5G移动通信核心网关键技术研究

　　摘 要：5G通讯技术的出现，是移动信息技术革新的标志，推动着时代的进展和社会生活水平的提高。本文将先阐述5G通讯技术的概念，然后分析5G移动通讯关键技术的特点和应用，最后探讨5G移动核心网的关键技术。

　　关键词：5G;SBA;CUPS;网络切片

　　《现代商业银行》(月刊)创刊于1999年，由中国工商银行股份有限公司长春金融研修学院主办。

　　5G网络概念的提出可以从21世纪的中后期开始解读，在4G网络出现并在我国得到普遍运用后，开始着手深入研究，因此，5G网络技术事实上一直在不断的发展和完善。5G的核心网在技术标准及设备成熟度上还有待完善，目前国内三大运营商都号称启动商用，但国际标准仍为完全冻结，因此应根据不同阶段的业务需求特点，根据场景需求和标准的不断演进，选择适用的技术搭建网络，从而实现的成熟商用。

　　一、5G通讯技术概述

　　(1)从行业层面来看：5G技术的发展，成为我国“十三五”规划中的高科技产品，而且将成为新增点。目前，5G移动通信技术已成为当前各大科技的研究热点。在研发中由于性能优势，吸引到大批的隐性用户。除此之外，5G技术的研究注重于对绿色环保低消耗的特点，符合我国发展模式。

　　(2)从技术层面来看：5G技术的不仅要更加复杂、灵活，还需要有兼容性能。为实现物联互通，完成大连接、低时延、高可靠进行不断研究。5G移动通信为适应新的发展需求，需要更新核心网新架构。

　　二、5G移动通讯技术的特点和应用场景

　　(1)流量大，速率高：5G移动通讯技术相比于4G技术的网络峰值而言，可以放大到十到一百倍。普通通讯传输速率达到10Gbit/s，运行速率极快。对于特殊行业和特殊研发中心的数据使用，甚至可以达到100以上的GBIT/s的值。

　　(2)海量连接：5G移动通讯技术具有支持大规模、多数量链接的特点。在短距离内，甚至可以实现同时进行100万个网络通讯工作，极大迎合了我国目前的网络使用者庞大的需求，并能够满足根据不同用户对网络传播的要求。例如，在通讯过程中信息传播中断与快速发送要求。

　　(3)超低时延：5G通讯技术的理想转态是将延迟降低到1ms，使作用5G进行信息传输时更迅速，并能对突发状况进行判断。这样的概念能够作用在我国对与无人驾驶汽车的技术研究起到突破性。

　　(4)高可靠：由于5G技术的高效率特点，成为推动其他行业发展的关键技术，成为支撑其他信息工业更可靠地进行运作的核心。例如，智能交通、医疗器械作用等。

　　(5)低功耗：基于时代可持续发展、绿色发展的理念，5G网络相比于4G而言，更节省资源，符合绿色、可持续发展的方向。在5G网络的理想状态下，利用节约能源的设计，使网络能耗效率有待提升百倍以上。

　　(6)频谱利用率高：频谱资源是5G技术研发的经济价值所在点，是促进5G技术商业化的基础。由于5G信息技术有着庞大的信息容纳系统，能够适用于各类信息数据和新型业务的使用，用户对于5G的使用量和要求增高，促使使用频率需求量也增多。总的来说，相比4G的频谱效率，5G可能可以提升5～15倍。

　　三、5G核心网架构

　　5G核心网架构采用原生云化设计思路，基于NFV和SDN等新技术，其控制面网元之间使用服务化的接口进行交互。5G不同于传统通信系统的唯一的标准系统架构，提出了两大类下的8种细分的可选系统架构。独立组网(SA)包括Option1、Option2、Option5、Option6;非独立组网(NSA)包括Option3、Option4、Option7、Option8。其中5G核心网同传统网络涉及改动较大的到的主要网元和如下：①AMF(接入和移动性管理功能)。②SMF(会话管理功能)。③UPF(用户面功能)。④AUSF(认证服务器功能)。⑤UDM(统一数据管理)。⑥NSSF(网络切片选择功能)。⑦NRF(网络功能注册功能)。⑧NEF(网络能力开放功能)。

　　四、移动通信核心网部分关键技术

　　(1)基于服务的架构。5G对构架进行了重组，采用服务化架构(SBA，Service Based Architecture)区别于以往网络构架，使得网络功能更合理地作用。该架构具有四大特点：一是敏捷性，为网络部署、防护、革新提供方便;二是易扩展性，拥有适用于多场合、多环境的接口;三是灵活性，通过模块化使网络功能的组合更契合，满足网络切片灵活组的需求;四是开放性，新型接口符合于多重运营工作需求，能够对各种环境下的运营管理起作用。相比4G网络，网元设计是它的突出点。

　　(2)CUPS。CUPS(Control and User Plane Separation)，即控制与用户面分离。信息监控与使用者层面有效分离、超低时延是5G网络的主要特点，也是研究5G技术要求较高的要求指标。一旦实现，可以投入一些高新智能科技的使用。如智能交通的应用。因此，为了满足5G对网络延迟延的高要求，考虑缩短在物理规定距离内实现最大程度信息缩短时间。总结核心网发展流程，从R7开始就能够实现沿着控制面和用户面分离，5G时代对该功能的要求更严谨，为了使网络用户面功能更自由和灵活地作用，可关注核心网，接入网的部署研究，实现分布式部署。

　　(3)网络切片(Network Slice)。在5G技术中，网络切片是关注度较多的技术研究内容。相比4G网络的服务性能而言，5G移动网络向提供更多服务类型的服务发展，以满足用户不同方面的需求。网络切片技术的出现，满足不用类型网络的计费、安全性、移动性、延时、策略控制等，使网络技术作用范围更广。

　　网络切片的基础是NFV(Network functionvirtualization网络功能虚拟化)。NFV将移动通信网络中的专用设备的软硬件功能通过基于行业标准的商用服务器来实现，即硬件采用统一的通用服务器部署，不同的软件功能在此硬件上实现。

　　五、结语

　　5G通讯技术的发展使我国的信息科技水平得到进一步的提高，为不断完善队伍带移动通讯技术，我国应对移动通讯技术的核心网的研究加大力度，以此能服務我国各大高薪行业的发展，对了我国科学技术发展的进程。

　　参考文献：

　　[1]许婧，徐新萍.试论5G移动通信核心网关键技术[J].中国新通信，2019，21(09)：33.

　　[2]聂衡，赵慧玲，毛聪杰.5G核心网关键技术研究[J].移动通信，2019，43(01)：7-12+20.