5G無線網(wǎng)絡(luò)及關(guān)鍵技術(shù)

目錄 2 圖目錄 8 表目錄 15 內(nèi)容提要 16 前言 17 縮略語 21 第1章 5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展與業(yè)務(wù)需求 32 1.1 移動(dòng)通信發(fā)展近況和5G國際研究情況 32 1.1.1 移動(dòng)通信發(fā)展近況 32 1.1.2 5G國際研究情況 34 1.2 5G業(yè)務(wù)需求、應(yīng)用場(chǎng)景與性能指標(biāo) 35 1.2.1 5G業(yè)務(wù)需求 35 1.2.2 5G應(yīng)用場(chǎng)景與性能目標(biāo) 37 1.3 5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部署及運(yùn)營維護(hù)需求 40 1.3.1 5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部署需求 41 1.3.2 5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營維護(hù)需求 41 1.4 ITU定義的5G 41 1.5 3GPP定義的5G 44 1.6 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特征分析 46 1.6.1 更高數(shù)據(jù)流量和用戶體驗(yàn) 46 1.6.2 更低時(shí)延 50 1.6.3 海量終端連接 52 1.6.4 更低成本 53 1.6.5 更高能效 54 1.6.6 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特征總結(jié) 55 1.7 參考文獻(xiàn) 56 第2章 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 61 1.1 4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)局限性 61 2.1 歐洲METIS 5G架構(gòu) 63 2.1.1 網(wǎng)絡(luò)功能架構(gòu) 64 2.1.2 網(wǎng)絡(luò)邏輯編排和控制架構(gòu) 67 2.1.3 拓?fù)浜凸δ懿渴鸺軜?gòu) 70 2.1.4 4G和5G架構(gòu)比較 73 2.2 日本5G架構(gòu) 74 2.3 韓國5G架構(gòu) 77 2.3.1 架構(gòu)綜述 77 2.3.2 數(shù)據(jù)面 78 2.3.3 控制面 78 2.4 北美5G生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu) 78 2.5 NGMN 5G架構(gòu) 79 2.5.1 5G設(shè)計(jì)原則 80 2.5.2 5G架構(gòu) 83 2.5.3 網(wǎng)絡(luò)切片 84 2.5.4 5G系統(tǒng)組件 85 2.6 中國IMT-2020 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 86 2.6.1 三朵云概念架構(gòu) 86 2.6.2 系統(tǒng)參考架構(gòu) 92 2.6.3 部署架構(gòu)示例 94 2.7 總結(jié)及展望 100 2.8 參考文獻(xiàn) 101 第3章 5G智能無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 103 3.1 典型部署場(chǎng)景 103 3.1.1 室內(nèi)熱點(diǎn)場(chǎng)景[2][3][4][5] 104 3.1.2 密集城區(qū)場(chǎng)景 106 3.1.3 城區(qū)宏覆蓋場(chǎng)景 107 3.1.4 郊區(qū)場(chǎng)景 107 3.1.5 荒野場(chǎng)景（廣覆蓋和最小服務(wù)） 108 3.1.6 荒野場(chǎng)景（超廣覆蓋） 109 3.1.7 大規(guī)模連接城區(qū)覆蓋場(chǎng)景 110 3.1.8 高速路場(chǎng)景 111 3.1.9 車聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景 112 3.2 功能與性能要求 113 3.2.1 性能要求 113 3.2.2 功能需求 116 3.3 5G無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則 120 3.4 無線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù) 120 3.4.1 無線控制承載分離 120 3.4.2 無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化 121 3.4.3 增強(qiáng)C-RAN 127 3.4.4 移動(dòng)邊緣計(jì)算 129 3.4.5 多制式協(xié)作與融合 130 3.4.6 融合資源協(xié)同管理 133 3.4.7 靈活移動(dòng)性 135 3.4.8 網(wǎng)絡(luò)頻譜共享 136 3.4.9 鄰近服務(wù) 137 3.4.10 無線MESH 137 3.5 5G智能無線網(wǎng)絡(luò) 139 3.5.1 5G無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則 140 3.5.2 5G無線網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu) 141 3.5.3 5G無線網(wǎng)絡(luò)部署架構(gòu) 145 3.6 典型場(chǎng)景下5G智能無線網(wǎng)絡(luò) 147 3.6.1 熱點(diǎn)高容量場(chǎng)景下5G智能無線網(wǎng)絡(luò) 147 3.6.2 低時(shí)延高可靠場(chǎng)景下5G智能無線網(wǎng)絡(luò) 153 3.7 參考文獻(xiàn) 157 第4章 無線網(wǎng)控制承載分離技術(shù) 159 4.1 前言 159 4.2 技術(shù)概念 161 4.3 宏微異構(gòu)組網(wǎng)場(chǎng)景 168 4.3.1 多連接技術(shù) 169 4.3.2 移動(dòng)性管理 174 4.3.3 連接增強(qiáng)技術(shù) 182 4.4 微微組網(wǎng)場(chǎng)景 187 4.4.1 虛擬分層技術(shù) 188 4.4.2 虛擬層覆蓋擴(kuò)展技術(shù) 191 4.4.3 多系統(tǒng)組網(wǎng)下控制與承載分離 193 4.5 參考文獻(xiàn) 194 第5章 多制式協(xié)作與融合技術(shù) 197 5.1 概述 197 5.2 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與WLAN核心網(wǎng)側(cè)互操作 200 5.2.1 技術(shù)方案 200 5.2.2 相關(guān)研究 208 5.3 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與WLAN無線網(wǎng)側(cè)互操作 209 5.3.1 網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景 209 5.3.2 技術(shù)方案 210 5.3.3 相關(guān)研究 214 5.4 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與WLAN無線網(wǎng)側(cè)PDCP層融合 216 5.4.1 網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景 216 5.4.2 共站部署技術(shù)方案 217 5.4.3 不共站部署技術(shù)方案 218 5.4.4 相關(guān)研究 226 5.5 基于IPsec隧道的LTE/WLAN 無線集成 227 5.5.1 網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景 227 5.5.2 技術(shù)方案 227 5.5.3 相關(guān)研究 230 5.6 基于MP-TCP的多連接技術(shù) 231 5.6.1 網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景 231 5.6.2 技術(shù)方案 232 5.7 以UE為錨點(diǎn)的多制式協(xié)作技術(shù) 235 5.8 基于情景感知的多制式選擇技術(shù) 236 5.9 參考文獻(xiàn) 237 第6章 5G網(wǎng)絡(luò)資源管理 239 6.1 資源管理研究范疇 240 6.1.1 資源管理與垂直功能 242 6.1.2 資源管理與水平概念 246 6.1.3 小結(jié) 250 6.2 UDN資源管理 250 6.2.1 UDN概述 250 6.2.2 干擾識(shí)別 251 6.2.3 干擾管理 253 6.2.4 回傳資源管理 259 6.2.5 能耗管理 262 6.3 D2D無線資源管理 266 6.3.1 終端直接通信技術(shù)概述 266 6.3.2 分簇化集中控制的5G網(wǎng)絡(luò)D2D通信 267 6.3.3 集中控制的5G網(wǎng)絡(luò)D2D通信無線資源管理研究 269 6.4 MMC無線資源管理 275 6.4.1 降低碰撞風(fēng)險(xiǎn)的MMC高效接入方式[51] 276 6.4.2 MMC類型的D2D連接 277 6.4.3 降低信令負(fù)荷的MMC接入方式 278 6.5 MN無線資源管理 279 6.5.1 V2V無線資源管理 279 6.6 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò) 283 6.7 參考文獻(xiàn) 284 第7章 移動(dòng)邊緣計(jì)算 290 7.1 MEC技術(shù)概述 290 7.1.1 MEC技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景 292 7.1.2 MEC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展 296 7.2 MEC服務(wù)器平臺(tái) 297 7.2.1 MEC平臺(tái)部署策略 297 7.2.2 MEC平臺(tái)框架 298 7.3 MEC技術(shù)基礎(chǔ)與挑戰(zhàn) 299 7.3.1 MEC技術(shù)基礎(chǔ) 299 7.3.2 MEC技術(shù)挑戰(zhàn) 300 7.4 MEC在5G網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用 302 7.4.1 增強(qiáng)無線寬帶場(chǎng)景 303 7.4.2 低時(shí)延高可靠場(chǎng)景 304 7.4.3 大規(guī)模MTC終端連接場(chǎng)景 304 7.4.4 MEC在5G網(wǎng)絡(luò)中的其它應(yīng)用 305 7.5 基于MEC的本地分流方案介紹 305 7.5.1 基于MEC的本地分流方案 305 7.5.2 LIPA/SIPTO本地分流方案 307 7.5.3 本地分流方案對(duì)比 309 7.5.4 基于MEC本地分流方案的挑戰(zhàn) 309 7.6 MEC技術(shù)概念驗(yàn)證 310 7.6.1 概念驗(yàn)證環(huán)境 311 7.6.2 評(píng)估驗(yàn)證步驟及結(jié)果分析 311 7.7 小結(jié) 313 7.8 參考文獻(xiàn) 313 第8章 無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù) 315 8.1 網(wǎng)絡(luò)虛擬化概述 315 8.1.1 網(wǎng)絡(luò)虛擬化概念[1] 315 8.1.2 NFV[2] 315 8.2 無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化概述 318 8.2.1 動(dòng)機(jī)與觸發(fā)點(diǎn) 319 8.2.2 虛擬化的維度與分類 321 8.2.3 無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化的若干層面 324 8.3 無線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)虛擬化 326 8.3.1 X86虛擬化技術(shù) 326 8.3.2 基于通用處理器平臺(tái)的虛擬化基站架構(gòu) 328 8.4 無線網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化 330 8.4.1 5G網(wǎng)絡(luò)切片 330 8.4.2 基站資源切片 331 8.4.3 無線資源切片 332 8.5 技術(shù)挑戰(zhàn) 340 8.5.1 挑戰(zhàn)一：資源隔離 340 8.5.2 挑戰(zhàn)二：控制信令與接口的標(biāo)準(zhǔn)化 340 8.5.3 挑戰(zhàn)三：物理和虛擬資源的分配 341 8.5.4 挑戰(zhàn)四：移動(dòng)性管理 342 8.5.5 挑戰(zhàn)五：網(wǎng)絡(luò)管理 342 8.5.6 挑戰(zhàn)六：安全性 342 8.6 參考文獻(xiàn) 343 第9章 頻譜共享技術(shù) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.1 獨(dú)占授權(quán)式頻譜分配 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.2 動(dòng)態(tài)式頻譜分配 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.2.1 相鄰動(dòng)態(tài)頻譜分配 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.2.2 分片動(dòng)態(tài)頻譜分配 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.3 頻譜共享 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.3.1 共存式頻譜共享 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.3.2 覆蓋式頻譜共享 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.4 認(rèn)知無線電系統(tǒng) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.4.1 頻譜檢測(cè) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.4.2 頻譜共享池 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.4.3 功率控制 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.5 授權(quán)的頻譜共享（LSA） 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.5.1 LSA 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.5.2 LSA技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.6 LTE-U/LAA 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.6.1 LTE-U 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.6.2 LAA 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.6.3 LTE-U/LAA關(guān)鍵技術(shù) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.6.4 LTE-U/LAA部署場(chǎng)景 錯(cuò)誤！未定義書簽。 9.7 參考文獻(xiàn) 錯(cuò)誤！未定義書簽。