5G关键技术：确定创新机会（三）

对于5G关键技术的回顾

        有许多关键技术被期望于帮助实现5G的提升。它们是扁平化的IP网络和认知无线电（CR）。

A.扁平化的IP网络

        此前来自Sv. KirilI Metodij大学的Toni Janevski所做的工作已经定义了5G移动网络的基础概念，它用以用户为中心的理念代替了3G中以经营者为中心或4G中以服务为中心的理念。5G移动电话被设计为一个在不同层面上的开放平台，从物理层自下而上至应用层[5]。

        5G网络的网络层将被分为不同子层来提供任意地点和任意时间的全IP连接。网络层中对IP的应用是不可避免的，IP系统是今天支持和扩展网络层的最好用的系统。全IP网络（AIPN）系统已经在LTE的发展中被很好的使用了。

        LTE的发展中使用全IP网络（AIPN）系统作为3GPP系统的演进。扁平化的IP网络是被期望于使5G支持各类技术的关键概念[1]。扁平化的IP架构提供了一种用符号名字来区分不同设备的方法，而不像通常用于普通IP地址的层级化构架[1]。迁移至扁平化的IP架构后，移动运营商将能够[1]：

        ●减少数据通路中网络元素的数量，因而减少运营开销和费用支出。

        ●分离数据量与服务递送的开销，令基础设施容量等于应用需求。

        ●最小化系统时延以使得低时延容忍的应用程序可以执行；无线链路上即将到来的时延增强也能够实现。

        ●演进无线接入和分组核心网各自独立地实现提升并使其在网络规划与部署中更加灵活。

        ●发展更灵活的核心网，成为移动和传统IP接入网的创新服务的基础。

        建立一个平台令移动宽带运营商可以在价格和性能上与有线网络竞争。

        IPv6可能是最好的系统来支持实现5G扁平化的IP网络。IPv6是用于克服前任IPv4版本缺陷而提出的最新版本的IP系统。每个设备都将有一个修正的IPv6地址，和多址的转交地址（CoA）。设备CoA的数量是根据该设备接入网络的数量决定的。网络层中有三个子层，下级网络层、中间件层和上级网络层。下级网络层使用CoA，中间件网络层转换CoA到IPv6以供上级网络层使用IPv6地址。

        设备被期望于提供各种不同选项以根据设备类型和当前网络状况获得最好的无线通信。QoS参数，如延迟时间、抖动、带宽、可靠性等将被存储在一个数据库中，它们用来在移动终端上训练智能算法，因此5G技术可以根据给定的时间和条件为设备选择最好的连接。

B.认知无线电

        对于移动和无线通信技术，从4G开始协同性就是一个重要因素，因而它也被用于5G。协同系统意味着任意使用不同技术的系统可以一同工作并相互通信。5G移动系统的网络架构由一个用户终端和许多独立、自治的无线接入技术组成[6]。对每个终端，每个无线接入技术都被看做是通向外界互联网世界的IP链路[6]。由于认知无线电终端的使用，5G在实现协同性时仍保持良好的服务质量。在协同系统中，系统辨识部署、位置和条件来决定网络的最佳选项。对这个系统，用户可以选择一个合适的通信网络，而不同无线网络也将能通过认知无线电设备被集成并相互通信。

        认知无线电是一个智能通信系统，它感知周围的环境（外界世界），然后使用通过构建理解（understanding-by-building）的方法从环境中学习并通过实时地响应某些运行参数的变化（如发射功率、载波和调制策略），使其内部状态适应对到来的RF激励的统计变化，主要考虑了两个目标：任意时间和地点所需的高可靠性通信；无线电频谱的高效利用[7]。

        由定义可知，认知终端是一个智能终端，它可以智能地从现有无线网络中选择合适的网络[5]。这个选择是基于如时间、需求和资源等信息的。5G技术提出了一个统一的终端，它应当是支持全部无线特性的单一设备[5]。这个终端的融合由用户的需求和要求强力支撑；因此，认知无线电会成为理想的5G终端候选。

参考文献

[1] S. Patil, V. Patil, and P. Bhat,"A Review on 5G Technology" International Journal of Engineering andInnovative Technology, vol 1 Issue 1, January 2012. 

[5] T. Janevski, "5G Mobile PhoneConcept" IEEE 6th Consumer Communications and Networking Conference. 2009.

[6] A. Tudzarov, and T. Janevski,"Functional Architecture for 5G Mobile Networks" InternationalJournal of Advanced Science and Technology, vol 32, August 2011.

[7] K. C. Chen and R. Prasad, Cognitiveradio networks. New York: Wiley. 2009.