5G移动核心网前景展望库京萍

5G移动核心网前景展望库京萍

库京萍1薛晓虎2

（1.北京华麒通信科技股份有限公司；2.吉林省邮电规划设计院有限公司）

摘要：现今人类社会已经进入了信息时代，随着网络技术的发展，及手机等终端的普及，社会信息流通更为简单、快捷。而在5G时代下，网络不仅表明着人类社会的进步，还以大容量信息、高速传输速度等特点胜于现今使用的3G/4G网络。可以看到的是，在未来社会发展中，5G网络势必成为社会技术使用的主流。本文以某运营商为例，分析了5G核心网的未来展望。

关键词：某运营商、5G、核心网

随着3G/4G网络在社会上的普及应用，人们已经初尝网络通信为人们带来的便利。在这种背景下，5G网络的研究开发被提上日程。5G网络可以为人们带来更多的便利，其技术优势是被业界认可的[1]。对于现今人们来说，对无线通信的追求不仅仅满足于对速度的追求，更多的是追求智能化的网络通信。人们认为利用这种网络技术就可以实现无线通信，也就是在任何环境中都可以体验几乎静止的通信，如果这一目标实现了，无论是对人类通信业的发展还是在其他领域内都可以获得质的进步。

一、5G核心网的前景展望

若实现了关于5G核心网的设想，将会是人类科学史上出现的一大进步，它不仅会在通信方面获得巨大便利，在其他领域内也将会有很大建树。据调查，现今全世界范围内的网民已经超20亿人次，手机用户网民数量约2.5倍，这时网络承担的通讯负荷逐渐加重，而可以支持3D电影及超高清视频的5G网络显然出与人们需求的一致性。由此可见，未来的通讯技术中一定是5G网络占据主流。另外，5G网络技术不仅具有高传输速率这一特点，在其实际传输过程中，还表现力能耗较低、延迟较低及可靠性较高等等特点[2]。依据这些优点，可以想象的是，5G网络技术在未来生活中发挥的作用是巨大的。如人们利用网络可以实现虚拟的旅游，可以利用5G网络将旅游景点的风景投射在家中，在家中构建一个虚拟且逼真的景象[3]。这使得人们在自己家中就可以体验到旅游地的风景。当出现突发情况时，如军事冲突或自然灾害等，还可以利用5G通信技术实现远程实地指挥，减少因指挥人员不能及时到场而造成的损失。在工农业上，5G网络技术也表现出了较强的特点，它在施工过程中，可以对施工情况实时监察，在农业上，它可以让农民自己在家中对机械进行操控，进而实现务农工作，方便快捷，它还能时刻对外部环境进行监察，为环境保护贡献自己的力量。另外，如果对5G通信技术进行大范围应用，将会使得未来的通信工程更为稳定，不会受到台风及雪灾等灾害带来的影响。

二、某运营商5G核心网演进策略

（一）5G业务发展策略

现今所使用的物联网可以利用LPWA技术来实现，包括2G、3G及4G等技术。而物联网业务则尤其需要5G技术来承载，这主要是它要求更大规模连接及更低要求时延。如物流行业的跟踪处理、工业环境中的机器人连接、城市交通管理等等。因而，从应用场景上来说，对5G需求更为迫切的是eMBB、URLLC两种[3]。5G即为eMBB业务开展的主要承载网络，并且可以满足移动医疗、智能驾驶等业务。预计在2025年左右，5G技术会进入发展成熟期，eMBB及URLLC业务这时也会发展成熟，按照需求可扩容网络，NR大规模承载了URLLC业务。NB-IoT及eMTC都可为mMTC主力承载网。

（二）5G网络部署策略

5G网络的部署策略主要有两种，即独立组网与非独立组网。独立组网可以形成一种新建的网络，如新基站、核心网及回程链路等。非独立组网可以借助已有的4G基础性设施，将5G小基站在高业务密度区域内部署。就目前来看，类型不同的网络策略将会对不同的运营商需求进行满足，而运营商在5G技术部署的不同时间点上也会选择类型不同的网络部署路径[4]。独立组网的主要优点在于它可以提供一种高性能的优势，且形成规模经济性。还能避免在与LTE网络整合过程中出现的操作过于复杂等问题。但是在早期的商业化阶段，开展独立组网需要的成本很高。而相比之下，非独立组网则能将其更为快速化地将5G技术推进市场，但非独立性组网则一般在局部热点区域中部署更为合适，且不应该进行大规模性的全国部署，且非独立组网与现有的网络之间的互操作也较为复杂。从业务需求中来看，5G发展初期过程中以eMBB业务开展为主，eMBB需求也将以城区及热点区域为主，因此5G在发展初期，其也将把局部热点区域作为部署重点区域。从网络覆盖上来看，5G很有可能实现在C频段的部署，频段将会高于现有的LTE网络。根据仿真得到的结果，在密集的城区场景下，边缘达到的吞吐率下行一般为50Mb/s。而在密集城区中，覆盖能力有所减弱。在普通城区下，边缘吞吐率下行也将达到50Mb/s，上行5Mb/s的5G上行覆盖半径可以达到200m。如果在C波段中利用SA部署方案，5G基站部署密度将会远远高于现今使用的LTE网络，网络部署时间以及采用的投资也将会成倍增加。而利用NSA方案，结合双连接、上下行解耦技术等，通过不同频率作为3.5MHz上行从而对3.5MHz覆盖不足进行有效弥补，使得5GC波段业务的演进方案切实提升[5]。PDCR是在5GNR基础上进行分流，利用SCG模式。这种方案优点在于网元可以进行独立开发，互联就行，对存量产生的改造很小。同时，在其中可以引入新型的5GCU单元，进而对分流进行有效处理，而X5接口流量较小，减少传输对其产生的影响。而其存在的缺点是不利于后续5G技术的平滑演进。综合几种方案，从网络部署难度和投资成本来看，方案一的价值要远远高于方案二。但是从网络演进角度来看，方案一涉及到的技术更有利于网络长远发展演进，支持灵活组网及高效双连接，使得引入X5接口大大减少，降低了网络的复杂度。从综合网络部署成本及演进实际需要来看，应直接采用CU-DU全分离架构，避免后续网络中对其的改造及投资。

结语

就目前来看，我国提出要全面建成小康社会，而在建成这个目标后，除了需要经济极大发展、人民素质全面提高外，还应该在其中包含5G网络的建设。这主要是由于5G网络的建设对我国各方面提高都有着显著作用。但除了技术层面提高之外，还应该注意到关于5G普及上的问题，也就是控制使用5G技术的成本[6]。如果这项技术使用的成本代价过大，那么在普及技术时花费的时间就会大大延长，而这种情况对技术的研究是非常不利的。但对于某运营商来说，无论技术革命进展到哪一地步，5G部署也需要循序渐进。在部署5G的过程中，保护好历史投资，避免出现重复投资，做好关于网络的长远规划及平滑演进工作。

参考文献

[1]陆晓东,谢伟良,杨峰义.基于控制与承载分离的5G无线网架构研究[J].移动通信,2016,4019:81-86.

[2].中兴通讯与中国移动携手签署“面向5G的无线网能效提升”合作宣言[J].电信网技术,2017,07:20.

[3]赵国锋,陈婧,韩远兵,徐川.5G移动通信网络关键技术综述[J].重庆邮电大学学报(自然科学版),2015,2704:441-452.

[4]尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺铨.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].中国科学:信息科学,2014,4405:551-563.

[5]段晓东,孙滔,陈炜,韩小勇,陆璐.5G网络架构设计的5个重要问题[J].电信科学,2014,3010:129-133+150.

[6]张继成,羊秋玲.基于电控序列位移接收结构的无线网络信号定位算法[J].计算机工程与设计,2017,3811:2947-2952+2958.