1.1 5G網絡技術基礎

5G在4G基礎上對速率、時延、能耗、移動性、覆蓋、效率等方面進行了全方位的提升，帶來更多、更全面的感知體驗。5G將具備比4G更高的網絡性能，理論上，5G可支持更高速的用戶體驗速率，每平方千米一百萬的連接數密度、毫秒級的端到端時延、每平方千米數十Tbit/s的流量密度、每小時500 km以上的移動性和數十Gbit/s的峰值速率等。在網絡應用方面，5G提出了三大應用場景：增強移動寬帶（eMBB）、海量機器類通信（mMTC）、超高可靠低時延通信（uRLLC）。其中，eMBB主要服務于消費互聯網的需求，在這種場景下強調的是網絡速率，峰值速率可達到10 Gbit/s以上；mMTC服務于物聯網應用，在單位面積內有大量的終端，需要網絡能夠支持這些終端同時接入，如智能路燈、智能水表/電表等；uRLLC對網絡的時延有很高的需求。同時，這類場景對網絡可靠性的要求也很高，如車聯網、無人機、工業互聯網等。

5G網絡以一張物理基礎網絡實現各項網絡功能，支撐多種不同的業務和應用需求，實現端到端的通信網絡能力提供和網絡能力的開放應用。基于5G網絡架構設計的整體思想，結合建網初期2G/3G/4G/5G網絡將會共存混合組網的情況，3GPP提出了5G非獨立組網（NSA，Non-Stand Alone）和獨立組網（SA，Stand Alone）兩種組網架構。5G非獨立組網架構利用LTE網絡現有的核心網設備實現控制面信令的處理，通過新建5G基站支持5G NR接口；在獨立組網模式下，核心網與基站都是5G的新建設備。

在無線接入網絡（RAN）方面，5G RAN架構采用集中單元（CU）和分布單元（DU）獨立部署的方式，以更好地滿足各場景和應用的需求。CU設備處理非實時的無線高層協議棧功能，DU設備處理物理層功能和實時性需求，由DU和CU共同組成5G的基站gNB。每個CU可以連接一個或者多個DU，CU和DU之間存在多種功能分割，可以配置不同的通信場景和不同的通信需求。利用云化無線接入網（Cloud RAN）對無線接入網絡進行重構，滿足5G時代多種接入技術，以及RAN功能按需部署的需求；利用平臺虛擬化技術，可以在同一基站平臺同時承載多個不同類型的無線接入方案，并能完成接入網邏輯實體的實時動態的功能遷移和資源伸縮。

在核心網絡方面，通過實現控制面和用戶面的分離，將網絡功能模塊化。通過網絡功能虛擬化（NFV）來簡化核心網絡部署，進而實現虛擬網絡功能（VNF）的按需配置。在垂直行業應用方面，基于應用驅動來自動生成、維護、終止網絡切片服務，利用敏捷的網絡運維降低運營商的運營成本。

5G將通過網絡切片技術實現網絡定制化部署。網絡切片技術是指通過網絡設備編排技術，在同一個硬件設施上編排虛擬服務器、網絡帶寬、服務質量等專屬資源以實現多個虛擬的端到端網絡適配各種服務類型的不同特征需求。每個端到端切分單元即為一個網絡切片，各網絡切片在邏輯上隔離，一個切片的錯誤或故障不會影響到其他切片。在同一套物理基礎上基于不同的業務需求生成邏輯隔離、獨立運行的網絡切片，通過基于數據中心的云化架構支撐多種應用場景。

為了滿足移動網絡高速發展所需的高帶寬、低時延的要求，并減輕網絡負荷，5G網絡將引入邊緣計算技術將核心網的用戶面數據處理功能下沉到網絡邊緣，即基于SDN/NFV技術進行網絡虛擬化，實現網絡的扁平化擴展與增強，將IT服務環境與云計算在網絡邊緣相結合，構建更加智能的移動網絡。

對于5G網絡個人用戶，可以實現更快的網速，高速下載將會成為常態，5G將與3G和4G技術一起提供服務，多種接入方式保障實現更快速的連接。由于傳輸速率的大幅提升，將大大增加用戶的體感功能，如VR（虛擬現實）、AR（增強現實）等應用；對于企業和垂直行業的5G網絡用戶，通過5G應用的大量的移動終端，可以更快地排除物聯網等設備故障，基于5G的網絡能力，將大規模實現增強現實等新技術，企業將在提高連通性的同時降低運營成本。

關于5G網絡技術的更多細節，可以參考文獻[1]。