5G网络技术架构白皮书（2015年）_26页_4mb

5G网络技术架构总结

核心内容

5G网络技术架构是面向2020年及未来移动通信发展的关键组成部分，旨在满足超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性的需求，同时支持多样化的无线接入场景，提升网络性能、灵活性、智能化和友好性。5G网络设计以“一个逻辑架构、多种组网架构”为核心理念，结合新型网络架构、基础设施平台和关键技术，推动5G网络的全面革新。

主要观点

• 网络挑战：5G网络面临关键能力指标、网络运营能力和网络演进要求三方面的挑战，包括用户体验速率、流量密度、连接数密度和低时延高可靠通信需求，以及网络感知、自动化运维、能力开放等方面的问题。
• 网络发展趋势：5G网络将向性能更优质、功能更灵活、运营更智能和生态更友好的方向发展，通过引入NFV、SDN等技术，实现控制与转发分离、按需组网、网络切片等能力。
• 网络架构设计：5G网络分为接入平面、控制平面和转发平面，分别承担不同的功能，支持灵活的资源调度与管理，实现网络的智能化和高效化。

关键信息

1. 网络挑战与发展趋势

1.1 网络面临的挑战

• 关键能力指标：

  • 100Mbps-1Gbps的用户体验速率；
  • 热点区域数十Tbps/km²的流量密度；
  • 百万连接/km²的连接数密度；
  • 低时延高可靠通信需求。

• 网络运营能力：

  • 感知与开放能力不足，缺乏精细化管理和自动化运维；
  • 网络部署复杂，需要提升运营效率和盈利能力。

• 网络演进要求：

  • 网络协同能力有限，多接入技术需统一控制；
  • 隧道机制功能单一，无法满足多样化的业务需求。

1.2 5G网络发展趋势

• 网络性能更优质：提供超高接入速率、超低时延、超高可靠性，提升能效和比特成本。
• 网络功能更灵活：支持多样化的业务场景，实现按需组网和灵活部署。
• 网络运营更智能：通过智能感知和数据分析，实现资源动态调度和自动化运营。
• 网络生态更友好：开放网络能力，支持第三方应用，提升网络服务价值。

2. 5G网络总体设计

2.1 5G网络设计原则

• 应对5G需求，推动基础设施平台和网络架构的协同发展。
• 引入NFV和SDN技术，实现基于通用硬件的新型基础设施平台。

2.2 新型基础设施平台

• 网络功能虚拟化（NFV）：将网元功能与物理实体解耦，实现灵活部署和资源优化。
• 软件定义网络（SDN）：实现控制功能与转发功能的分离，提升网络可编程性和资源利用率。

2.3 5G网络逻辑架构

• 接入平面：支持多种接入技术融合，实现基站间协同和资源调度，提升小区干扰协调能力。
• 控制平面：集中控制功能，按需编排，支持网络能力开放。
• 转发平面：实现网关功能简化和分布式部署，提升数据转发效率和用户体验。

3. 关键技术

• 网关控制转发分离：提升网络架构的灵活性和效率，实现控制面集中和转发面分布。
• 控制功能重构：通过模块化和优化处理逻辑，满足多样化业务需求。
• 新型连接管理和移动性管理：实现“移动即服务”，支持差异化移动性管理协议。
• 移动边缘内容与计算（MECC）：提供低时延和高带宽的业务支持，优化用户体验。
• 按需组网：通过网络切片技术实现不同业务场景的差异化网络服务。
• 统一多无线接入技术（RAT）融合：实现多制式多连接，提升网络效率和用户体验。
• 无线MESH和动态自组织网络：支持灵活组网和高效回传，适应多种场景。
• 无线资源调度与共享：实现频谱共享和资源虚拟化，提升资源利用率和系统容量。
• 用户和业务的感知与处理：通过数据收集与分析，实现精细化资源调配。
• 定制化部署和服务：基于软件定义的协议栈和拓扑，实现灵活的网络服务。
• 网络能力开放：通过分层架构，实现对第三方应用的开放与协同。

4. 总结与展望

5G网络架构创新是推动其发展的重要基础，结合IT与CT技术的深度融合，构建新型基础设施平台和网络架构，实现网络性能提升和灵活部署。未来5G网络将逐步实现从局部演进到全网变革，形成更加智能、高效和开放的网络生态。IMT-2020(5G)推进组将持续推动全球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
• 中国电信
• 中国联通
• 华为
• 大唐电信科技产业集团
• Alcatel-Lucent