5G無線網(wǎng)絡及關鍵技術

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)絡發(fā)展與業(yè)務需求 32 1.1 移動通信發(fā)展近況和5G國際研究情況 32 1.1.1 移動通信發(fā)展近況 32 1.1.2 5G國際研究情況 34 1.2 5G業(yè)務需求、應用場景與性能指標 35 1.2.1 5G業(yè)務需求 35 1.2.2 5G應用場景與性能目標 37 1.3 5G網(wǎng)絡建設部署及運營維護需求 40 1.3.1 5G網(wǎng)絡建設部署需求 41 1.3.2 5G網(wǎng)絡運營維護需求 41 1.4 ITU定義的5G 41 1.5 3GPP定義的5G 44 1.6 5G網(wǎng)絡架構特征分析 46 1.6.1 更高數(shù)據(jù)流量和用戶體驗 46 1.6.2 更低時延 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)絡架構特征總結 55 1.7 參考文獻 56 第2章 5G網(wǎng)絡架構 61 1.1 4G網(wǎng)絡架構局限性 61 2.1 歐洲METIS 5G架構 63 2.1.1 網(wǎng)絡功能架構 64 2.1.2 網(wǎng)絡邏輯編排和控制架構 67 2.1.3 拓撲和功能部署架構 70 2.1.4 4G和5G架構比較 73 2.2 日本5G架構 74 2.3 韓國5G架構 77 2.3.1 架構綜述 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 78 2.5 NGMN 5G架構 79 2.5.1 5G設計原則 80 2.5.2 5G架構 83 2.5.3 網(wǎng)絡切片 84 2.5.4 5G系統(tǒng)組件 85 2.6 中國IMT-2020 5G網(wǎng)絡架構 86 2.6.1 三朵云概念架構 86 2.6.2 系統(tǒng)參考架構 92 2.6.3 部署架構示例 94 2.7 總結及展望 100 2.8 參考文獻 101 第3章 5G智能無線網(wǎng)絡架構 103 3.1 典型部署場景 103 3.1.1 室內(nèi)熱點場景[2][3][4][5] 104 3.1.2 密集城區(qū)場景 106 3.1.3 城區(qū)宏覆蓋場景 107 3.1.4 郊區(qū)場景 107 3.1.5 荒野場景（廣覆蓋和最小服務） 108 3.1.6 荒野場景（超廣覆蓋） 109 3.1.7 大規(guī)模連接城區(qū)覆蓋場景 110 3.1.8 高速路場景 111 3.1.9 車聯(lián)網(wǎng)場景 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)絡設計原則 120 3.4 無線網(wǎng)絡關鍵技術 120 3.4.1 無線控制承載分離 120 3.4.2 無線網(wǎng)絡虛擬化 121 3.4.3 增強C-RAN 127 3.4.4 移動邊緣計算 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 靈活移動性 135 3.4.8 網(wǎng)絡頻譜共享 136 3.4.9 鄰近服務 137 3.4.10 無線MESH 137 3.5 5G智能無線網(wǎng)絡 139 3.5.1 5G無線網(wǎng)絡設計原則 140 3.5.2 5G無線網(wǎng)絡邏輯架構 141 3.5.3 5G無線網(wǎng)絡部署架構 145 3.6 典型場景下5G智能無線網(wǎng)絡 147 3.6.1 熱點高容量場景下5G智能無線網(wǎng)絡 147 3.6.2 低時延高可靠場景下5G智能無線網(wǎng)絡 153 3.7 參考文獻 157 第4章 無線網(wǎng)控制承載分離技術 159 4.1 前言 159 4.2 技術概念 161 4.3 宏微異構組網(wǎng)場景 168 4.3.1 多連接技術 169 4.3.2 移動性管理 174 4.3.3 連接增強技術 182 4.4 微微組網(wǎng)場景 187 4.4.1 虛擬分層技術 188 4.4.2 虛擬層覆蓋擴展技術 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 194 第5章 多制式協(xié)作與融合技術 197 5.1 概述 197 5.2 移動網(wǎng)絡與WLAN核心網(wǎng)側互操作 200 5.2.1 技術方案 200 5.2.2 相關研究 208 5.3 移動網(wǎng)絡與WLAN無線網(wǎng)側互操作 209 5.3.1 網(wǎng)絡場景 209 5.3.2 技術方案 210 5.3.3 相關研究 214 5.4 移動網(wǎng)絡與WLAN無線網(wǎng)側PDCP層融合 216 5.4.1 網(wǎng)絡場景 216 5.4.2 共站部署技術方案 217 5.4.3 不共站部署技術方案 218 5.4.4 相關研究 226 5.5 基于IPsec隧道的LTE/WLAN 無線集成 227 5.5.1 網(wǎng)絡場景 227 5.5.2 技術方案 227 5.5.3 相關研究 230 5.6 基于MP-TCP的多連接技術 231 5.6.1 網(wǎng)絡場景 231 5.6.2 技術方案 232 5.7 以UE為錨點的多制式協(xié)作技術 235 5.8 基于情景感知的多制式選擇技術 236 5.9 參考文獻 237 第6章 5G網(wǎng)絡資源管理 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 250 6.2 UDN資源管理 250 6.2.1 UDN概述 250 6.2.2 干擾識別 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 終端直接通信技術概述 266 6.3.2 分簇化集中控制的5G網(wǎng)絡D2D通信 267 6.3.3 集中控制的5G網(wǎng)絡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 降低碰撞風險的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 283 6.7 參考文獻 284 第7章 移動邊緣計算 290 7.1 MEC技術概述 290 7.1.1 MEC技術應用場景 292 7.1.2 MEC技術標準研究進展 296 7.2 MEC服務器平臺 297 7.2.1 MEC平臺部署策略 297 7.2.2 MEC平臺框架 298 7.3 MEC技術基礎與挑戰(zhàn) 299 7.3.1 MEC技術基礎 299 7.3.2 MEC技術挑戰(zhàn) 300 7.4 MEC在5G網(wǎng)絡中的應用 302 7.4.1 增強無線寬帶場景 303 7.4.2 低時延高可靠場景 304 7.4.3 大規(guī)模MTC終端連接場景 304 7.4.4 MEC在5G網(wǎng)絡中的其它應用 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 本地分流方案對比 309 7.5.4 基于MEC本地分流方案的挑戰(zhàn) 309 7.6 MEC技術概念驗證 310 7.6.1 概念驗證環(huán)境 311 7.6.2 評估驗證步驟及結果分析 311 7.7 小結 313 7.8 參考文獻 313 第8章 無線網(wǎng)絡虛擬化技術 315 8.1 網(wǎng)絡虛擬化概述 315 8.1.1 網(wǎng)絡虛擬化概念[1] 315 8.1.2 NFV[2] 315 8.2 無線網(wǎng)絡虛擬化概述 318 8.2.1 動機與觸發(fā)點 319 8.2.2 虛擬化的維度與分類 321 8.2.3 無線網(wǎng)絡虛擬化的若干層面 324 8.3 無線網(wǎng)絡平臺虛擬化 326 8.3.1 X86虛擬化技術 326 8.3.2 基于通用處理器平臺的虛擬化基站架構 328 8.4 無線網(wǎng)絡資源虛擬化 330 8.4.1 5G網(wǎng)絡切片 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準化 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：移動性管理 342 8.5.5 挑戰(zhàn)五：網(wǎng)絡管理 342 8.5.6 挑戰(zhàn)六：安全性 342 8.6 參考文獻 343 第9章 頻譜共享技術 錯誤！未定義書簽。 9.1 獨占授權式頻譜分配 錯誤！未定義書簽。 9.2 動態(tài)式頻譜分配 錯誤！未定義書簽。 9.2.1 相鄰動態(tài)頻譜分配 錯誤！未定義書簽。 9.2.2 分片動態(tài)頻譜分配 錯誤！未定義書簽。 9.3 頻譜共享 錯誤！未定義書簽。 9.3.1 共存式頻譜共享 錯誤！未定義書簽。 9.3.2 覆蓋式頻譜共享 錯誤！未定義書簽。 9.4 認知無線電系統(tǒng) 錯誤！未定義書簽。 9.4.1 頻譜檢測 錯誤！未定義書簽。 9.4.2 頻譜共享池 錯誤！未定義書簽。 9.4.3 功率控制 錯誤！未定義書簽。 9.5 授權的頻譜共享（LSA） 錯誤！未定義書簽。 9.5.1 LSA 錯誤！未定義書簽。 9.5.2 LSA技術實現(xiàn)方式 錯誤！未定義書簽。 9.6 LTE-U/LAA 錯誤！未定義書簽。 9.6.1 LTE-U 錯誤！未定義書簽。 9.6.2 LAA 錯誤！未定義書簽。 9.6.3 LTE-U/LAA關鍵技術 錯誤！未定義書簽。 9.6.4 LTE-U/LAA部署場景 錯誤！未定義書簽。 9.7 參考文獻 錯誤！未定義書簽。