第12期2019年6月无线互联科技
Wireless Internet Technology
No.12June，2019
基于5G关键技术的应用场景及发展研究
赵 丽
（中移铁通集团有限公司沈阳分公司，辽宁 沈阳 110000）
摘 要：基于新型网络架构的5G关键技术包括大规模天线阵列、超密集组网、全频谱接入、新型多址以及新型的网络架构。
由此，5G主要应用于云VR/AR，AI化的远程医疗、车联网、智能化无线视频监控等场景。未来5G与各行业的深度融合，将带来万物互联的新机遇。文章对此进行了研究。关键词：5G关键技术；应用场景；发展趋势2G萌生数据，3G催生数据，4G发展数据，4G移动互联网的发展空前繁荣，就中国移动集团而言，基站规模208万，用户数7亿，人口覆盖12亿，4G繁荣的同时推动着5G时代的到来。5G关注主要应用的能力指标：更高的用户体验速率，能够达到GBPS量级；设备密度达到每平方千米600万个，流量密度能够达到20 Tbs每平方千米；端到端时延降低到毫秒级水平；移动性达到500 km/h。1 5G关键技术
5G关键技术包括大规模天线阵列、超密集组网、全频谱接入、新型多址以及新型的网络架构。大规模天线阵列可以大幅提升系统频谱效率；超密集组网以提升百倍量级的容量为目的，用增加基站的部署密度作为手段实现；新型多址技术通过发送信号的叠加传输来提升系统的接入能力，可以支撑千亿级设备的连接需求；全频谱接入技术可以满足频谱资源的需求；新型的网络架构就是采用软件定义网络/网络功能虚拟化（Software Defined Network/Network Function Virtualization，SDN\\NFV）和云计算等技术实现[1]。1.1 SDN和NFV
网络虚拟化的实现是通过SDN作为技术支持的，负责分离控制面和数据面，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分离，通过软件化集中控制网络资源。
通信网的一些私有的专用网元设备比较昂贵，NFV的目标就是用基于标准的服务器、存储和交换设备，取代专用网元，通过IT虚拟化技术将网络功能软件化，来达到降低设备成本的目的。通过软硬件解耦的方法实现网元的功能，NFV虚拟化的主要设备包括交换机、路由器、HLR，RNC，SGW，PGW，BARS和MME等，以实现网元功能配置的灵活性[2]。1.2 5G核心网整体网络架构
服务化架构（Service-Based Architecture，SBA）是5G的重要特征，结合移动核心网的网络特点和技术发展趋势，将网络按照“自包含、可重用、独立管理”三原则，把网络功能定义为若干个可重用的服务模块。网络功能间的交互由“服务”调用实现，每个网络功能对外呈现通用的服务化接口，可被授权的网络功能或服务调用。而传统2G，3G，4G网
络架构采用的是“点对点”的架构，网元和网元之间的接口
需预先定义和配置，灵活性不强。传统3GPP的P2P架构和5G SBA服务化架构如图1所示。
图1 传统3GPP的P2P架构和5G SBA服务化架构
5G标准架构概览（Service Based Architecture，SBA）：5G网络架构优越性体现在服务化、控制面板模块化、用户面归一化、网络切片、移动边缘计算（Mobile Edge Computing，MEC）支持和统一鉴权。通过功能解耦的模块化设计、控制与承载分离、功能间以服务的方式进行调用等颠覆性的设计支持端到端切片以实现网络的灵活性。1.3 5G网络代表性服务能力
5G网络服务能力最具代表性的是网络切片和移动边缘计算。
网络功能虚拟化的关键特性就是网络切片。5G业务在带宽、时延、连接等要求上差异巨大，体现在对移动性、内容感知、高可靠、低时延、无缝覆盖以及大带宽等方面，所以网络需要端到端（End to End，E2E）切片满足不同业务差异化SLA需求。通过网络切片分层，能够按需求灵活地提供多
作者简介：赵丽（1985— ），女，辽宁锦州人，通信工程师，硕士；研究方向：通信技术。
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