為了應(yīng)對萬物互聯(lián)的挑戰(zhàn),滿足超高速率、超低時(shí)延、高能效和超高流量與連接數(shù)密度等多維能力指標(biāo),開放、開源、協(xié)同創(chuàng)新將是5G發(fā)展的必由之路。
開放式5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),應(yīng)該具備兩個(gè)基本的屬性,即:網(wǎng)絡(luò)針對不同場景的特殊需求具有靈活性和定制化的特性。其中,靈活性是指網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中的網(wǎng)元能夠以一種即插即用的方式激活或關(guān)閉,從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的“硬”重構(gòu);定制化是指通過軟件定義網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化等技術(shù),為用戶的特定需求提供虛擬的專用網(wǎng)絡(luò),從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的“軟”重構(gòu)。
未來網(wǎng)絡(luò)需支持超高帶寬、超大連接和超低時(shí)延等多樣化的業(yè)務(wù)需求,并且不單服務(wù)于個(gè)人用戶,還服務(wù)于垂直行業(yè),商業(yè)模式差異化顯著。通過網(wǎng)絡(luò)NFV化可提升未來網(wǎng)絡(luò)的彈性和敏捷性:一方面實(shí)現(xiàn)了軟硬件解耦,降低成本;另一方面實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能解耦和軟件化,支持網(wǎng)絡(luò)功能可編排和可定制。
基于SDN和NFV的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),是實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)云化資源共享的重要承載方式。基于SDN/NFV的無線接入網(wǎng)絡(luò)硬件、虛擬化層和軟件分層部署,利用網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施(NFVI)的動態(tài)可變特性,根據(jù)業(yè)務(wù)需求可在不需要施工建設(shè)和軟硬件開發(fā)的情況下進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和拓?fù)涞膭討B(tài)調(diào)整?;赟DN/NFV的無線接入網(wǎng)絡(luò)為人工智(AI)的引入和移動邊緣計(jì)算(MEC)的部署等提供了平臺基礎(chǔ)。
mH-IoT物聯(lián)網(wǎng)開放平臺是面向智慧醫(yī)療的解決方案,應(yīng)用于覆蓋城市的居家養(yǎng)老、療養(yǎng)小區(qū)等應(yīng)用場景。小區(qū)居家養(yǎng)老場景是5G的一種典型智慧醫(yī)療場景,在家庭內(nèi)有移動心電圖機(jī)、血壓計(jì)等健康監(jiān)護(hù)設(shè)備,用于環(huán)境監(jiān)測的多種傳感器,和通信報(bào)警設(shè)備等無線設(shè)備,構(gòu)成最基本的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)單元。多個(gè)家庭、樓宇之間的數(shù)據(jù)可以通過無線自組網(wǎng)、移動通信網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)上傳到數(shù)據(jù)中心。
mH-IoT通信網(wǎng)絡(luò)主要分為三層結(jié)構(gòu),底層是室內(nèi)mHealth監(jiān)護(hù)設(shè)備和語音設(shè)備構(gòu)成的家庭網(wǎng)絡(luò),中間層是一個(gè)社區(qū)內(nèi)所有家庭節(jié)點(diǎn)組成的社區(qū)網(wǎng)絡(luò),上層是各個(gè)社區(qū)組成的城市網(wǎng)絡(luò)。
監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)由三個(gè)域組成:空中域(Cloud)、地面域(Fog)和地下域(Stream)
通信由mH-IoT網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn),一方面支持語音報(bào)警數(shù)據(jù)和監(jiān)護(hù)設(shè)備數(shù)據(jù)的收集,另一方面將數(shù)據(jù)選擇合適的通信協(xié)議和鏈路將數(shù)據(jù)上傳。網(wǎng)關(guān)的通信可以支持長距離的eMTC、NB-IoT,短距的ZigBee(IPv6)、WiFi、藍(lán)牙,和有線的互聯(lián)網(wǎng),分別對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中三個(gè)域的通信。網(wǎng)關(guān)支持動態(tài)智能組網(wǎng),可以判斷自身所處的通信環(huán)境和通信位置,選擇適合的通信技術(shù)并轉(zhuǎn)換相應(yīng)的物理層通信協(xié)議,以及其他物理層參數(shù)的轉(zhuǎn)換。
mH-IoT平臺的主要應(yīng)用場景有:
(1)日常健康安全監(jiān)護(hù):低功耗,小數(shù)據(jù),大量連接;
電池續(xù)航能力對于無線健康監(jiān)護(hù)設(shè)備很重要,通過網(wǎng)絡(luò)能耗優(yōu)化提高無線設(shè)備的能量效率。健康監(jiān)護(hù)設(shè)備具有數(shù)據(jù)量小但是設(shè)備數(shù)量眾多的特點(diǎn),平臺可以對應(yīng)的進(jìn)行接入的控制和頻譜優(yōu)化。
(2)社區(qū)醫(yī)院家庭病床:音視頻通話,測量數(shù)據(jù)傳送,網(wǎng)絡(luò)醫(yī)生巡診交互,中等數(shù)據(jù)連接;
在社區(qū)醫(yī)院或者家庭中,為病床提供語音視頻通話的功能,方便病人出現(xiàn)緊急情況時(shí)進(jìn)行求助。此外,通過病床測量病人的生理數(shù)據(jù)并上傳,醫(yī)生可以進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷。由于對數(shù)據(jù)及時(shí)性的要求,存在中等數(shù)據(jù)量的連接。
(3)緊急報(bào)警救治服務(wù):實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送,移動數(shù)據(jù)傳送,少量數(shù)據(jù)連接;
對于突發(fā)疾病,提供緊急報(bào)警救治服務(wù),支持實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)上傳和移動通信,相比于長期監(jiān)護(hù),這類服務(wù)數(shù)據(jù)鏈接量相對較少。
通過開放的智能物理層,可以支持以上場景的智能感知、自動優(yōu)化和智能適配,從而實(shí)現(xiàn)功耗,體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)的統(tǒng)一優(yōu)化。
5G網(wǎng)絡(luò)的三大應(yīng)用場景突破了傳統(tǒng)移動通信面向人與人通信的局限,標(biāo)志著5G必須解決人與物、物與物之間的通信。由于5G業(yè)務(wù)的差異性/多樣性、技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的碎片化,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的單一運(yùn)行模式不在適用,因此,5G網(wǎng)絡(luò)必須開放、開源,具備靈活性和定制化的特性。
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