5G为什么是一顶巨大的技术体系：5G的核心技术
在互联网助力下，全球经济一体化加速，“世界正在变平”已经成为共识。这种席卷而来的融合力也在移动通信技术领域逐步显现。它像某种黏稠的汁液，不仅催生移动通信体系走向结构化变革，还渗透到技术实现思路的方方面面。
5G不是一项技术，而是由大量技术形成的一个综合体系，这些技术将在5G建设过程中不断完善。在这期间，会出现新的技术，再继续完善。本书不是一本技术专著，对于技术的探讨是浅显的，对于专业读者来说，可以跳过此节，有关技术的描述只是给普通读者做一个基本介绍。
5G高速度、泛在网、低功耗、低时延等六大基本特点保障了用户在5G时代的基础体验，而核心技术则为实现六大特点提供保障，它们是为新移动通信时代保驾护航的有效手段。
概括而言，5G核心技术围绕三大目标展开，在继承过往技术积淀的基础上，朝着更智能多变的方向持续演进。这三大目标分别为：
第一，激活网络资源存量。
第二，挖掘网络资源增量（新频率资源）。
第三，灵活组合，实现多样化网络资源配置（引入新体系结构）。
一.超密集异构网络
未来5G会朝着高速度、泛在网等方向发展。万物互联的愿景是在1平方公里的面积内有100万个设备，所以在未来的5G网络中，减小小区半径，增加低功率节点数量，是保证未来5G网络支持1000倍流量增长的核心技术之一[1]，这就意味着网络特别密集。同时为了符合泛在网的要求，未来肯定会有大量的基站存在。2G时代只有几万个基站，3G时代有几十万个基站，4G时代有500多万个基站，5G时代1000万~2000万个基站都是有可能的。
为什么会有这么多基站呢？过去的通信方式都是采用低频段的频谱，这些频谱有比较强的穿透能力，频率越低，穿透能力越强。
5G为了把带宽做得很宽，绕射能力就很差了。5G采用的是28GHz~32GHz的频率，也就是毫米波，这种波基本没有穿透能力，雷达采用的就是毫米波，因为没办法穿透飞机，所以会被反射回来。
如果通信采用毫米波的频率，意味着没办法穿透障碍，所以就需要用到很多微基站，做到密集部署。密集部署的网络拉近了终端与节点间的距离，使得网络的功率和频谱效率大幅度提高，同时也扩大了网络覆盖范围，扩展了系统容量，并且增强了业务在不同接入技术和各覆盖层次间的灵活性。
上面说的就是超密集。那什么叫异构呢？
所谓异构，就是不同结构的意思。虽然超密集异构网络架构在5G中有很大的发展前景，但是随着节点数量的大规模增加以及节点间距离的减少，网络部署会变得越来越密集，网络拓扑变得更加复杂，从而容易出现与现有移动通信系统不兼容的问题。在5G通信网络中，干扰是一个必须解决的问题。
5G网络需要采用一系列措施来保障系统性能，主要有不同业务在网络中的实现、各种节点间的协调方案、网络的选择，以及节能配置方法等。这种将多种网络组织起来形成一个体系的方式，就叫超密集异构。
超密集异构网络技术是移动通信发展到融合阶段的必然产物。随着未来移动通信应用场景的不断丰富，对网络信息传输的要求会随时间和地点呈现出非均匀特性。过去以宏蜂窝为主、以区域覆盖为目的的移动通信网络架构已经很难满足呈指数级增长的细分需求。
超密集异构网络技术以创新的姿态出现，直面这一难题。它超越了运营商及技术系统的范畴，将不同网络协同整合到一起，为5G时代网络系统的大容量、多样性和灵活性提供了有力保障。
虽然超密集异构网络架构在5G时代发展前景广阔，但也带来了一些全新的问题。
首先是兼容问题。节点间的距离减少，超密集网络部署将使网络拓扑变得更加复杂，与现有移动通信系统不兼容的概率也随之攀升。
其次是干扰问题。在5G移动通信网络中，主要干扰有同频干扰、共享频谱资源干扰、不同覆盖层次间的干扰等。如何解决这些干扰带来的性能损伤，实现多种无线接入技术、多覆盖层次间的共存，是一个需要深入研究的重要问题。另外，现有通信系统的干扰协调算法只能解决单个干扰源问题。而在5G网络中，相邻节点的传输损耗一般差别不大。多个干扰源强度相近，将进一步恶化网络性能，使现有的协调算法难以应对。
最后是网络切换问题。在超密集网络中，很多网络节点依赖用户部署，而用户部署的节点具有随机开启和关闭的特点，网络拓扑和干扰也随之持续动态地发生变化。我们需要新的切换算法和网络动态部署技术来满足用户的移动性需求。
二.自组织网络
在传统移动通信网络中，主要依靠人工方式完成网络部署及运维，既耗费大量人力资源，又增加运行成本，而且网络优化也不理想[3]。在5G时代，原有的移动通信网络会面临很多新的挑战，比如说怎么进行网络部署、运营及维护，这主要是由于网络存在各种无线接入技术，且网络节点覆盖能力各不相同，它们之间的关系错综复杂。
简单举个例子。如果在一个网络系统中要分出一部分网络给智能交通使用，而智能交通业务对网络的品质有比较高的要求，所以自组织网络（self-organizingnetwork，SON）的含义就是网络在定义的过程中要根据不同的业务进行组织，即对于各种不同要求的网络可以通过一个自组织的体系进行构建，在大的网络体系下为某些用户提供特殊的服务。因此，自组织网络的智能化将成为5G网络必不可少的一项关键技术。
自组织网络技术解决的关键问题主要有：（1）网络部署阶段的自规划和自配置；（2）网络维护阶段的自优化和自愈合[4]。自规划的目的是动态进行网络规划并执行，同时满足系统的容量扩展、业务监测或优化结果等方面的需求。自配置即新增网络节点的配置可实现即插即用，具有低成本、安装简易等优点。自优化的目的是减少业务工作量，达到提升网络质量及性能的效果[5]。至于自愈合，顾名思义，指的是构建的网络系统可以自动发现问题、找到问题，同时可以排除故障，大大减少维护成本并避免对网络质量和用户体验的影响。
三.内容分发网络
在5G时代，随着音频、视频、图像等业务急剧增长，加上用户规模继续扩大，强大的市场需求自然会带来网络流量的爆炸式增长，而这种情况会影响用户访问互联网的服务质量。
如果最近有一部特别火的电视剧，大家一起去访问某一个服务器，就可能导致网络阻塞。5G时代，如何进行高效的内容分发，尤其是针对大流量的业务内容，怎么做才能降低用户获取信息的时延，成为网络运营商和内容提供商必须解决的一大难题。
通过增加带宽并不能彻底解决高效的内容分发，因为它还受到传输中路由阻塞和延迟、网站服务器的处理能力等多重因素的影响和制约，这些因素与用户服务器之间的距离关系密切。内容分发网络（contentdistributionnetwork，CDN）对未来5G网络的容量与用户访问具有重要的支撑作用。
所谓内容分发网络，就是指在传统网络中添加新的层次，即智能虚拟网络。采用大数据分析的方式，CDN系统综合考虑各节点连接状态、负载情况以及用户距离等信息，通过将相关内容分发至靠近用户的CDN代理服务器上，实现用户就近获取所需的信息。如果附近的很多用户喜欢看《都挺好》，那就将这部剧储存在这里的网络节点上，使得网络拥堵状况得以缓解，降低响应时间，提高响应速度。
在5G时代，随着智能移动终端数量的快速增长，用户对移动数据业务的需求量以及服务质量的要求也在不断提升，内容分发网络技术可以满足这些需求，因此，它将成为5G必备的关键技术之一。
四.D2D通信
D2D通信即设备到设备通信（device-to-devicecommunication，D2D），是一种基于蜂窝系统的近距离数据直接传输技术。目前，标准化组织3GPP已经把D2D技术列入新一代移动通信系统的发展框架中，成为第五代移动通信的关键技术之一。
思科公司预测，2019年全球移动数据流量将是2014的10倍，接入IP网络设备的数量将达到百亿。随着数据流量的飞速增长、接入网络的终端数量迅速上升，通信网络的体系和架构都面临着巨大的挑战。为应对网络密集化和差异化带来的问题，不能指望任何网络或通信系统的中心设备能够大范围、高效率地指挥、调度通信网络中各终端节点的行为，在无需中心设备干预的情况下，建立大批量的“本地”连接对未来网络来说是势在必行的。
D2D会话的数据直接在终端之间进行传输，不需要通过基站转发，而相关的控制信令，如会话的建立、维持、无线资源分配以及计费、鉴权、识别、移动性管理等仍由蜂窝网络负责。
在5G时代，引入D2D通信会给我们带来巨大的好处，不过也会面临一些挑战。当终端用户间的距离不足以维持近距离通信，或者D2D通信条件满足时，如何进行D2D通信模式和蜂窝通信模式的最优选择以及通信模式的切换都需要思考解决。此外，D2D通信中的资源分配优化算法也值得深入研究。
五.M2M通信
M2M通信即机器与机器之间的通信（machinetomachine，M2M）。美国咨询机构FORRESTER预测估计，到2020年，全球物与物之间的通信将是人与人之间通信的30倍[12]。M2M的定义主要有广义和狭义两种。广义的M2M主要是指机器与机器之间、人与机器之间以及移动网络与机器之间的通信，它涵盖了所有实现人、机器、系统之间通信的技术；从狭义上说，M2M仅仅指机器与机器之间的通信。
目前，日常生活中最常见的仍然是人与设备之间的通信，比如上网就是人与机器之间的通信。到了5G时代，机器与机器之间的通信可能将扮演重要的角色。
举一个家庭管理的例子。智能家庭管理系统中的环境监测网络在监测家庭的环境数据，并将数据发送到云端，经过数据对比以后发现，现在家庭中的环境质量是有问题的，然后控制系统就给空气净化器、新风系统等发送一个指令，让它们进行工作。届时，很少需要或者不再需要人和机器之间进行沟通。
M2M的发展现在也面临着一些技术难点。海量的机器交流会引起网络过载，不仅会影响移动用户的通信服务质量，还会造成用户难以接入网络等问题。此外，在M2M通信中，充斥着大量小信息量的数据包，导致网络传输效率下降，在无法充电的条件下，未来5G网络面临着延长M2M终端的续航时间的难题。
六.信息中心网络
信息中心网络（information-centricnetwork，ICN）的意思就是网络以信息为中心的发展趋势。ICN的思想最早是1979年由Nelson提出来的，作为一种新型的网络体系结构，ICN的目标是取代现有的IP。
与以主机地址为中心的传统TCP/IP网络体系结构相比，ICN采用的是以信息为中心的网络通信模型，忽略IP地址的作用，甚至只是将其作为一种传输标识[13]。信息一般包括实时媒体流、网页服务、多媒体通信等，而信息中心网络就是这些片段信息的总集合。
信息中心网络具体实现的方式是：
第一步，我向网络发布一个视频内容，当网络中的节点收到我发布内容的相关请求时，知道如何响应。
第二步，我的一个朋友知道了这个视频，他第一个向网络发送内容请求时，节点将请求转发到内容发布方，也就是我这里，我就会将相应内容发送给订阅方，在这个过程中，带有缓存的节点会将经过的内容缓存下来。
第三步，如果其他订阅方对相同内容发送请求时，邻近带有缓存的节点会直接将相应内容响应给订阅方。
七.移动云计算
5G时代，全球将会出现高达500亿个连接的万物互联服务，因为需求越来越多样化，人们对智能终端的计算能力及服务质量的要求越来越高，尤其是计算方面的需求，将达到常人难以想象的地步。
移动云计算是指是在移动互联网中引入云计算。过去，移动设备需要处理很多复杂的计算，也需要做很多的数据储存，移动云计算则将这些内容转移到云端，可以很大程度上降低设备的能耗，也可以弥补移动设备上储存资源不足的问题。此外，将数据储存在云端也就是一系列的分布式计算机中，也降低了数据和应用丢失的概率。
未来，移动云将会作为一个服务平台，支持智能交通、移动医疗等各种各样的应用场景。
八.软件定义无线网络
当下，无线网络面临的一个重要挑战就是其中存在大量的异构网络，如LTE、WiMax、UMTS、WLAN等，这种现象还会持续相当长的一段时间。异构无线网络面临的主要挑战是难以互通，资源优化困难，无线资源浪费等。
简单来说，软件定义无线网络就是用一个通用的模式来定义和控制无线网络，让网络系统变得更加简单。
软件定义无线网络是怎么实现的呢？
首先，控制平面获取并预测整个网络系统中的信息，例如用户属性、动态网络需求以及实时网络状态。在得到这些数据以后，控制平面再根据这些信息来优化和调整网络上的资源分配等问题，这个过程简化了网络管理，加快了业务创新的步伐。
软件定义无线网络能指导终端用户接入更好的网络或由多个异构网络同时为用户提供服务，不仅简化了网络设备，还为设备提供了可编程性，使得异构网络之间的互通更加容易。
九.情境感知技术
情境感知技术是一种崭新的计算形式。简单来说，情境感知技术是一个采用了传感器等相关技术的信息管理系统，使得终端设备具备感知当前情境的能力，并分析位置、用户行为等情境信息，主动为用户提供合适的服务。它具有适应性、及时性、预测性等特点。
情境感知技术将让移动互联网变得更加主动与智能，它可以及时推送用户最想知道的信息，而不是被动地由用户发起信息请求。情境感知技术可以在符合管理要求的框架之内智能地响应用户的相关需求，即“网络适应业务”。
十.边缘计算
边缘计算就是将带有缓存、计算处理能力的节点部署在网络边缘，与移动设备、传感器和用户紧密相连，减少核心网络负载，降低数据传输时延[18]。
以无人驾驶为例。过去如果有一辆无人驾驶的汽车行驶在路面上，突然发现车前出现了一只猫，这时需要把这个信号通过网络发送到基站，然后再通过交换机送到中央控制中心，经过中心的计算得出刹车的结论，再返还基站，基站最后再将这个信号给到汽车，这么长的传输链条就很难达到5G时代时延只有1毫秒的愿景。采用边缘计算的方式以后，基站就可以将刹车信号直接给到汽车，从而减少时延。
十一.网络切片
在5G时代，不同的应用场景对网络功能、系统性能、安全、用户体验等都有着差异化的需求，比如智能交通和观看视频对网络性能的要求肯定是不一样的。如果只使用同一个网络提供服务，这个网络一定会非常复杂，并且很难达到某些极限场景的功能要求，同时网络的运维也会变得相当复杂，运维成本十分高昂。
针对不同业务场景对网络功能需求的不同，如果为这些特定的场景部署专有网络，这个网络只包含这个应用场景所需要的功能，那么服务的效率将大大提高，应用场景所需要的网络性能也能够得到保障，网络的运维将变得简单。这个专有的网络即一个5G切片实例。
网络架构的多元化是5G网络的重要组成部分，5G网络切片技术是实现这一多元化架构不可或缺的方法。网络切片技术将是未来运营商与OTT公司后向合作的重要手段，是运营商为了实现新的盈利模式不可或缺的关键技术。
来源：《5G核心技术》
5G不是一项技术，而是由大量技术形成的一个综合体系，这些技术将在5G建设过程中不断完善。在这期间，会出现新的技术，再继续完善。本书不是一本技术专著，对于技术的探讨是浅显的，对于专业读者来说，可以跳过此节，有关技术的描述只是给普通读者做一个基本介绍。
5G高速度、泛在网、低功耗、低时延等六大基本特点保障了用户在5G时代的基础体验，而核心技术则为实现六大特点提供保障，它们是为新移动通信时代保驾护航的有效手段。
概括而言，5G核心技术围绕三大目标展开，在继承过往技术积淀的基础上，朝着更智能多变的方向持续演进。这三大目标分别为：
第一，激活网络资源存量。
第二，挖掘网络资源增量（新频率资源）。
第三，灵活组合，实现多样化网络资源配置（引入新体系结构）。
一.超密集异构网络
未来5G会朝着高速度、泛在网等方向发展。万物互联的愿景是在1平方公里的面积内有100万个设备，所以在未来的5G网络中，减小小区半径，增加低功率节点数量，是保证未来5G网络支持1000倍流量增长的核心技术之一[1]，这就意味着网络特别密集。同时为了符合泛在网的要求，未来肯定会有大量的基站存在。2G时代只有几万个基站，3G时代有几十万个基站，4G时代有500多万个基站，5G时代1000万~2000万个基站都是有可能的。
为什么会有这么多基站呢？过去的通信方式都是采用低频段的频谱，这些频谱有比较强的穿透能力，频率越低，穿透能力越强。
5G为了把带宽做得很宽，绕射能力就很差了。5G采用的是28GHz~32GHz的频率，也就是毫米波，这种波基本没有穿透能力，雷达采用的就是毫米波，因为没办法穿透飞机，所以会被反射回来。
如果通信采用毫米波的频率，意味着没办法穿透障碍，所以就需要用到很多微基站，做到密集部署。密集部署的网络拉近了终端与节点间的距离，使得网络的功率和频谱效率大幅度提高，同时也扩大了网络覆盖范围，扩展了系统容量，并且增强了业务在不同接入技术和各覆盖层次间的灵活性。
上面说的就是超密集。那什么叫异构呢？
所谓异构，就是不同结构的意思。虽然超密集异构网络架构在5G中有很大的发展前景，但是随着节点数量的大规模增加以及节点间距离的减少，网络部署会变得越来越密集，网络拓扑变得更加复杂，从而容易出现与现有移动通信系统不兼容的问题。在5G通信网络中，干扰是一个必须解决的问题。
5G网络需要采用一系列措施来保障系统性能，主要有不同业务在网络中的实现、各种节点间的协调方案、网络的选择，以及节能配置方法等。这种将多种网络组织起来形成一个体系的方式，就叫超密集异构。
超密集异构网络技术是移动通信发展到融合阶段的必然产物。随着未来移动通信应用场景的不断丰富，对网络信息传输的要求会随时间和地点呈现出非均匀特性。过去以宏蜂窝为主、以区域覆盖为目的的移动通信网络架构已经很难满足呈指数级增长的细分需求。
超密集异构网络技术以创新的姿态出现，直面这一难题。它超越了运营商及技术系统的范畴，将不同网络协同整合到一起，为5G时代网络系统的大容量、多样性和灵活性提供了有力保障。
虽然超密集异构网络架构在5G时代发展前景广阔，但也带来了一些全新的问题。
首先是兼容问题。节点间的距离减少，超密集网络部署将使网络拓扑变得更加复杂，与现有移动通信系统不兼容的概率也随之攀升。
其次是干扰问题。在5G移动通信网络中，主要干扰有同频干扰、共享频谱资源干扰、不同覆盖层次间的干扰等。如何解决这些干扰带来的性能损伤，实现多种无线接入技术、多覆盖层次间的共存，是一个需要深入研究的重要问题。另外，现有通信系统的干扰协调算法只能解决单个干扰源问题。而在5G网络中，相邻节点的传输损耗一般差别不大。多个干扰源强度相近，将进一步恶化网络性能，使现有的协调算法难以应对。
最后是网络切换问题。在超密集网络中，很多网络节点依赖用户部署，而用户部署的节点具有随机开启和关闭的特点，网络拓扑和干扰也随之持续动态地发生变化。我们需要新的切换算法和网络动态部署技术来满足用户的移动性需求。
二.自组织网络
在传统移动通信网络中，主要依靠人工方式完成网络部署及运维，既耗费大量人力资源，又增加运行成本，而且网络优化也不理想[3]。在5G时代，原有的移动通信网络会面临很多新的挑战，比如说怎么进行网络部署、运营及维护，这主要是由于网络存在各种无线接入技术，且网络节点覆盖能力各不相同，它们之间的关系错综复杂。
简单举个例子。如果在一个网络系统中要分出一部分网络给智能交通使用，而智能交通业务对网络的品质有比较高的要求，所以自组织网络（self-organizingnetwork，SON）的含义就是网络在定义的过程中要根据不同的业务进行组织，即对于各种不同要求的网络可以通过一个自组织的体系进行构建，在大的网络体系下为某些用户提供特殊的服务。因此，自组织网络的智能化将成为5G网络必不可少的一项关键技术。
自组织网络技术解决的关键问题主要有：（1）网络部署阶段的自规划和自配置；（2）网络维护阶段的自优化和自愈合[4]。自规划的目的是动态进行网络规划并执行，同时满足系统的容量扩展、业务监测或优化结果等方面的需求。自配置即新增网络节点的配置可实现即插即用，具有低成本、安装简易等优点。自优化的目的是减少业务工作量，达到提升网络质量及性能的效果[5]。至于自愈合，顾名思义，指的是构建的网络系统可以自动发现问题、找到问题，同时可以排除故障，大大减少维护成本并避免对网络质量和用户体验的影响。
三.内容分发网络
在5G时代，随着音频、视频、图像等业务急剧增长，加上用户规模继续扩大，强大的市场需求自然会带来网络流量的爆炸式增长，而这种情况会影响用户访问互联网的服务质量。
如果最近有一部特别火的电视剧，大家一起去访问某一个服务器，就可能导致网络阻塞。5G时代，如何进行高效的内容分发，尤其是针对大流量的业务内容，怎么做才能降低用户获取信息的时延，成为网络运营商和内容提供商必须解决的一大难题。
通过增加带宽并不能彻底解决高效的内容分发，因为它还受到传输中路由阻塞和延迟、网站服务器的处理能力等多重因素的影响和制约，这些因素与用户服务器之间的距离关系密切。内容分发网络（contentdistributionnetwork，CDN）对未来5G网络的容量与用户访问具有重要的支撑作用。
所谓内容分发网络，就是指在传统网络中添加新的层次，即智能虚拟网络。采用大数据分析的方式，CDN系统综合考虑各节点连接状态、负载情况以及用户距离等信息，通过将相关内容分发至靠近用户的CDN代理服务器上，实现用户就近获取所需的信息。如果附近的很多用户喜欢看《都挺好》，那就将这部剧储存在这里的网络节点上，使得网络拥堵状况得以缓解，降低响应时间，提高响应速度。
在5G时代，随着智能移动终端数量的快速增长，用户对移动数据业务的需求量以及服务质量的要求也在不断提升，内容分发网络技术可以满足这些需求，因此，它将成为5G必备的关键技术之一。
四.D2D通信
D2D通信即设备到设备通信（device-to-devicecommunication，D2D），是一种基于蜂窝系统的近距离数据直接传输技术。目前，标准化组织3GPP已经把D2D技术列入新一代移动通信系统的发展框架中，成为第五代移动通信的关键技术之一。
思科公司预测，2019年全球移动数据流量将是2014的10倍，接入IP网络设备的数量将达到百亿。随着数据流量的飞速增长、接入网络的终端数量迅速上升，通信网络的体系和架构都面临着巨大的挑战。为应对网络密集化和差异化带来的问题，不能指望任何网络或通信系统的中心设备能够大范围、高效率地指挥、调度通信网络中各终端节点的行为，在无需中心设备干预的情况下，建立大批量的“本地”连接对未来网络来说是势在必行的。
D2D会话的数据直接在终端之间进行传输，不需要通过基站转发，而相关的控制信令，如会话的建立、维持、无线资源分配以及计费、鉴权、识别、移动性管理等仍由蜂窝网络负责。
在5G时代，引入D2D通信会给我们带来巨大的好处，不过也会面临一些挑战。当终端用户间的距离不足以维持近距离通信，或者D2D通信条件满足时，如何进行D2D通信模式和蜂窝通信模式的最优选择以及通信模式的切换都需要思考解决。此外，D2D通信中的资源分配优化算法也值得深入研究。
五.M2M通信
M2M通信即机器与机器之间的通信（machinetomachine，M2M）。美国咨询机构FORRESTER预测估计，到2020年，全球物与物之间的通信将是人与人之间通信的30倍[12]。M2M的定义主要有广义和狭义两种。广义的M2M主要是指机器与机器之间、人与机器之间以及移动网络与机器之间的通信，它涵盖了所有实现人、机器、系统之间通信的技术；从狭义上说，M2M仅仅指机器与机器之间的通信。
目前，日常生活中最常见的仍然是人与设备之间的通信，比如上网就是人与机器之间的通信。到了5G时代，机器与机器之间的通信可能将扮演重要的角色。
举一个家庭管理的例子。智能家庭管理系统中的环境监测网络在监测家庭的环境数据，并将数据发送到云端，经过数据对比以后发现，现在家庭中的环境质量是有问题的，然后控制系统就给空气净化器、新风系统等发送一个指令，让它们进行工作。届时，很少需要或者不再需要人和机器之间进行沟通。
M2M的发展现在也面临着一些技术难点。海量的机器交流会引起网络过载，不仅会影响移动用户的通信服务质量，还会造成用户难以接入网络等问题。此外，在M2M通信中，充斥着大量小信息量的数据包，导致网络传输效率下降，在无法充电的条件下，未来5G网络面临着延长M2M终端的续航时间的难题。
六.信息中心网络
信息中心网络（information-centricnetwork，ICN）的意思就是网络以信息为中心的发展趋势。ICN的思想最早是1979年由Nelson提出来的，作为一种新型的网络体系结构，ICN的目标是取代现有的IP。
与以主机地址为中心的传统TCP/IP网络体系结构相比，ICN采用的是以信息为中心的网络通信模型，忽略IP地址的作用，甚至只是将其作为一种传输标识[13]。信息一般包括实时媒体流、网页服务、多媒体通信等，而信息中心网络就是这些片段信息的总集合。
信息中心网络具体实现的方式是：
第一步，我向网络发布一个视频内容，当网络中的节点收到我发布内容的相关请求时，知道如何响应。
第二步，我的一个朋友知道了这个视频，他第一个向网络发送内容请求时，节点将请求转发到内容发布方，也就是我这里，我就会将相应内容发送给订阅方，在这个过程中，带有缓存的节点会将经过的内容缓存下来。
第三步，如果其他订阅方对相同内容发送请求时，邻近带有缓存的节点会直接将相应内容响应给订阅方。
七.移动云计算
5G时代，全球将会出现高达500亿个连接的万物互联服务，因为需求越来越多样化，人们对智能终端的计算能力及服务质量的要求越来越高，尤其是计算方面的需求，将达到常人难以想象的地步。
移动云计算是指是在移动互联网中引入云计算。过去，移动设备需要处理很多复杂的计算，也需要做很多的数据储存，移动云计算则将这些内容转移到云端，可以很大程度上降低设备的能耗，也可以弥补移动设备上储存资源不足的问题。此外，将数据储存在云端也就是一系列的分布式计算机中，也降低了数据和应用丢失的概率。
未来，移动云将会作为一个服务平台，支持智能交通、移动医疗等各种各样的应用场景。
八.软件定义无线网络
当下，无线网络面临的一个重要挑战就是其中存在大量的异构网络，如LTE、WiMax、UMTS、WLAN等，这种现象还会持续相当长的一段时间。异构无线网络面临的主要挑战是难以互通，资源优化困难，无线资源浪费等。
简单来说，软件定义无线网络就是用一个通用的模式来定义和控制无线网络，让网络系统变得更加简单。
软件定义无线网络是怎么实现的呢？
首先，控制平面获取并预测整个网络系统中的信息，例如用户属性、动态网络需求以及实时网络状态。在得到这些数据以后，控制平面再根据这些信息来优化和调整网络上的资源分配等问题，这个过程简化了网络管理，加快了业务创新的步伐。
软件定义无线网络能指导终端用户接入更好的网络或由多个异构网络同时为用户提供服务，不仅简化了网络设备，还为设备提供了可编程性，使得异构网络之间的互通更加容易。
九.情境感知技术
情境感知技术是一种崭新的计算形式。简单来说，情境感知技术是一个采用了传感器等相关技术的信息管理系统，使得终端设备具备感知当前情境的能力，并分析位置、用户行为等情境信息，主动为用户提供合适的服务。它具有适应性、及时性、预测性等特点。
情境感知技术将让移动互联网变得更加主动与智能，它可以及时推送用户最想知道的信息，而不是被动地由用户发起信息请求。情境感知技术可以在符合管理要求的框架之内智能地响应用户的相关需求，即“网络适应业务”。
十.边缘计算
边缘计算就是将带有缓存、计算处理能力的节点部署在网络边缘，与移动设备、传感器和用户紧密相连，减少核心网络负载，降低数据传输时延[18]。
以无人驾驶为例。过去如果有一辆无人驾驶的汽车行驶在路面上，突然发现车前出现了一只猫，这时需要把这个信号通过网络发送到基站，然后再通过交换机送到中央控制中心，经过中心的计算得出刹车的结论，再返还基站，基站最后再将这个信号给到汽车，这么长的传输链条就很难达到5G时代时延只有1毫秒的愿景。采用边缘计算的方式以后，基站就可以将刹车信号直接给到汽车，从而减少时延。
十一.网络切片
在5G时代，不同的应用场景对网络功能、系统性能、安全、用户体验等都有着差异化的需求，比如智能交通和观看视频对网络性能的要求肯定是不一样的。如果只使用同一个网络提供服务，这个网络一定会非常复杂，并且很难达到某些极限场景的功能要求，同时网络的运维也会变得相当复杂，运维成本十分高昂。
针对不同业务场景对网络功能需求的不同，如果为这些特定的场景部署专有网络，这个网络只包含这个应用场景所需要的功能，那么服务的效率将大大提高，应用场景所需要的网络性能也能够得到保障，网络的运维将变得简单。这个专有的网络即一个5G切片实例。
网络架构的多元化是5G网络的重要组成部分，5G网络切片技术是实现这一多元化架构不可或缺的方法。网络切片技术将是未来运营商与OTT公司后向合作的重要手段，是运营商为了实现新的盈利模式不可或缺的关键技术。
来源：《5G核心技术》
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