关于5G无线网技术特征分析及部署应对策略探讨

发表时间:2020/9/4   来源:《中国西部科技》2020年第9期   作者: 关东宇 王洋 张琳 于洋
[导读] 2019年是向5G商用迈进的关键时间点,在此之上,运营商、设备商、终端芯片企业此次的巴展展示仿佛走在聚光灯下,备受业界瞩目
        摘要:2019年是向5G商用迈进的关键时间点,在此之上,运营商、设备商、终端芯片企业此次的巴展展示仿佛走在聚光灯下,备受业界瞩目。在技术创新之外,5G应用作为5G盈利的关键,也将是设备商展示的重中之重。各大运营商不断促进设立GSMA创新城市展区,为观众提供大型VR互动及VR开发平台、大型裸眼3D沉浸式体验等趣味互动,以及Cloud X、Cloud Gaming等来自5G时代全新商业体验;将集中展示一批最新行业应用成果,包括5G智能制造、5G远程控制机器人、5G MEC云VR、5G IoT、5G智慧视频等;将围绕全连接的行业、全连接的城市以及全连接的消费者,重磅发布16项覆盖人类生活方方面面的创新方案。
        关键词:5G;无线网技术;特征;部署
        1 5G发展概述
5G(5th Generation)即第五代移动通信技术,此前已经历四代技术演进:第一代移动通信(1G)是已经淘汰的模拟通信技术,通信标准较多,但主要市场由美国摩托罗拉垄断;第二代数字移动通信技术(2G)主要使用欧盟主导的GSM制式,现在仍是主流通信网络,美国高通的CDMA(IS-95)制式成为下一代技术的基石;第三代移动通信(3G)有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三种制式,全球主流标准是WCDMA,中国主导开发的TD-SCDMA制式仅有中国移动等少部分运营商使用;目前已经进入规模商用阶段的第四代移动通信(4G),主要是欧美通信公司主导的LTE-Advance FDD,而中国主导的LTE-Advance TDD技术也已经占据市场一席之地;国际电信联盟(ITU)计划将于2020年完成第五代移动通信(5G)全球统一标准的制定并逐步投入商用,5G已经成为全球业界研发的焦点和各通信大国竞争的主战场。5G移动通信技术的总体愿景是“信息随心至,万物触手及”,通过高接入速率、低使用时延、海量连接能力、超高流量密度,实现人与物的智能互联、信息的高速传输,从而渗透到未来社会各个领域,构建以用户为中心的全方位信息生态系统。自20世纪80年代以来,移动通信每十年出现新一代革命性技术,推动信息通信技术、产业的革新,为经济社会发展注入强劲动力。“4G影响生活,5G改变社会”,第五代移动通信以全新的网络架构、关键技术,提供超高传输速率、毫米级传输时延和千亿级连接能力,开启万物广泛互联、人机深度交互的新时代,对社会的影响力远超前几代移动通信技术。
        2 5G移动通信技术的特点
2.1 利用率高
在新时期的发展中,我国4G技术水平得到了很大提升,但这项技术还未得到充分利用,因而5G技术的开发既在很大程度上影响着移动通信行业的发展,又能够实现波普高频段资源的充分利用,这就在很大程度上提升了无线电波的穿透力和移动通信传输质量。5G移动通信技术的利用率很高,这不仅能够确保网络的穿透力,又提升了网络的传播速度和传播质量,并为网络的安全性提供了保障。同时,5G移动通信技术还能够实现通信技术、无线宽带、有线宽带、光缆技术的有效融合。
2.2 系统性强
通信技术和移动通信行业的发展联系十分紧密,5G的出现在很大程度上提升了通信技术水平,其具有较强的系统性,在数据传输过程中满足了信息数据的传输需求,其传输方式呈现出多面、多点、多变的特点,使得通信系统的性能得到了很大的优化。


2.3 先进的理念
在移动通信行业的发展中,传统的技术传输距离具有一定的局限性,而5G技术的重点是室内通信方式,这种技术的短距离信息传输速度快,有效地提升了短距离移动信息的传输效率,为室内无线网络覆盖的全面性提供了保障,满足了人民群众的实际需求。
2.4 投入的成本少
移动通信技术的发展节省了很多资金,5G移动通信技术的能源消耗和资源供给等方面成本都比较低,使得人民群众享受了更加优质的移动通信技术服务,还推动着移动通信技术的发展,具有广阔的发展空间。
        3  关于5G无线网部署应对策略探讨
进入5G时代后,NFV、SDN等概念将逐渐成为现实,移动互联网将向行业用户开放从而迎来业务的爆发,网络将逐步走向扁平化,实现网络控制面与业务面的分离,运营商可以通过对网络切片模版进行编排,向用户提供有针对性的差异化服务。5G网络在实现控制面与业务面相分离后,需要将网络对业务的处理和运算安排到业务或者子网络的边缘进行,在缩短时延的同时最大限度降低核心网与传输的负担。为此,3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划)在5G网络中引入了MEC,并让其成为5G的关键技术之一。通过在网络结构扁平化、可编程化的基础上实现MEC,向用户提供满足其对流量、时延需求的网络服务产品。
5G网络的网络架构分为接入层、边缘云、汇聚云、核心云四层,在4G网络中服务器上实现的核心网各网元功能将最终在云平台上实现。而在接入层,基站被拆分为CU(Concentration Unit,集中单元)和DU(Distribution Unit,分布单元),CU部分的协议栈与算法等内容同样可以以云化的方式在接入层或者边缘云上实现。5G网络明确了针对开放体系的PCF(Policy Control Function,策略控制功能)与UPF(User Plane Function,用户面功能),当PFC做出分流的判断后,发送给UPF,再由UPF提供业务转发分流到MEC。对于时延要求高的业务,可以直接在接入云中部署UPF与MEC;对于需要计费、商用化的业务,可以在边缘云或者汇聚云中部署UPF与MEC。
对于在边缘云上部署的MEC,边缘云可以通过传输与CU相连,也可以在边缘云上同步部署CU与MEC,并通过5G中传线路与DU相连,由此可见,当MEC部署在边缘云上时,覆盖范围相比MEC部署在接入层会更大,适用于车联网等对移动性有一定要求的场景。对于在汇聚云上部署的MEC,同理其覆盖范围将会更大,承载的业务会更多,适合用于地市级的广域大连接场景;对于在接入层CU上部署的MEC,运算直接在本地发生,业务的时延可以降低到毫秒级,但其覆盖面积相对较小,比较适合移动性不强但对时延要求高的业务,例如AR(Augmented Reality,增强现实)与VR(Virtual Reality,虚拟现实)业务或者其它发生在小范围封闭场景中的业务。
        4 总结
作为5G时代的“标配”要求,高带宽、低时延将是网络演进的主要目标之一,体现在对SDN(Software Defined Network,软件定义网络)和NFV(Network Function Virtualization,网络功能虚拟化)进行虚拟化演进以及核心网功能向基站的下沉[1]。为了实现这一目标,需要将IT服务和云计算服务部署至移动网络的边缘,从而使得移动边缘计算成为了5G的主要关键技术之一。MEC(Mobile Edge Computing,移动边缘计算)将向用户提供计算、存储等服务,并通过实现“靠近用户”来减少业务时延,并支持基于5G网络的低时延业务,提升用户感知。
        参考文献
[1]王广增.关于5G移动通信关键技术的分析及其未来发展前景分析[J].新观察,2014(04)
[2]国健男;基于用户体验的5G网络研究[J];电子技术与软件工程;2015年01期.
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