[4G&5G专题-21]：架构-实现5G业务目标和内在特征的三大关键技术概述-无线接入技术、网络重构技术、分布式移动应用

青衣

目录
1. 5G网络架构
2. 无线接入层：无线接入技术
（1）大规模MIMO技术
（2）非正交多址技术
（3）同频全双工通信技术
（4）新型调制技术
（5）新型编码技术
（6）高阶调制技术
3. 网络层：网络重构技术（包括接入网与与核心网）
（1）NFV 网络功能虚拟化，Network Function Virtualization
（2）SDN软件定义网络
（3）网络切片
4. 应用层：分布式业务服务
（1）移动边缘计算MEC
（2）分布式应用服务器AS

1. 5G网络架构

（1）5G移动终端
（2）5G无线接入网
（3）4G/5G核心网
（4）5G业务应用服务器

2. 无线接入层：无线接入技术
（1）大规模MIMO技术
在LTE MIMO的基础之上，5G的基站可以使用几十上百根天线，波束窄，指向性传输，高增益，抗干扰，提高频谱效率；
（2）非正交多址技术
NOMA、MUSA、PDMA、SCMA等非正交多址技术，在LTE OFDM技术的基础之上，进一步提升频率利用率率。支持上行非调度传输，减少空口时延，适应低时延要求；
（3）同频全双工通信技术
是一项通过多重干扰消除技术，实现数据同频全双向传输的物理层技术，有望成倍提升无线网络容量；
（4）新型调制技术
相对于LTE的OFDM, 滤波器组正交频分复用，支持更灵活的参数配置，根据需要配置不同的载波间隔，适应不同传输场景；
（5）新型编码技术
LDPC编码和polar码，纠错性能高。
（6）高阶调制技术
1024 QAM调制，提升频谱效率。

3. 网络层：网络重构技术（包括接入网与与核心网）
（1）NFV 网络功能虚拟化，Network Function Virtualization
就是将网络中的专用电信设备的软硬件功能转移到虚拟机上，在通用的商用服务器上通过软件替代专有硬件来实现网元功能。
（2）SDN软件定义网络
5G网络通过SDN连接边缘云和核心云里的VMs（虚拟机），SDN控制器执行映射，建立核心云与边缘云之间的连接。网络切片也由SDN集中控制。

SDN，NFV和云技术使网络从底层物理基础设施分开，变成更抽象灵活的以软件为中心的构架，可以通过编程，来提供业务连接。
（3）网络切片
5G网络将面向不同的应用场景，比如，超高清视频、虚拟现实、大规模物联网、车联网等等，不同的场景对网络的移动性、安全性、时延、可靠性，甚至是计费方式的要求是不一样的，因此，需要将物理网络切割成多个虚拟网络，每个虚拟网络面向不同的应用场景需求。

虚拟网络间是逻辑独立的，互不影响。
只有实现NFV/SDN之后，才能实现网络切片， 因此要了解网络切片的基本原理，必须先了解NFV/SDN的基本原理。

4. 应用层：分布式业务服务
（1）移动边缘计算MEC
移动边缘计算（Mobile Edge Computing, MEC）可利用无线接入网络靠近提供电信用户IT所需服务和云端计算功能，而创造出一个具备高性能、低延迟与高带宽的电信级服务环境，加速网络中各项内容、服务及应用的快速下载，让消费者享有不间断的高质量网络体验。

移动边缘计算改变了4G系统中网络和业务分离的历史事实（RAN接入网提供传输服务，业务服务器提供业务服务），通过对传统无线网络增加MEC平台网元，将业务平台（包含内容、服务、应用）下沉到移动网络边缘，为移动用户提供计算和数据存储服务。
MEC平台的具体部署方式主要分为两类，包括宏基站场景的部署以及小小区基站场景的部署。

• 宏基站场景部署
  

一般来说，基站的服务范围较广，服务用户较多，且宏基站本身具备一定的计算和存储能力，故MEC在宏基站场景的部署主要为将MEC平台直接嵌入到宏基站的方式。
拥有MEC功能的宏基站能够降低网络时延、获取业务的上下文信息并且能很好的支持室外的大区域范围的各类垂直行业应用，车联网、智慧城市等等。
终端就可以直接通过基站直接访问业务服务器，而不需要先通过核心网，才能访问业务服务器。极大的减少了终端与业务之间的延时！

• 小小区基站场景部署
  

考虑到小小区基站的覆盖范围较小，服务用户数较少，且小小区基站的硬件大小也有限制的情况，MEC平台的部署主要以本地汇聚网关的方式出现。
多个小小区基站共同连接到同一个MEC平台，通过在MEC平台上布置多个业务应用实现特定区域内的运营支撑，如企业、学校内部高效资源访问，商场等室内场所的物联网网关汇聚和数据分析等。
（2）分布式应用服务器AS
所谓分布式资源共享服务器就是指数据和程序可以不在一个服务器上，而是分散到多个服务器。以网络上分散分布的地理信息数据及受其影响的数据库操作为研究对象的一种理论计算模型服务器形式。
分布式有利于任务在整个计算机系统上进行分配与优化，克服了传统集中式系统会导致中心主机资源紧张与响应瓶颈的缺陷，解决了网络中存在的数据异构、数据共享、运算复杂等问题，是地理信息系统技术的一大进步。
这在互联网中，得到了广泛的应用。