5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)需求分析

胡旭

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5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)需求分析

胡旭

公誠(chéng)管理咨詢有限公司，廣東 廣州 510610

通過5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)，可以使5G發(fā)展面臨的用戶體驗(yàn)差和流量增長(zhǎng)快的問題得到解決。因此，基于這種認(rèn)識(shí)，對(duì)5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)需求展開分析，并且提出了融合組網(wǎng)的技術(shù)路線，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

5G；Wi-Fi；組網(wǎng)融合；需求分析

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)已逐步實(shí)現(xiàn)融合，無(wú)線接入技術(shù)也隨之成熟并被大范圍地使用。無(wú)線接入技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。面對(duì)這種發(fā)展形勢(shì)，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商應(yīng)該認(rèn)識(shí)到5G與Wi-Fi融合的必然趨勢(shì)，并且做好5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)的需求分析，從而更好地促進(jìn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

對(duì)于未來(lái)第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）來(lái)說(shuō)，不能再單單用滿足某項(xiàng)業(yè)務(wù)的能力或某個(gè)特定的技術(shù)指標(biāo)來(lái)對(duì)其進(jìn)行定義。

1 5G網(wǎng)絡(luò)和Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)概述

5G是移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展的第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)，其具有特定的業(yè)務(wù)需求和關(guān)鍵技術(shù)。如圖1所示，5G具有一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)互操作的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，其需要對(duì)用戶和業(yè)務(wù)的多樣化需求進(jìn)行適應(yīng)，并且提供更高的網(wǎng)絡(luò)容量和更好的覆蓋。同時(shí)，5G需要應(yīng)對(duì)海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的接入，并且降低網(wǎng)絡(luò)部署的復(fù)雜度和成本。而在運(yùn)維方面，5G也需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)效能的改善和提升用戶體驗(yàn)，并且對(duì)用戶行為和業(yè)務(wù)作出智能感知和優(yōu)化，從而滿足各類網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備及業(yè)務(wù)需求。而Wi-Fi是由無(wú)線網(wǎng)卡和接入點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，其具有移動(dòng)性強(qiáng)，組網(wǎng)靈活、成本低和傳輸速率高的優(yōu)勢(shì)，在各類公共區(qū)域得到了廣泛應(yīng)用[1]。所以，可以利用Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，從而使移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)更好的分流。

圖1 5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2 5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)需求

（1）應(yīng)用場(chǎng)景的融合需求。對(duì)于5G來(lái)講，流量類業(yè)務(wù)對(duì)用戶體驗(yàn)速率有著極高的要求，所以要求5G與Wi-Fi融合，從而滿足用戶的極速體驗(yàn)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，交互類業(yè)務(wù)也得到了迅速發(fā)展。而該類業(yè)務(wù)要求實(shí)現(xiàn)時(shí)延無(wú)感知的用戶體驗(yàn)，所以將成為5G與Wi-Fi融合的主要業(yè)務(wù)。同時(shí)，在5G時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)采集類業(yè)務(wù)需求也將不斷增加。而隨著各節(jié)點(diǎn)連接數(shù)量，Wi-Fi也需要通過與5G融合應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。針對(duì)這些業(yè)務(wù)，還需要相適應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景。所以5G與Wi-Fi的融合，將能使應(yīng)用場(chǎng)景得到進(jìn)一步擴(kuò)展，從而使融合后的網(wǎng)絡(luò)覆蓋除校園、車站以外的其他諸多應(yīng)用場(chǎng)景，繼而滿足應(yīng)用場(chǎng)景的融合需求。例如，在5G與Wi-Fi融合后，比賽場(chǎng)館視頻拍攝、公共交通工具、密集截取和遠(yuǎn)程醫(yī)療等場(chǎng)景都將成為融合組網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景。融合場(chǎng)景見表1。（2）網(wǎng)絡(luò)管理的融合需求。在5G時(shí)代，由于Wi-Fi熱點(diǎn)已經(jīng)得到了大規(guī)模的布置，同時(shí)又具有3G、LTE等多種網(wǎng)絡(luò)，所以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)不得不進(jìn)行多網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)管理。而各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)不同，還需進(jìn)行各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立維護(hù)，所以將給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)較大的部署和運(yùn)維成本。同時(shí)，在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行操作無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源的有效利用，并且將導(dǎo)致實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)受到影響。而實(shí)現(xiàn)5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)，將能同時(shí)進(jìn)行多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的接入，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行傳輸，所以能夠通過提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量增強(qiáng)用戶感受。同時(shí)，通過在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫移動(dòng)，也能夠確保實(shí)時(shí)因?yàn)椴槐唤K端。此外，5G與Wi-Fi組網(wǎng)融合，也能降低網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維成本，從而滿足網(wǎng)絡(luò)管理的融合需求。

表1 5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景

3 滿足5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)需求的路線分析

在實(shí)現(xiàn)5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)時(shí)，需要采取如圖2所示的融合組網(wǎng)技術(shù)路線，即從架構(gòu)、接口和業(yè)務(wù)等多個(gè)層面實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)融合。（1）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的融合。想要進(jìn)行5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)，還要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的融合。目前，可以使用UMA為代表的3G與Wi-Fi的融合組網(wǎng)方法，另外也可以使用基于3GPP2PDIF的固定移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法。針對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)，需要將EPC利用S2a/S2b/S2c接口接入，然后進(jìn)行5G與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)融合架構(gòu)的搭建[2]。（2）運(yùn)行機(jī)制的融合。完成網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)融合后，還要進(jìn)行接入認(rèn)證等運(yùn)行機(jī)制的融合。通過融合認(rèn)證機(jī)制，則能給用戶帶來(lái)不同的接入體驗(yàn)，包含無(wú)時(shí)延用戶感知和自適應(yīng)容易認(rèn)證等等。通過使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)得到融合，則能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)無(wú)線基站和small cell的統(tǒng)一管理，并且實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的智能分流。此外，融合運(yùn)行機(jī)制，也能使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相互協(xié)作，從而根據(jù)用戶需求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的提供，并且實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端的無(wú)縫漫游，繼而給用戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)。（3）技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的融合。在融合組網(wǎng)的過程中，還需要需求原本使用的各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展途徑，從而進(jìn)行組網(wǎng)融合技術(shù)的發(fā)展。比如，可以對(duì)蜂窩網(wǎng)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)配置、組網(wǎng)安全、數(shù)據(jù)流量動(dòng)態(tài)均衡和無(wú)縫平滑切換等技術(shù)的發(fā)展路徑進(jìn)行探索。此外，融合組網(wǎng)需要以產(chǎn)業(yè)化發(fā)展為目標(biāo)，所以還要關(guān)注相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況，并且需求發(fā)展和規(guī)避的方案，從而使產(chǎn)業(yè)鏈上的各方訴求得到滿足。就目前來(lái)看，全球電信運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)在利用Wi-Fi構(gòu)成的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量傳輸問題達(dá)成了一定的共識(shí)，將在未來(lái)投入超過10億臺(tái)的IEEE802.11ac無(wú)線通信設(shè)備，而該設(shè)備提供的5G Wi-Fi在信號(hào)的穩(wěn)定性和覆蓋率上將取得明顯的效果[3]。

圖2 5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)技術(shù)路線

4 結(jié)論

隨著5G移動(dòng)通信時(shí)代的到來(lái)，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商還應(yīng)做好5G與Wi-Fi的融合組網(wǎng)需求分析，從而需求合理的方案實(shí)現(xiàn)5G和Wi-Fi的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、運(yùn)行機(jī)制、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的融合，繼而使應(yīng)用場(chǎng)景融合需求和網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管理需求得到滿足[4]。

[1]何廷潤(rùn).未來(lái)無(wú)線寬帶領(lǐng)域的融合與競(jìng)爭(zhēng)[J].移動(dòng)通信，2014（9）：5-8.

[2]劉明，張治中，程方.5G與Wi-Fi融合組網(wǎng)需求分析及關(guān)鍵技術(shù)研究[J].電信科學(xué)，2014（8）：99-105.

[3]徐千，李鋼.異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和Wi-Fi技術(shù)的發(fā)展將有效應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)[J].電信科學(xué)，2012（9）：112-118.

[4]王瑋，張朝陽(yáng)，余官定.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能效的優(yōu)化與評(píng)估[J].中興通訊技術(shù)，2010（6）：1-3.

TN929.5；TN92

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1009-6434（2016）03-0010-02