5G移动通信网络架构探讨

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摘要：互联网业务的高速发展，为网络通信行业带来挑战。5g移动通信网络通过信息技术、层级控制技术等，可为网络区域内提供数据传输保障。SDN技术在5G移动通信网络中应用时，依托于系统内部的控制模块，可将局域网络内的数据层与用户层分离，使数据信息可进行精准传输。同时5G移动通信网络通过组成云架构和控制器架构，使通信网络实现兼容性、拓展性等，以满足用户的使用需求。

关键词：SDN；5G移动通讯；网络架构

随着科学技术的不断发展，5G移动通信网络也逐渐向商业化模式转变，其具有低时延、高网速、大容纳量、稳定传输等优势，可应用于多服务场景中。5G移动通信网络依据阵列技术、多址技术等可实现软件定义网络内数据信息的虚拟化运行，为网络区域内数据信息提供传输保障。

一、SDN特性论述

（一）SDN框架

软件定义网络（SDN）作为一种虚拟化网络的架构方式，主要是将控制面、数据面进行分离，进而实现网络流量的分流处理，提升网络渠道处理信息的速率。当前SDN网络构架一般由应用层、控制层、设施层组成。SDN中的应用层通过开放接口对数据信息进行传输，其主要负责业务应用，一般包括访问功能、决策功能、管理、分流等。控制层一般以控制器、服务协议为主，其起到数据交互传输的作用，上位机为应用层，下位机为设施层，可将设施层的数据信息进行控制器和数据协议等，传输到应用层，以保证系统可执行正确指令，进而使信息完成周期型反馈。设施层则是以设备为主，在控制层的数据传输下，可实现数据指令的精准执行。同时可针对用户单元进行流量分化处理，以完成基层设备的各项操控，进而使网络运行环境得到简化。SDN网络中，一般对模块进行集成化处理，以将数据运行体系进行简化，降低实际工作配置需求，提升系统运行的鲁棒性，进而推动网络虚拟化模块的发展进程。

（二）SDN关键技术

SDN在应用过程中，一般以协议技术、控制器技术、扩展技术等为主。首先，协议技术是针对数据信息的传输进行控制，以保证数据可在控制层、传输层、应用层等精准传输，同时针对数据接口进行数据分流控制，提升数据协议之间的容错性。其次，控制器技术数据在传输过程中，以SDN控制器对数据信息进行相关指令操控，以实现系统的集成化管理。同时SDN控制技术可实现拓扑网络信息的高效率传输，使数据信息可进行单向传输、反馈式传输等功能，通过对网络资源进行集成化处理，可实现虚拟化技术的特性，因此需不断地完善SDN控制技术才可实现数据的精准操控。最后，扩展技术可使数据信息实现对接型传输，并可将数据信息分离出来，以提升数据信息的实际处理效率，并可有效避免网络的负载运行，进而使网络性能得到提升。

二、5G移动通信网络模式

（一）应用模式

当前技术的不断进步，为通信行业的发展带来契机，同时也为互联网、数字技术的发展带来挑战。移动通信网络作为信号传输介质，使人们通过网络实现相互交流，当前5G移动通信网络技术已逐渐趋于完善，其可满足使用者的不同需求，并具有覆盖广、密度大、低耗能、高时效性等特点，可提升数据信息的处理效率。5G移动通信网络可对覆盖范围内的用户单元进行精准数据衔接，保证数据传输的连续性，为用户提升流畅的操作体验。同时在5G覆盖区域，可实现网络的透明化运营，即在覆盖区域内的任何一个地点（屏蔽区除外），都可使网络数据传输速率达到100M/s，以满足用户的数据使用需求。5G网络的高密度性可对网络覆盖范围内的用户提供等量数据传输，使数据传输速率不在受用户单元个数限制，进而满足用户的实际使用需求。5G网络系统低能耗的特性，可作为构建智能网络的载体，将其应用到农业、林业、环境监测中，利用数据的多点位传输模式、低能耗的特性，可对网络系统内的运行数据进行精准传输，进而为系统运行提供安全保障。5G网络高时效性的优势，可应用到工业生产、互联网控制中，将数据信息进行时效性反馈，为工业生产设备的操控系统提供节点型信息，以提升设备的运行的精准性，进而促进工业的精度化发展。

（二）技术特性

5G移动通信网络采用天线阵列技术，利用天线之间对信号进行传输，以实现空间数据流的运转，进而提升网络覆盖范围内用户单元的接收频率。当前5G技术以华为公司为先进主导，以多为调制、扩频技术为主，可令数据传输的速率超出普通网络构架下的三倍，同时无差别共享技术可使用户单元接收到的数据信息处于均衡状态。其他技术部门提出的多元码、叠加编码、图样多址技术，可有效提升数据的时效性处理速率等。密度组网技术可提升网络区域内热点的密度集，提升热点效率的兼容性与共享性，使频率可进行叠加使用，同时密度型组网技术可通过频率、频谱的精准辨别，提升频谱资源的传输效率、系统容量等。5G移动通信网络在对数据进行处理时，需通过无线接口技术、集成处理技术等，对网络区域内的多样化通信业务进行处理，以保证网络的异型传输介质的兼容性。同时5G网络通过在架构区域内布置蜂窝型数据小区，可降低建设成本，并可以蜂窝小区为传输节点实现小范围区域内的数据传输，降低用户单元之间的信息干扰，以提升网络区域内传输性能。

三、基于SDN的5G移动通信网络架构研究

（一）5G云架构

当前云技术、SDN技术得到快速发展，5G移动通信网络作为前沿性技术，其可对依赖于网络技术生存的企业等做出巨大贡献。在对5G网络进行构建时，将SDN技术融合到系统的组网过程中，可简化通信网络的传输流程，并可实现拓展型管理。此种模式下的网络组成一般为接入云、局域云、本地云。接入云（AC）在网络系统中应用时，依托于AP接口、交换器、路由器、控制器等协调工作模式来完成数据信息的传输。数据在网络内进行传输时，通过AP接口将数据帧传输到交换器内，此时控制器利用集成化模块对交换器、AP等进行处理，并以此作为的网络策略点。当用户单元在网络系统内要完成漫游通信协议时，可利用系统内的业务处理模块实现数据的传输，此过程无须进行局域网络的传输，进而提升数据传输的帧率，降低运营成本。局域云（D-EPC）是对数据流量进行分化管理，一般包括数据中心库、疏导模块、路由器等。其中路由器是针对局域网络内的三层信息传输而设立的，可实现网络区域内的数据转换与传输，在疏导模块的作用下，使数信息的传输途径与用户单元通信通道进行精准对接，同时可保证数据信息传输的时效性。在D-EPC的分化管理模式下，可为5G通信网络内的信道进行逻辑性排组，以保证用户通信协议的执行力度，并可实现通信IP接通速率。本地云（C-EPC）一般以数据信息的存储于运算为主，在集中模块、控制模块、功能模块、服务模块的作用下，对5G通信网络内用户单元的数据传输与接入量进行精准监控。同时可对跨网络节点、目标动态切换的用户进行集成化管控。集中模块可对流量、承载量等进行控制，功能模块主要针对流量的传输帧率计算费用，服务模块将数据信息进行存储，并针对用户的存储信息进行通信确认，以保证用户单元可随时对数据信息进行管理。

（二）控制器架构

5G移动通信网络具有融合性、多网性、覆盖性等优势，在SDN技术支持下，可使网络系统内的数据信息实现效率传输。当前5G网络架构一般以双层架构、分层架构、控制架构、无线架构为主。双层式是指我网络架构以网络云、无线网为主，在两者的作用下，将通信网络系统内的蜂窝节点传输模式进行融合，以提升数据帧的传输数量和异构融合度。同时此种架构模式可对数据系统进行分层，以其简便的逻辑运行模式，可对网络系统内的控制层与用户层进行分离，以提升系统的运行效率。在双层式网络架构中，可对数据信息的传输进行动态展示，以降低数据传输层中的冗余能力，进而使系统得到简化型协议栈。同时在控制层与用户层进行分离时，通过嵌套技术的应用，将资源引进到集成系统以提升数据信息的容错性处理，以保证网络系统内，网络业务处理的时效性。分层架构则是以用户控制模块、基层控制模块、网络控制模块组成。在用户控制模块的作用下，可使无线接入设备、D2D调制、协议访问等，同时基层控制模块可对局域网络内蜂窝传输节点的数据资源进行分化，以实现数据信息的处理速率和处理精度。网络控制模块是对网络系统进行综合控制，并对各控制模块发送相应的指令，以保证数据管理、通信协议、费率计算等进行精准运算。控制架构是以5G异构网络为基准构建起来的，其包括基层控制层、中间监管层、高层控制层为主。基层控制层主要是以5G网络覆盖区域内的用户单元为主，对用户的数据信息初始状态进行控制；中间监管层则是对网络覆盖区域内的虚拟环境进行监管，确保数据信息传输信道可在监管范围内，其建构的虚拟网络传输信息还可为高层控制层提供精准的信息服务；高层控制层主要控制局域区图，针对网络协议的传输路径进行算法控制，以精准分辨出网络覆盖区域内的信息对接模式。此种关联性监管的方式，可对数据信息在各阶层内的传输模式进行研究，同时可对数据的传输方向进行跟踪，并可将信息反馈到控制层中，以保证数据传输的时效性和精准性。无线架构可为局域网络区域内的数据信息提供适应性传输模式，使数据信息在网络维度内将终端设备与无线网络进行连接，以此来实现无线网络区域内核心数据传输、接入数据传输状态，进而提升设备在网络区域内的适用性。无线架构的控制模块，一般采用集成化管理的模式，将各类数据信息集成到内部处理模块中，使数据信息完成高速分析与预算，在设备开放式接口的作用下，使局域网络内的数据信息传输实现以核心网为载体的开放式传输，以保证数据信息在网络区域内的协议传输、业务传输等。同时无线接口传输也可实现多功能拓展模式，提升数据传输效率，以保证在信号干扰下，仍可完成以5G为基础的局域网络定点传输，以此来满足网络的开放性、智能性传输原则。

四、结语

综上所述，文章对SDN概念及特性进行分析，其在5G移动通信网络中应用时，依托于系统内部的控制模块，可将局域网络内的数据层与用户层分离，使数据信息可进行精准传输。同时针对5G移动通信网络组成进行云架构和控制器架构进行研究，进而使通信网络实现兼容性、拓展性等，以满足用户的使用需求。

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作者:黄宗伟 单位:广东邮电职业技术学院