1．對核心網(wǎng)的挑戰(zhàn)

隨著多年網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，運營商的移動通信網(wǎng)絡(luò)是一個復雜的融合體，例如，中國移動現(xiàn)網(wǎng)中GSM、TD-SCDMA、TD-LTE三種體制并存，GSM雖然是2G技術(shù)，但由于可以解決一部分網(wǎng)絡(luò)覆蓋的問題，現(xiàn)網(wǎng)依然無法完全退網(wǎng)；中國電信現(xiàn)網(wǎng)中依然保留CDMAR絡(luò)，用于解決Volte技術(shù)暫不成熟的話音承載。在即將到來的5G時代，如何滿足多樣化業(yè)務(wù)需求，如何實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能模塊化、業(yè)務(wù)快速上線部署，如何與現(xiàn)網(wǎng)互通共存，有運營管理，是當前運營商部署5G核心網(wǎng)面臨的主要問題。

1）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需適應(yīng)多樣化業(yè)務(wù)需求

5G垂直業(yè)務(wù)千變?nèi)f化，將會有更加多樣化的業(yè)務(wù)需求，例如，cMBB業(yè)務(wù)的峰值き率要求在10Gbps以上，mMTC業(yè)務(wù)要求百萬的連接密度，uMTC業(yè)務(wù)要求時延為毫秒級別，eV2X對用戶的移動性提出了500km／h的高速要求。這種多樣化的業(yè)務(wù)需求已經(jīng)無法用傳統(tǒng)的一個架構(gòu)適應(yīng)所有需求的設(shè)計理念來實現(xiàn)，需要網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能夠針對不同的業(yè)務(wù)需求進行靈活的適配。

2）網(wǎng)絡(luò)核心層需全面云化

目前移動通信核心網(wǎng)較為復雜，特別是引入Volte后，核心層各類網(wǎng)元眾多，功能單一固化，設(shè)備軟硬件耦合度高，無法滿足新一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)虛擬化、池組化的特點，復雜固化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)直接導致了復雜的業(yè)務(wù)上線流程，無疑也加劇業(yè)務(wù)部署的難度，拖延業(yè)務(wù)應(yīng)用實施的時間，延長運營商的業(yè)務(wù)創(chuàng)新周期。

5G網(wǎng)絡(luò)基于服務(wù)化架構(gòu)設(shè)計，通過網(wǎng)絡(luò)功能模塊化、控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離等使能技術(shù)可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)按照不同業(yè)務(wù)需求快速部署、動態(tài)擴縮容和網(wǎng)絡(luò)切片的全生命周期管理，包括端到端網(wǎng)絡(luò)切片的靈活構(gòu)建、業(yè)務(wù)路由的靈活調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)資源的靈活分配及跨域、跨平臺、跨廠家，乃至跨運營商（漫游）的端到端業(yè)務(wù)提供等，這些需要通過全面云化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來實現(xiàn)，5G時代核心網(wǎng)迥異于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，新的情況帶來了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運營、管理等一系列挑戰(zhàn)。

3）5G網(wǎng)絡(luò)需與現(xiàn)網(wǎng)互通共存

綜合歷代網(wǎng)絡(luò)建設(shè)經(jīng)驗，5G網(wǎng)絡(luò)不會是一蹴而就的，必定是在現(xiàn)網(wǎng)基礎(chǔ)上逐步演進發(fā)展，逐漸過渡轉(zhuǎn)型的過程，在網(wǎng)絡(luò)演進過程中，需要統(tǒng)籌規(guī)劃，制定措施保證業(yè)務(wù)的持續(xù)，保障用戶的體驗，同時需要充分考慮網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的運維管理能力，實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的融合互通和逐步演進。

4）5G網(wǎng)絡(luò)運營管理

5G核心網(wǎng)絡(luò)是構(gòu)建在NFV和SDN技術(shù)之上的滿足萬物互聯(lián)、超低時延、超高速率、靈活可靠等特性的網(wǎng)絡(luò)，同時綜合利用了云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，新的技術(shù)與業(yè)務(wù)流程對網(wǎng)絡(luò)運營管理提出了新的要求。如何最大范圍適配現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)運營管理體系，部署敏捷的網(wǎng)絡(luò)編排和管理系統(tǒng)，是5G網(wǎng)絡(luò)需要面對的挑戰(zhàn)。

2．對無線網(wǎng)的挑戰(zhàn)

在工程建設(shè)中，5G網(wǎng)絡(luò)在規(guī)劃部署和維護優(yōu)化等方面都面臨著諸多新挑戰(zhàn)，最值得關(guān)注的主要有以下幾方面。

1）頻譜高

未來5G網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量將大幅增加，傳輸?shù)男畔①Y源也越來越多，對網(wǎng)絡(luò)流量的需求急劇增大，現(xiàn)有的頻率資源將不能滿足用戶的需求。5G網(wǎng)絡(luò)要為用戶提供更快的帶寬服務(wù)，必然對頻率方面的要求更高。

根據(jù)5G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，要實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的功能，除提高頻譜利用率外，還需增加頻譜帶寬。在頻譜利用率不變的情況下，可用帶寬翻倍實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸速率的翻倍。

在目前的3G和4G移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使用的頻段范圍基本上是在3GHz以下。高頻段具有更大的帶寬，可滿足高速率、大流量的需求，但同時也給工程規(guī)劃建設(shè)帶來了新的挑戰(zhàn)。

一方面，高頻段網(wǎng)絡(luò)，意味著較小的覆蓋范圍，這對站址和工參規(guī)劃的精度提出了更高的要求，采用高精度的3D場景建模和高精度的射線追蹤模型是提高規(guī)劃準確性的技術(shù)方向，然而，這些技術(shù)也會影響規(guī)劃仿真效率，同時增加工程成本。

另一方面，高頻信號在移動條件下，受環(huán)境因素的影響更大，如何減小外界環(huán)境因素的影響也是5G規(guī)劃的一大難點。與低頻無線信號傳播特性相比，高頻對無線傳播路徑上的建筑物材質(zhì)、植被、雨衰／氧衰等更為敏感，并且也容易受障礙物、反射物、散射物及大氣吸收等環(huán)境因素的影響。較大的穿透損耗將明顯降低覆蓋的有效性。

2）站址密

5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要通過增加站址數(shù)量，提高站址密度，從而提供較好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和用戶體驗。

首先，由于5G網(wǎng)絡(luò)本身高頻譜的覆蓋特性，5G基站的覆蓋半徑更小，需要更密集的站址以實現(xiàn)較好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。5G網(wǎng)絡(luò)對站址數(shù)量的需求遠遠超過了2G、3G網(wǎng)絡(luò)，甚至也大大超過了4G網(wǎng)絡(luò)的需求。

其次，未來移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量需求急劇增大，按照香農(nóng)定理，除了增加系統(tǒng)帶寬和利用先進的無線傳輸技術(shù)提高頻譜利用率外，通過加密小區(qū)部署，提升空間復用度也是提升系統(tǒng)容量的有效方法。然而，傳統(tǒng)的小區(qū)分裂方式隨著小區(qū)覆蓋范圍的進一步縮小將很難繼續(xù)進行，需要在室內(nèi)外熱點區(qū)域密集部署低功率小基站，形成超密集組網(wǎng)（Ultra Dense Network，UDN），如圖6-9所示。