移动网络与联通构造原理
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发布时间：2022-04-22 04:59
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时间：2022-04-12 14:48
移动网络和联通网络构造原理都属于移动通信网络体系架构：网络架构，该架构可分为三大模块：网络部署场景、接入网和核心网。
具体的构造原理和试验如下：
3.1.1中国移动黑龙江公司网络部署场景设计方案
1.室外借助分布式天线（distributedantennasystem，DAS）和大规模MIMO（multipleinputmulti-pleoutput）配备基站，天线元件分散放置在小区，且通过光纤与基站连接。移动事物（如终端）部署Mo-bileFemtocell，可以动态地改变其到运营商核心网络的连接。同时，部署虚拟蜂窝作为宏蜂窝的补充，提升了室外覆盖率。
2.室内用户需要与安装在室外建筑的大型天线阵列的室内AP进行通信，这样就可以利用多种适用于短距离通信的技术实现高速率传输，比如60GHz毫米波通信，可以解决频谱稀缺问题。
3.1.2 中国移动黑龙江公司接入网设计方案
5G通信网络接入网部署中，采用新型的分布式基站进行组网把宏基站的部分载波通过标准的CPRI接口拉远实现分布式组网，也就是将传统基站的基带处理部分（BBU）和射频收发信机部分（RRU）设计成单独的模块。分布式基站不仅带来快速、便捷的网络部署，而且有利于大幅降低运营商建网的成本。由于无线频谱资源的高价格、高频通信技术的使用，使原有基站覆盖密度越来越大，因此必须对无线接入侧的网络做相应的调整，才能保证5G网络下的无线带宽及物联需求的应用。
CoP(CPRI over Packet)承载技术是承接5G通信网络接入网中的研究和部署重点。为满足业务需求和基站承载，需要建立一种新的承载技术架构来满足云通信的需求，现通过以下几点方案进行接入网部署：
在RRU增加的情况下使其满足免机房需要，新的CoP FO 设备能跟RRU供址部署，建立成一个新的前传网络（Fronthanl）,通过CoP FO 设备将RRU进行汇聚传给接入侧的A设备。该方式针对现有IP RAN设备基本无需改动，只需要在原有的设备中插入带有CRPI协议的新增板卡就可以工作。
对于Fronthanl接入侧的保护机制有CPRI接口和ETH接口；网络侧保护机制可以采用线性“1+1”保护或环网Wrapping、Steering保护。
对于无线侧RRU的接入点模块FO是全室外模式，易部署、省机房，满足于大网络容量要求。
在组网类型上，优先选用环型拓扑结构，可以实现RRU任意的部署，实现接入设备A无源CWDM解决方案。
3.1.2 中国移动黑龙江公司核心网设计方案
1.现有核心网网元由传统平台向云平台演进
（1）RCS在互联网基地部署应用，IMS AS、CSCF/BGCF等网元进行技术试点；
（2）控制类网元（MME、PCRF）、数据类网元（HSS、HLR）、信令转接网元（DRA）等正在研究设计阶段，成熟后马上推动现网引入；
（3）媒体转发面网元（MGW/SBC）,根据SDN技术进行进行部署；
（4）2G、3G电路域相关网元正逐步融合、替换和退网，不再考虑运化升级。
构建以DC为中心的网络云化平台，部署基于云化架构的NFV（网络功能虚拟化），引入跨DC部署与无状态设计，并将传统核心网业务搬迁至此云化平台；
2.控制面网元功能重构
（1）业务处理节点：承接传统核心网GW/SBC等媒体接入处理类网元的功能；
（2）融合控制接节点：承接传统核心网MME/CSCF/HSS等管理控制类网元和HSS的等用户数据类网元的功能；
（3）业务能力节点：承接传统核心网应用服务AS/业务平台类网元的功能层次，同时支持提供网络能力开放和网络拓扑设置功能。
3.引入C/U分离，并利用MEC技术构建分布式网络，保障低时延业务应用。
4.引入SBA架构、网络切片Slicing、接入无关技术Access Agnostic，为各式各样差异化需求提供on demand服务，以支撑5G业务。
3.2 5G关键技术
3.2.1 CoP(CPRI over Packet)承载技术
CoP承载技术是集成前传承载和后传承载的中心枢纽模块，采用的是高效装载技术，其由于CRPI结构化和非结构化是的数据成帧灵活，便于整个网络调节，采用光承载，继承了原有波分承载的有点，也能进一步节省传输光缆。CPRI over Packet的NGFI承载方案，具体对比指标比较如下:
3.2.2 网络功能虚拟化（net-workfunctionvirtualization，NFV）
NFV（网络功能虚拟化）利用软硬件解耦及功能抽象，以虚拟化技术降低昂贵的设备成本费，根据业务需求进行自动部署、弹性伸缩、故障隔离等步骤，让运营商可通过此极速将承载各种网络功能的通用硬件与云计算虚拟化技术相结合，实现网元虚拟化和虚拟网络可编程，简化网络升级的步骤和降低购买新专用网络硬件的成本，把网络技术重点放到部署新的网络软件上。
3.2.3 基于OFDM优化的波形和多址接入
5G NR设计过程中最重要的一项决定，就是采用基于OFDM优化的波形和多址接入技术，因为OFDM 技术被当今的 4G LTE 和 Wi-Fi 系统广泛采用，因其可扩展至大带宽应用，而具有高频谱效率和较低的数据复杂性，因此能够很好地满足 5G 要求。 OFDM 技术家族可实现多种增强功能，例如通过加窗或滤波增强频率本地化、在不同用户与服务间提高多路传输效率，以及创建单载波 OFDM 波形，实现高能效上行链路传输。
不过OFDM体系也需要创新改造，才能满足5G的需求：
1. 通过子载波间隔扩展实现可扩展的OFDM参数配置；
2. 通过OFDM加窗提高多路传输效率。
3.2.4 灵活的框架设计
5G NR灵活的框架设计：
1. 可扩展的时间间隔（Scalable Transmission Time Interval (TTI)）
相比当前的 4G LTE网络，5G NR将使时延降低一个数量级。目前LTE网络中，TTI（时间间隔）固定在1 ms（毫秒）。为此，3GPP在4G演进的过程中提出一个降低时延的项目。尽管技术细节还不得而知，但这一项目的规划目标就是要将一次傅里叶变换的时延降低为目前的1/8（即从1.14ms降低至143µs（微秒）。
2. 自包含集成子帧（Self-contained integrated subframe）
自包含集成子帧是另一项关键技术，对降低时延、向前兼容和其他一系列5G特性意义重大。通过把数据的传输（transmission）和确认（acknowledgement）包含在一个子帧内，时延可显著降低。
3. 先进的新型无线技术（Advanced wireless technologies）
5G必然是在充分利用现有技术的基础之上，充分创新才能实现的，而4G LTE正是目前最先进的移动网络平台，5G在演进的同时，LTE本身也还在不断进化（比如最近实现的千兆级4G+），5G不可避免地要利用目前用在4G LTE上的先进技术，如载波聚合，MIMO技术，非共享频谱的利用等等。
大规模MIMO：
MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术是目前无线通信领域的一个重要创新研究项目，通过智能使用多根天线（设备端或基站端），发射或接受更多的信号空间流，能显著提高信道容量；而通过智能波束成型，将射频的能量集中在一个方向上，可以提高信号的覆盖范围。
毫米波：
全新 5G 技术正首次将频率大于 24 GHz 以上频段（通常称为毫米波）应用于移动宽带通信。大量可用的高频段频谱可提供极致数据传输速度和容量，这将重塑移动体验。但毫米波的利用并非易事，使用毫米波频段传输更容易造成路径受阻与损耗（信号衍射能力有限）。通常情况下，毫米波频段传输的信号甚至无法穿透墙体，此外，它还面临着波形和能量消耗等问题。
