5G无线网络架构及关键技术

5G网络作为第五代移动通信网络，其峰值理论传输速度可达每秒数十Gb，这比4G网络的传输速度快数百倍，整部超高画质电影可在1秒之内下载完成。随着5G技术的诞生，用智能终端分享3D电影、游戏以及超高画质（UHD）节目的时代已向我们走来。

5G网络架构设计原则

5G网络架构设计应遵循以下三大原则：

第一、从刚性到软性，从固定网络（网元、固定连接、固定部署）到动态网络（动态部署、配置、灵活连接）；网络资源虚拟化；网络功能的解耦和服务化。

第二、移动网络IP化、互联网化，实现与IT网络互通融合；引入互联网技术，优化网络设计（SOA，数据与计算分离）

第三、集中化智能和分布化处理，集中化智能是指功能集中优化，为垂直行业提供个性化增值服务；分布化处理是指移动网络功能靠近用户，提高网络吞吐量，降低时延。

5G无线网络架构现状

当前，国际上多个标准化组织如ITU、NGMN联盟等都已经开始进行5G网络及其架构的研究工作。3GPP作为移动网络标准最主要的制定方，5G网络架构的设计将是其国际组织的重点工作，业界预期将在R14开始启动相关工作。学术界、产业界如欧盟METIS、中国IMT-2020网络技术工作组（包含中国国内的运营商、研究机构、设备商、高校）等已经开始着手这方面的讨论。

5G无线网络架构的研究主要从增强特定应用场合如高速列车、热点场所、室内环境等覆盖以及吞吐量、增强用户数据速率以及QoS需求、增强频谱效率以及能量效率、降低网络延时等方面入手，具体可以总结如下：

目前，5G研究仍处于需求制定和空中接口技术攻关阶段，尚未提出明确的网络架构。但总的看来，5G无线网络架构存在两条发展路线：一是综合化发展，即“演进+创新”的路子，在演进型的2G/3G/4G多制式蜂窝网络、以及短距离无线通信网络的基础上，融入创新型无线接入技术，形成综合型的5G无线网络架构。二是颠覆性发展，即“变革”的路子。

5G综合化发展的路子，也可以说是5G弥补了4G技术的不足，在数据速率、连接数量、时延、移动性、能耗等方面进一步提升系统性能，。它既不是单一的技术演进，也不是几个全新的无线接入技术，而是整合了新型无线接入技术和现有无线接入技术（WLAN，4G、3G等），通过集成多种技术来满足不同的需求，是一个真正意义上的融合网络。并且，由于融合，5G可以延续使用4G、3G的基础设施资源，并实现与之共存。

移动网全球漫游、无缝部署、后向兼容的特点，决定了5G无线网络架构的设计不可能是“从零开始”的全新架构。然而，5G无线网络架构是一种演进，还是一种变革，将取决于运营商和用户需求、产业进程、时间要求和各方博弈等多种因素。

在5G架构设计的需求以及可能的技术方面，已经形成了一些共识。在需求方面，普遍将灵活、高效、支持多样业务、实现网络即服务等作为设计目标；在技术方面，SDN、NFV等成为可能的基础技术，核心网与接入网融合、移动性管理、策略管理、网络功能重组等成为值得进一步研究的关键问题。

目前基本架构已有初步共识：支持多种接入、降低不同接入方式和核心网的耦合、实现按需的组网、借力NFV/SDN技术。段晓东介绍称，目前5G面向服务的研究架构其中最主要的特征有：耦合的控制面、功能模块化、控制与转发分离、新的互联方式、移动边缘计算、网络切片选择。