田玉灵
北京中电飞华通信有限公司
摘要：随着先进信息技术手段的不断发展，我国的网络水平发展质量越来越高。在当前的5G技术发展进程中，将虚拟化技术引入后，能够有效实现无线网灵活可控、开放可定制的目标，在提高网络业务水平上具有十分重要的现实意义。基于此，本文就5G网络架构与无线网虚拟化进行了分析研究。
关键词：5G；网络架构；无线网虚拟化
引言：5G网络因为频段和业务的需求，将呈现出密集、复杂的网络结构。相比于传统的4G技术，5G在基站数量以及部署密度上都远远超过4G。目前，通过无线虚拟化的应用为当前的网络用户提供一个开放灵活且易于维护的网络环境成为当前信息技术人员的主要研究重点。
一、5G网络架构
随着信息技术手段的不断进步，4G 网络也得到了迅速发展，5G 网络这一新型网络架构模式在此基础上逐渐形成，极大地满足了现代人们的用网需求。目前，5G网络的发展水平越来越高，不仅能够促进移动互联网的发展，也为超高流量密度及移动性等无线物联网需求提供支持，其在长期的发展中已经形成了一定的基础模式，关于其网络架构的研究主要从网络部署场景、接入网、核心网等三大模块开展。
（一）网络部署场景
5G 网络的场景部署与当前的4G相似，并通过室内和室外两个模块开展。在实际应用中，5G 会在统一的空口技术框架的基础上沿着低频和高频的新空口及 4G进行演进，并使用多样化的技术形式将其应用在各种不同的场景之中。目前，室内流量应用数量巨大，占到 MBB 业务的80%，因此，在实际的网络场景部署中需要考虑到严苛的室内覆盖和容量问题，以便满足人们的流量需求。在部分小型的热点区域中主要是通过设置微基站的方式来提高信号源，从而提高室内5G网络的覆盖率；而对于大型室内建筑来说，则可以使用DAS 系统在实现室内场景的网络覆盖。在实际应用中，DAS 系统并不能支持所有的5G 主流频段，一旦DAS 系统受到限制，就会出现DAS 管控难、定位难的问题，因此就可以也同时采用HetNet 网络来解决以上问题[1]。
在室外的场景部署中，由于场景区域一般集中在密集的居民小区，在而且在城市中建筑物高大繁多的区域以及商场地带需要考虑实际的部署问题，因此需要严格注意网络的覆盖问题及数据传输问题，一般情况下可以通过分布式基站、MIMO 天线技术等多样性的方式来提高室外网络的覆盖率以及5G 数据传输速，从而进一步提高网络质量。
（二）接入网
接入网目前包括三种形式，一种是通过多网多制式融合来提高接入技术的应用，接入网通过多种先进技术手段的融合能够有效的实现在不同接入方式下实现5G 网络的接入；第二种是通过构建网络基站来实现虚拟资源的分配；第三种是信息边缘的缓存与传递方面，接入网的设置更具有柔性，进一步提高网络用户的体验。在实际应用中，利用接入网进行数据传输也可以对数据传输的路径进行优化，进一步提高数据平面的良性发展。
（三）核心网
核心网直接关系到数据传输速度以及数据处理能力，尤其是对于5G网络来说，其对未来的网络发展具有重要的作用，因此在核心网的设置上需要使其更具有更强大、更丰富的通信能力，以便实现5G 网络更高水平的发展。目前，5G 网络正在逐渐向分离式架构演进，主要包括两个方面，一方面是以别具一格的软件化、模块化的方式来构建网络，并以此实现网络功能的有效分离；另一方面则是实现控制面和用户面的分离，在此情况下，用户能够摆脱，更加灵活地部署于接入网与核心网，突破以其为中心的桎梏，在此基础上，当前的核心网所具有的开放性、灵活性、易扩展性进一步提高了当前的网络质量水平。
二、无线网虚拟化
无线网虚拟化包括网络资源虚拟化和网络功能虚拟化，通过这2个方面的虚拟化能够提升资源使用效率并很好地支撑 5G 网络切片，从而实现网线网资源的合理调度与利用。当前，由于通用硬件能力不足会出现无线信号处理存在问题，因此难以满足5G 时代的超低时延要求；再者，无线虚拟化技术的复杂性较高，虚拟化设备部署也比较分散，因此在集中化管理还存在不少问题[2]。
（一）无线资源虚拟化
网络资源虚拟化指的是对移动网无线侧的频谱资源、功率资源、空口资源、传输带宽等资源进行虚拟化，网络资源虚拟化的结果作为网络功能虚拟化的基础。其在具体应用中需要通过SDN/NFV 技术将以上无限资源进行池化，之后再利用映射手段使无线网资源的调度和配置与具体的网络资源分离，以便进一步提高无线网资源的利用率。如下图1所示，网络虚拟化主要是用虚拟网络控制器负责的，其在实际应用中需要根据实际的业务需求生成对应的网络拓扑，然后再向虚拟资源控制器申请网络资源。其中节点链路控制器能够在充分考虑网络可分配资源和不同业务申请所需资源的基础上合理分配底层网络资源与网络需求。
.png)
图1 网络资源虚拟化
（二）网络功能虚拟化
网络功能虚拟化是对无线接入网的数据单元和控制单元以及部分核心侧的功能虚拟化，其主要是借助NFV/SDN技术来实现其虚拟化的过程，NFV技术在实际应用中能够将网络功能转移到边缘云中的虚拟机（VMs）中，之后利用服务器（COTS）将边缘云中的虚拟机与核心云中的虚拟机进行互联互通，最终让虚拟机实现有效的资源分配与资源隔离，具体指的就是软件功能与硬件能力的解耦，其能够为5G网络的切片提供支撑。
结语：综上所述，5G网络是现代互联网技术发展的一大进步，其数据传输速度以及数据处理能力都得到了大幅度的提高，有力的满足了当前网络用户的需求。在此基础上，无线虚拟化还是一个较为漫长的过程，需要相关技术人员能够不断加强研发，推进无线虚拟化的发展进步。
参考文献
[1]张灿峰.5G网络技术特点分析和无线网络规划思考[J].中国新通信,2019(20):39-40.
[2]何峰赋.5G移动网络新技术及核心网架构[J].电子技术与软件工程,2019(19):7-8.
论文作者:田玉灵
论文发表刊物:《科技新时代》2019年11期
论文发表时间:2020/1/8
标签：网络论文; 资源论文; 架构论文; 无线网论文; 技术论文; 网络资源论文; 接入网论文; 《科技新时代》2019年11期论文;