［富越 张振］

1 概述

5G 基于SDN 与NFV 的新型网络架构，接入网采用大规模天线阵列、超密集组网、新型多址和全频谱接入等技术，可支持大带宽、低时延、海量连接等多种智能业务场景。与4G 相比，5G 移动网络的速率、时延等性能指标有数十倍的提升，但能耗也随之进一步加剧。预计至2025 年通信行业将占据20%的电力能源消耗，高能耗带来的巨大运营成本，是运营商及通信行业亟待解决的问题。

接入网机房承载了无线网中基带处理和射频等设备，其能耗在移动通信网络中占比最高。5G 接入网设备的功能更复杂，硬件处理能力更强大，功耗比4G 网络设备提高数倍。节能减排，综合考虑接入网机房中网络设备及配套设施的节能方案，是未来5G 网络发展必须面临的问题。

2 5G 无线网结构

2.1 网络架构

为支持高速率、低时延和海量连接的业务需求与挑战，5G 采用NFV 和SDN 技术，使网络功能与物理硬件实体解耦，控制功能和转发功能分离，以通用硬件代替传统的专用硬件，从而提高资源利用率，降低网络基础设施的建设成本与能耗。基于NFV 和SDN 技术，5G 网络架构进一步扁平化，主要包含转发、控制、接入3 个功能平面。核心网具备转发和控制功能，其中转发平面从网络中心下移到网络边缘，以提供高效智能的转发控制功能。

无线接入网只包括gNB 一级网元，采用了NR 新空口技术与Massive MIMO 大规模天线技术。5G NR 新空口协议栈结构如图1 所示，以4G/LTE 协议层结构为基础，控制面保持不变，用户面在分组数据汇聚协议（PDCP）层上增加数据适配协议（SDAP）层，主要负责Qos 流与数据无线承载之间的映射，并为数据包添加QFI（Qos flow ID）标记。……