探讨SDN下的5G移动通信网络架构设计

张璐

摘 要 近几年，随着互联网的不断发展，移动设备也得到了广泛的应用，同时也为移动通讯系统的改革带来了更高的要求。随着移动系统的不断升级，5G移动通讯技术也随之出现，它将以往只能依赖网络结构的通信技术进行了突破，从而扩大了网络的覆盖。建立以SDN为主的5G网络开发已经成为当下移动通信技术讨论的热点。

关键词 SDN；5G移动通信；网络构架

中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）182-0067-02

随着4G移动通信系统在我国得到普遍的使用，信息的传输和储存量也得到了大大的提高。但是，随着人们对网络需求的不断变化，对网络所具有的服务性能进行改进和更新已经成为必然趋势，所以，5G移动通信系统被开发出来了。5G移动通信系统，主要采取了大量的智能技术来提高信息的传输和安全性。

1 SDN概述

1.1 SDN独特构架

随着网络技术的不断发展，SDN技术也不断的深入，随之也出现了SDN相关网络框架的设计理念。对于该构架的设计分3个部分，分别是控制层、应用层以及基础设施层。对于应用层，主要是相关各类用户的业务信息，它通过将控制层与应用层相互连接，实现通过应用层的共性，给用户制定独特的网络需求服务。这样用户就可以实现自行管理和控制网络访问了。对于SDN的控制层，它主要包含了SDN中的各类控制器。各控制器通过与平面接口相互连接，然后就可以实现与基础设备的交互了，最后通过接受层对有關设备的信息交互进行上报，进而就可以获得该设备的状态了。控制层主要是通过对各个设备进行信息和命令的传输，就可以实现对整个网络的控制与管理。对于SDN的基础设施层来说，主要是通过各类设备转发数据，然后利用开放接口命令实现对控制层的服务。首先在实行转发设备时，要在受到控制层的命令和信息，才能对用户需要的信息数据进行转发、分类、更新或修改等操作，这样能够将网络向更简便化的方向发展。

1.2 SDN的关键技术

SDN的关键技术主要有网络控制器和交互协议，还有SDN的可扩展技术等。对于SDN中的网络构成主要包括转发数据平面和控制平面之间的交互，还有就是应用平面和控制平面之间的协议。对于目前的技术，主要还是对数据转发和控制平面的交互进行深入的研究。而且很多人都是比较认可OPENFOW形式的协议，它能够实现将数据设备以及数据转发等信息进行合理的控制与管理。对于SDN构架来说SDN控制器是非常重要的部分，它能够实现上层应用和底层转发设备的相互连接。该控制器包含了很多重要的技术，它能够对整个SDN网络系统进行集中管理和控制。虽然SDN技术具有较为高效和变通的管理技术，但是对于多个交互实现还是存在一定的问题，这严重地影响了网络的完整性。所以，对SDN实施了可扩展技术，它主要是将各个控制器间的主动与被动流标以及负载均衡进行有效的结合。

2 5G移动通信的重点技术

2.1 超密集异构结构

目前，我国正致力于5G网络的多元化、综合化、智能化研究，智能化终端的普及使数据流激增，为了满足用户网络需求，必须降低小区半径、增加低功率节点数。超密集组网致力于5G网络数据流量的提升[ 1 ]。在未来无线网络中，无线传输技术低功率节点密度能够呈十几倍增加，不仅能够缩小站点距离，而且能够实现一对一服务，形成超密集异构网络。该密集化网络构造能够缩短节点与终端的距离，提升功率效率及频谱效率，进而提高系统容量。

2.2 M assive MIMO技术

MIMO技术能够提升系统频谱效率及传输可靠性，其在4G、3G移动通信技术中便有所应用。然而该技术较为复杂，且存在空间占用问题，导致收发装置天线数量过少。而M？assive？MIMO技术则能够实现对天线数量的提升，增加容量与可靠性，具有一定的优越性[2]。该技术能够提升空间维度资源利用率，降低信号干扰，提升整体功率效率，是第五代移动通信技术的核心。

2.3 全双工无线传输技术

传统的4G通信技术仅能够在同一时段、同一频率下进行单向传输，而全双工无线传输则能够实现双向同时段同频传输，增强频谱资源利用的灵活性。该技术能够促进5G系统对无线频谱资源的深度挖掘，是第五代移动通信技术的热点技术。全双工无线传输技术也有自身的阻力因素，当进行同时段、同频传输时，受功率差异影响，会出现严重自干扰现象，目前正处于研发阶段。

3 在SDN下的5G网络构架设计

3.1 5G云构架的设计

在5G移动通信网络结构的设计中，引用云计算和SDN技术，进而提出5G无线以太网系统的构架，它主要是将核心网络进行简化分组，进而实现网络管理的高效与快速发展。该框架主要有分布式局域云、接入云以及集中式本地云这3个部分构成。而分布式局域云是有不同的接入云数据组成一个或多个信息数据中心，然后对用户移动设备进行分布式的管理。接入云主要是有本地疏导和SDN控制器、路由器和OPEN？FOW以及接入点组成。还有就是集中式本地云它主要是由策略控制与计费、集中式MME和IMS组件、客户服务器等组成，随着用户对信息的认证就可以实现对数据的集中管理。

3.2 5G多种控制器的设计

在SDN基础下的5G多层网络设计，主要由SDN相关智能内容和分层编程网络构架组成。它主要包括网络控制部分、用户、基站等部分构成。该构架主要是将多个基站资源进行合理的划分，实现虚拟分层，进而实现无线资源的管理，之后就是将移动管理、服务链、策略等费用实现集中性的管理。对于SDN相关的移动网络信息分层布局构架的建立，主要由总控制器和有关分发的业务等部分构成。它主要通过接收在网络状态下的信息运行，然后实施更新路由、调用信息命令或是重定向客户到高效的网络性能资源分发点，进而实现应用程序和网络状态的自动状态转化，这样就能够提高用户对服务质量的感知了。

4 结语

利用SDN技术发展5G移动通讯网络已经成为了未来通信技术的主要发展方向。对于移动通讯技术的改革，不仅是通讯领域的创新，更是我国战略稳定发展的保障。该网络构架，对于现今的数据储存与传输进行分离，还有对应用与控制层的分离，都将会对信息资源的传输和利用带来更高的效率，而且会提高网络设备和技术的使用年限，进而实现经济成本的节约。

参考文献

[1]赵明宇，严学强.SDN和NFV在5G移动通信网络架构中的应用研究[J].移动通信，2015（14）：64-68.

[2]柴蓉，胡恂，李海鹏，等.基于SDN的5G移动通信网络架构[J].重庆邮电大学学报：自然科学版，2015，27（5）：569-576.