申博网:详解5G:关键身手、关键技术、应用场景、网络架构、经济影响(2)

马鞍山新闻网/2019-11-06/ 分类:马鞍山科技/阅读:
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蛋鸡耗大连接场景,次要面向聪明都会、环境监测、智能农业、丛林防火等以传感和数据收集为目标的应用场景,具有小数据包、蛋鸡耗、海量连接等特点。这类终端分布范围广、数量众多,不仅要求网络具备超千亿连接的支持身手,满足100万/km2连接数密度指标要求,并且还要担保终端的超蛋鸡耗和超低资本。

低时延高可靠场景,次要面向车联网、家产控制等垂直行业的特殊应用需求,这类应用对时延和可靠性具有极高的指标要求,须要为用户提供毫秒级的端到端时延和濒临100%的业务可靠性担保。

延续广域覆盖热点高容量场景次要满足2020年及未来的移动互联网业务需求,也是传统的4G次要技术场景。蛋鸡耗大连接低时延高可靠场景次要面向物联网业务,是5G新拓展的场景,重点打点传统移动通信无法很好支持地物联网及垂直行业应用。


申博网:详解5G:关键手段、关键技术、应用场景、网络架构、经济影响

(2)5G技术场景喊钾键技术的关系

延续广域覆盖、热点高容量、低时延高可靠和蛋鸡耗大连接等四个5G典型技术场景具有不同的挑战性指标需求,在考虑不同技术共存也许性的前提下,须要合理选择关键技术的组合来满足这些需求。


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在延续广域覆盖场景,受限于站址和频谱资源,为了满足100Mbps用户体验速率需求,除须要尽也许多的低频段资源外,还要大幅提升系统频谱效率。大规模天线阵列是此中最次要的关键技术之一,新型多址技术可与大规模天线阵列相结合,进一步提升系统频谱效率和多用户接入身手。在网络架构方面,综合多种无线接入身手以纪汞中的网络资源协同与QoS控制技术,为用户提供不变的体验速率担保。

在热点高容量场景,极高的用户体验速率和极高的流量密度是该场景面临的次要挑战,超密集组网能够更有效地复用频率资源,极大提升单位面积内的频率复用效率;全频谱接入能够空虚支配低频和高频的频率资源,实现更高的传输速率;大规模天线、新型多址等技术与前两种技术相结合,可实现频谱效率的进一步提升。

在蛋鸡耗大连接场景,海量的设备连接、超低的终端功耗与资本是该场景面临的次要挑战。新型多址技术通过多用户信息的叠加传输可成倍提升系统的设备连接身手,还可通过免调度传输有效降低信令开销和终端功耗;F-OFDM和FBMC等新型多载波技术在灵活使用碎片频谱、支持窄带和小数据包、降蛋鸡耗与资本方面具有显著优势;此外,终端直接通信(D2D)可防止基站与终端间的长距离传输,可实现功耗的有效降低。

在低时延高可靠场景,应尽也许降低空口传输时延、网络转发时延及重传概率,以满足极高的时延和可靠性要求。为此,需采纳更短的帧布局和更优化的信令流程,引入支持免调度的新型多址和D2D等技术以减少信令交互和数据中转,并运用更先进的调制编码和重传机制以提升传输可靠性。此外,在网络架构方面,控制云通过优化数据传输路径,控制业务数据挨近转发云和接入云边缘,可有效降低网络传输时延。

三、5G的网络架构 (1)SDN和NFV

当前的核心网EPC的一大缺陷便是耦合问题控制平面和用户平面的耦合、硬件和软件的耦合


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EPC中有四大组件:

MME:移动解决实体,负责网络连通性的解决,次要包含用户终端的认证和授权、会话成立以及移动性解决;

HSS:归属用户供职器,作为用户数据集为MME提供用户相关的数据,以此来辅佐MME的解决工作;

SGW:供职网关,负责数据包路由和转发,

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,将接收到的用户数据转发给指定的PGW,并将返回的数据交付给eNB;

PGW:PDN网关,负责为接入的用户分配IP地址以及进行用户平面QoS的解决,而且是PND网络的进入点。

从图中的虚线和实线标识表记标帜可以看出,MME仅承担控制面功能,但是SGW和PGW既承担大部门用户平面功能,又承担一部门控制平面功能,这就使得用户平面和控制平面严重耦合,从而限制了EPC的开放性和灵活性。另一方面,在这种架构下,不少网络元素必须运行于配备专用硬件的多个刀片式供职器上,这对于运营商来说是极大的开销。

为此,5G网络架构中引入了SDN(软件定义网络)NFV(网络功能虚拟化)这两种技术来打点EPC存在的耦合问题。

① SDN

SDN(Software Defined Network),软件定义网络。是Emulex网络一种新型网络立异架构,是网络虚拟化的一种实现方式,负责拉拢控制面和数据面,将网络控制面整合于一体。

这样,网络控制面对网络数据面就有一个宏观的全面的视野。路由协议交换、路由表生成等路由功能均在统一的控制面完成。实现控制平面与数据平面拉拢的协议叫OpenFlow,OpenFlow是SDN一个网络协议。

举个例子,如下图。右边的H节点获知一个新的网络Z(10.2.3.x/24)存在,此刻它须要将这一信息讲述给网络中的其余节点。


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首先须要通过OpenFlow将网络拓扑镜像到控制面,控制面初始化网络拓扑,初始化完成后,控制面会实时更新网络拓扑,会向每个转发节点发送转颁发,每个节点依照转颁发在网络内通报用户数据。

假设此刻节点H获知新的网络Z (10.2.3.x/24),节点H将通过OpenFlow告知控制面,因为控制面统领全局,它可以快速的为每一个转发节点创建新的路由表,用户数据就可以通报到这个新网络,这样就能实现控制面和数据面的拉拢。

SDN技术是针对EPC控制平面与用户平面耦合问题提出的打点方案,将用户平面和控制平面解耦可以使得放置用户平面功能变得更灵活,可以将用户平面功能放置在离用户无线接入网更近的处所,从而提高用户供职质量体验,比方降低时延。

②NFV

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