探析第五代移动通信网络核心技术

探析第五代移动通信网络核心技术

庞伟文

公诚管理咨询有限公司第七分公司广东珠海519000

摘要：本文主要对第五代移动通信网络核心技术进行了探讨，以供同仁参考。

关键词：第五代移动通信网络；纳米技术；云计算；全IP网络

一、前言

5G的核心网络将是一个大型服务器组成的云计算平台，通过具有数据交换功能的路由器及交换机网络与基站相连，宏基站具有云计算和大数据存储功能，特别大或时效性强的数据将提交云计算中心网络处理，基站或终端的形态、数量多，不同的业务采用不同的频段，天线和连接方式多样。因此，需要具有智能配置、智能识别、自动模式切换的功能，实现智能自主组网。对于不同的RAN（无线电接入网），利用扁平化IP概念更容易使5G网络升级至一个单纳米核心网络。由于扁平化IP，我们要更关注网络安全，因此5G网络运用纳米技术作为防护工具来保障网络安全。不可否认的是，扁平化IP网络的关键概念就是使5G可以兼容所有的网络。为了满足使用者对即时数据应用的要求，无线运营商要试图转型到扁平化IP建设中去。扁平化IP构架提供了一个能够通过象征性的名称来识别终端的方法，这种方法不像分层架构那样运用正常的IP地址，这种做法给移动网络运营商带来更多的利益。本文主要对第五代移动通信网络核心技术进行了探讨，以供同仁参考。

二、第五代移动通信网络核心技术

第五代移动通信核心组网技术----纳米核心。实际上包括纳米技术、云计算、全IP平台（见图1）。

（1）纳米技术。纳米技术作为纳米科学的重要应用之一，主要应用于纳米范围内的操作控制，纳米范围一般为0.1-100nm。这个领域中也包括分子纳米技术（MNT-MoleculeNanotechnology），分子纳米技术主要应用于原子工程与分子工程中的结构控制。纳米技术于1974年在东京制造业国际会议上被提出，它作为下一次工业革命中的重要部分，将促使通信行业迅速地转向至下一代的通信标准。

图15G网络结构----纳米核心

在5G通信中，那些所谓的移动终端将被植入纳米技术的芯片，我们称这种终端为“纳米终端”。对于无线领域来说，环境智能的概念将作为中心理念之一被广泛应用，纳米终端将以智能的方式随时给用户提供完美的计算和通信。当然，这些纳米终端将被人们在不同的场所进行运用（比如家庭、办公室、公共场所），因此纳米终端将提供一个崭新的平台，这个平台将提供前所未有的感应、计算、通信能力，具体表现如下：一是自我清洁。终端将自我清理机身及内部结构中的尘土、硬盘中的垃圾文件，重整磁盘结构等；二是自我充电。终端从太阳能、水能、风能等可再生资源中获取电量；三是感应周围环境。终端自动感应周围天气与空气污染指数等；四是柔韧的机身。可弯曲折叠，却不易损坏；五是透明。可以“看穿”的终端。

（2）云计算。云计算是一种运用于中央控制服务器上的技术，主要是在中央服务器上储存数据和执行应用。可以运用云计算做到不在任何一个终端上储存文件和安装应用软件，而是通过Internet网络连接来进行读取与应用。同样的概念也被应用于纳米核心技术，纳米核心技术运用于云端储存技术中，用户可以通过自己的隐私账户来管理全球性云端储存服务器中的文件。云计算的发展孕育了极

大的潜力，由于云计算要依靠网络，所以它将是网络发展的重要指标，并促使网络不断发展。同时，云计算的发展需要安全的、可信赖的服务运营商支持，这些运营商要在网络方面有丰富的经验，他们将被允许进入云计算平台，并被要求在云计算平台中运用统一的标准创造新的增值服务与体验。这会使终端用户获得更多的即时应用，进而更有效地利用SG网络。在安全性方面，可以利用量子密码学进行实现（注：量子密码学根据量子的不确定性，并以量子态作为信息载体，经由量子通道在合法的用户之间传送密钥）。云计算的用户可以避免不必要的资源浪费，并且可以减少物理储存支出，也可以缩减为第三方储存器代理方所提供的费用。云计算有3个主要的部分：一是应用。主要应用于即时软件，即时软件会分成不同的类别，他们拥有不同的价格与传输于终端客户的方式，终端客户需要购买一个服务器（终端）并通过Internet来接收应用；二是平台。主要是说用户通过中端储存器与运营商完成应用与文件同步的平台；三是基础建设。是整个云计算概念的核心支柱，运营商需要建立一个环境，并开放用户权限，使用户可以运用某种语言自行的创造应用。云储存也是基础建设中的一个重要部分。5G纳米核心有效地利用上述3点，将大大地满足用户需求。云计算概念的引入也将大大减少5G网络发展中的资本投入。这意味着，用户可以花更少的钱买到更多更好的服务。

（3）全IP网络。在5G网络中，纳米核心技术需要一个平台来实现，这样扁平化IP结构将扮演着至关重要的角色。所谓的全IP网络就是3GPP系统的升级，它极大地满足了现代无线通信的需求。为了满足用户通过无线网络获取即时数据应用的需求，无线运营商将提供扁平化IP网络结构，首先要做的是把精力放到数据包转换技术的提升上。全IP网络将会提供一个持续的革新方案和优化方案，使运营商在产品的性价比方面更具有竞争性。对于全IP网络，驱使其发展的核心是要提供严格的IP化设备与终端，这就要求我们大力发展多核技术。同时，在网络基础建设不断发展的过程中，也要求运营商提供更好的有线与无线通信服务，来满足快速发展的网络需求。随着向扁平化IP架构的转型，移动运营商可以做到：一是减少数据通道中的网络元素，从而减少运营成本和资本支出；二是在运用新型的应用中，一定程度上减少数据在传输过程中的损耗；三是将整个通信系统中的延迟最小化，如果无线链路中的延迟被增强，也会在系统中得到完整的识别；四是分别独立改善无线网与核心网，使之相比从前的网络，拥有更好的拓展性，也可以建立更灵活的网络结构；五是发展一个更灵活的核心网络，这个核心网可以作为基站，在移动终端与通用IP接人网中提供更新颖的服务；六是创建一个更具有竞争力的平台，对于有线网络来说，具有价格和性能表现上的优势。

三、结语

总之，随着信息和网络技术的快速发展，无线移动通信网络的数据流量正以每年接近100%的速度增长，预计未来10年，无线网络的数据流量将增加1000倍，联网设备将高达500亿台（部），新兴智能业务将层出不穷，迫切需要更加高速、更加高效、更加智能化的新一代无线移动通信技术来支撑。因此，在全球第四代移动通信网络的部署刚完成，第五代移动通信技术的研发已拉开大幕，成为整个学术界和信息产业界最热门的课题之一，掀起全球移动通信领域新一轮的技术竞争。5G是继4G之后，为了满足智能终端的快速普及和移动互联网的高速发展而正在研发的新一代移动通信技术，是面向2020年以后人类信息社会需求的第五代移动通信网络。

参考文献：

[1]董利，陈金鹰，刘世林等，第五代移动通信初探[J].通信与信息技术，2013，5（O5）：53一55