对新系通信的要求越来越高。在这样的背景下，移动通信网络不再局限于人与人的信息传输，人与物、物与物的通信成为可能。社会对移动通信网络需求的爆炸式增长对于第五代移动通信网络的出现和发展有着积极的促进作用，第五代移动通信网络将成为通信行业研究的热点和焦点。本文分析了第五代移动通信网络体系架构及其关键技术。
关键词：五代移动通信网络；体系架构；技术；
对于第五代移动通信网络来说，5G市场在业务类型、终端设备以及应用场景上都有着一定的创新，可以说第五代移动通信网络的发展充满了未知，因此有必要探讨第五代移动通信网络的体系架构及其关键技术，以此来引领第五代移动通信网络技术的进一步发展和应用。
一、第五代移动通信网络体系架构
5G网络技术需达到以下五个目标：其一是传输速率需达到10GB/s；其二是频谱效率需达到第四代移动通信技术的10倍；其三是网络容量需提升1000倍；其四是业务时间延迟需小于5m/s，其五是能量效率需提升10 倍。
1.场景部署。在场景部署的过程中，需要区分室内和室外场景。其中室外场景一般是利用大规模的MIMO 配备基站和分布式天线，对天线的元件进行分散处理后，通过光纤将其连接在一起。对于移动终端的部署一般采用动态的连接方式，这样可以有效增加覆盖范围。对于室内部署而言，只需要完成与室外的天线阵列连接，就能实现短距离的通信并实现数据的高速传输。
2.接入网。接入网的设计通常包含以下两个显著特点：
（1）融合了异构多接入技术，该技术主要依靠一个无线控制器来实现对有关技术的操作，且它对SRC 也有所要求，第一是现有的接口需要进一步完善，第二是SRC 需要向后兼容，第三是SRC不会对传统的空中接口造成影响，如此才能实现提升无线资源利用率的目标，并确保能够统一地接入网络。
（2）基站资源的虚拟化，对资源分配的控制是建立在集中式基站部署基础之上的，基带处理单元的基带处理是通过SRC 逐步实现的，在已有基带处理基础上进一步实现实时云架构的虚拟化基站建立，完成对频谱资源的实时调度，最终实现平台内部多种无线网络功能的相互统一。
3.核心网模块。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆核心网能够通过网络功能虚拟化技术和SDN技术来实现对网络变革的驱动，对于第五代移动通信网络来说，其核心网模块有着如下特点：一是实现控制和转发的分离：对于SDN来说，其属于一种新兴的网络结构，在SDN的控制平面中，通过集中式网络控制器能够实现网络分离后流量的分配，可以将数据转发平面上的流量分配给各个网络元件，这就能够有效实现路由决策和拓扑感知等重要功能；二是逻辑与物理硬件分离：NFV属于SDN的补充技术，其以IT虚拟化技术为基础，能够实现对核心网设备的迁移，实现网元功能从硬件向虚拟机平台的移植，这就有效简化了硬件平台的设计，提升了组网的灵活性，有效降低了组网成本。
二、关键技术
1.基于滤波器组的多载波技术。由于在频谱效率、对抗多径衰落、低实现复杂度等方面的优势, OFDM 技术被广泛应用于各类无线通信系统, 如WiMaX、LTE 和 LTE-A 系统的下行链路, 但 OFDM 技术也存在很多不足之处。比如,各子载波必须具有相同的带宽, 各子载波之间必须保持同步, 各子载波之间必须保持正交等, 限制了频谱使用的灵活性。为了解决这些问题, 合成滤波器组和分析滤波器组由一组并行的成员滤波器构成, 其中各个成员滤波器都是由原型滤波器经载波调制而得到的调制滤波器。与OFDM 技术不同, FBMC中, 由于原型滤波器的冲击响应和频率响应可以根据需要进行设计, 各载波之间不再必须是正交的, 不需要插入循环前缀; 能实现各子载波带宽设置、各子载波之间的交叠程度的灵活控制, 从而可灵活控制相邻子载波之间的干扰, 并且便于使用一些零散的频谱资源; 各子载波之间不需要同步, 同步、信道估计、检测等可在各资载波上单独进行处理, 因此尤其适合于难以实现各用户之间严格同步的上行链路。但另一方面, 由于各载波之间相互不正交, 子载波之间存在干扰; 采用非矩形波形, 导致符号之间存在时域干扰, 需要通过采用一些技术来进行干扰的消除。
2.软件定义网络 (SDN) 技术是源于 Internet 的一种新技术，在传统的Internet网络架构中, 控制和转发是集成在一起的, 网络互联节点 (如路由器、交换机) 是封闭的, 其转发控制必须在本地完成, 使得它们的控制功能非常复杂, 网络技术创新复杂度高，为了解决这个问题,在软件定义网络中, 分成应用层、控制层、基础设施层. 其中控制层通过接口与基础设施层中的网络设施进行交互, 从而实现对网络节点的控制。软件定义网络自提出后引起了广泛的关注, 各研究机构进行了接口的标准化工作、关键技术的研究和实验, 部分厂商也推出了解决方案等。但总体来说, SDN 技术还有待进一步完善.现有的无线网络架构中, 基站、服务网关、分组网关除完成数据平面的功能外, 还需要参与一些控制平面的功能, 如无线资源管理、移动性管理等在各基站的参与下完成, 形成分布式的控制功能, 网络没有中心式的控制器, 使得与无线接入相关的优化难以完成, 并且各厂商的网络设备如基站等往往配备制造商自己定义的配置接口, 需要通过复杂的控制协议来完成其配置功能, 并且其配置参数往往非常多, 配置和优化非常复杂, 网络管理非常复杂, 使得运营商对自己部署的网络只能进行间接控制,业务创新方面能力严重受限。因此, 将 SDN 的概念引入无线网络, 形成软件定义无线网络, 是无线网络发展的重要方向。
3.内容分发网络(CDN) 是为了解决互联网访问质量而提出的概念。在传统的内容发布方式中, 内容发布由内容提供商的服务器完成, 随着互联网访问量的急剧增加, 使得其服务器可能处于重负载状态, 互联网中的拥塞问题更加突出, 网站的响应速度受到严重影响, 使网站难以为用户提供高质量的服务。CDN 通过在网络中采用缓存服务器, 并将这些缓存服务器分布到用户访问相对集中的地区或网络中, 根据网络流量和各节点的连接、负载状况以及到用户的距离和响应时间等综合信息将用户的请求重新导向离用户最近的服务节点上, 使用户可就近取得所需内容, 解决Internet网络拥挤的状况, 提高用户访问网站的响应速度。在无线网络中, 由于智能终端等应用的日益普及, 使得移动数据业务的需求越来越大, 内容越来越多. 为了加快网络访问速度, 在无线网络中采用 CDN 技术成为自然的选择, 在各类无线网络中得以应用,也将成为 5G 系统的一个重要的技术。
5G网络技术的发展目标，主要是满足未来移动互联网业务急剧发展的要求，并为用户带来全新的良好体验。尽管国内外针对5G 网络技术的可行性研究、标准化建设以及相关产品的发展等投入了巨大的人力、物力和财力，但目前对于5G 网络技术的研究还处在初步阶段，需要在统一的框架下整合全球范围内的研究力量推进5G 网络技术的发展。
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论文作者:张波
论文发表刊物:《基层建设》2016年20期
论文发表时间:2016/12/5
标签：网络论文; 载波论文; 移动通信论文; 技术论文; 滤波器论文; 基站论文; 第五代论文; 《基层建设》2016年20期论文;