2015-10-20-中国信通院-5G网络技术架构白皮书-中文版_25页_3mb

5G网络技术架构总结

核心内容

5G网络技术架构是面向2020年及未来移动通信技术发展的重要组成部分，旨在满足超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性的需求。其设计目标是提供极致的业务体验，包括高清视频、虚拟现实、增强现实、云桌面、在线游戏等，并支持物联网与垂直行业的深度融合，实现“万物互联”。

主要观点

5G网络的发展不仅依赖于无线技术的革新，更需要从网络侧进行系统性架构创新。其创新方向包括：

• 新型网络架构：引入NFV（网络功能虚拟化）和SDN（软件定义网络）技术，构建基于通用硬件的新型基础设施平台，实现网络功能的灵活编排和动态调整。
• 分层逻辑架构：5G网络被划分为接入平面、控制平面和转发平面，各平面功能独立且可协同，提升网络灵活性与智能化水平。
• 按需组网与网络切片：通过网络切片技术，实现不同业务场景的差异化网络资源配置，提高资源利用率和业务保障能力。
• 智能感知与处理：增强对用户和业务的感知能力，实现基于业务特征、用户偏好、终端状态等信息的动态资源调度。
• 移动边缘计算与内容分发：将内容和计算能力下沉至网络边缘，提升低时延、高带宽的业务体验。
• 网络能力开放：通过开放API接口，向第三方应用提供网络资源和服务能力，构建开放友好的网络生态。

关键信息

网络挑战与发展趋势

5G网络面临三大挑战：

1. 关键能力指标：现有网络难以满足100Mbps-1Gbps的用户体验速率、数十Tbps/km²的流量密度、百万连接/km²的连接数密度以及低时延高可靠通信等需求。
2. 网络运营能力：需要提升网络感知、数据分析与自动化运维能力，以支持复杂的业务需求和高密度终端接入。
3. 网络演进要求：要求网络具备更高的协同能力、更灵活的组网方式以及更高效的资源调度与管理能力。

未来5G网络将向性能更优质、功能更灵活、运营更智能、生态更友好的方向发展。

网络总体设计

5G网络设计遵循以下原则：

• 基础设施平台革新：采用通用硬件与虚拟化技术，降低建设与运维成本。
• 逻辑架构分层：接入、控制、转发三平面分离，增强网络灵活性与可编程性。
• 网络部署分层：包括边缘接入网、城域汇聚网和骨干网，支持灵活的业务部署与资源管理。
• 网络分片技术：通过分片技术实现不同业务场景下的逻辑隔离与资源定制化。

网络功能特性

5G网络功能特性包括：

• 接入平面：支持多接入技术融合、无线资源调度与共享、动态自组织网络、无线MESH等技术，实现灵活的组网和高效的资源管理。
• 控制平面：实现控制功能集中化、按需编排、网络能力开放，提升网络智能感知与决策能力。
• 转发平面：通过分布式部署、边缘内容缓存、业务流加速等技术，实现低时延、高带宽的业务转发。

关键技术

1. 网关控制转发分离：实现控制面集中化、转发面分布化，提升网络灵活性与性能。
2. 控制功能重构：通过模块化与优化，实现灵活的网络控制策略，满足不同业务场景需求。
3. 新型连接与移动性管理：支持差异化业务的连接管理，实现智能的移动性管理方案。
4. 移动边缘内容与计算（MECC）：将内容与计算能力下沉至网络边缘，提升用户体验。
5. 按需组网：通过网络切片实现不同业务场景的定制化网络服务。
6. 统一多RAT融合：实现多种无线接入技术的协同，提升网络效率与用户体验。
7. 无线资源调度与共享：采用分簇化集中控制、资源虚拟化、频谱共享等技术，优化资源分配。
8. 用户与业务感知与处理：通过收集与分析用户和业务信息，实现智能化资源调配。
9. 定制化部署与服务：支持软件定义协议栈与拓扑，实现差异化服务。
10. 网络能力开放平台：构建开放架构，提供API接口，实现与第三方应用的友好互动。

总结与展望

5G网络将通过架构创新，构建一个优质、灵活、智能、友好的综合服务平台，以满足未来移动互联网与物联网的多样化需求。其发展将依托IT与CT的深度融合，推动基础设施平台与网络架构的协同演进。5G网络的演进将逐步从局部优化走向全网变革，实现与现有4G网络的兼容演进。

未来，5G网络将通过持续的技术创新与标准化进程，拓展新的产业空间与应用生态，推动全球统一的5G标准制定与产业发展。

主要贡献单位

• 中国信息通信研究院
• 中国移动（ChinaMobile）
• 中国电信（CHINA TELECOM）
• 中国联通（Chinaunicom）
• 华为（HUWEI）
• 大唐电信科技产业集团（DATANG TELECOM TECHNOLOGY & INQUISTY GROUP）
• Alcatel-Lucent

如需进一步联系，可通过以下方式：

• 电话：+86-10-62300182
• 邮箱：imt2020@catr.cn