2.3. Các kiến trúc mạng được đề xuất cho UDN
2.3.1. Nguyên lý chung
Cấu trúc liên kết của UDN hướng tới 5G có thể được tóm tắt với các đặc điểm chính sau đây: (1) các AP động được phân phối ngẫu nhiên với mật độ cao mà không cần quy hoạch mạng trước đó; (2) các loại AP khác nhau với mạng backhaul hoặc
fronthaul khác nhau; (3) các mạng không đồng nhất với các phạm vi khác nhau, dải phổ khác nhau và nhiều công nghệ truy cập vô tuyến (RAT) cùng tồn tại.
Dựa vào các đặc điểm trên, để cung cấp thông lượng cao và trải nghiệm người dùng tốt hơn, một số nguyên tắc và phương pháp mới cho thiết kế kiến trúc mạng đã được nêu ra:
- Địa phương hóa và phẳng hóa: Đây là một phương pháp có hiệu quả kinh tế đầy hứa hẹn, có thể giảm tải 1000 lần lưu lượng truy cập trong khu vực UDN địa phương. Một kiến trúc phẳng hơn là cần thiết để hỗ trợ địa phương hóa và giảm chi phí truyền tải. Địa phương hóa đường dẫn dữ liệu và chức năng điều khiển được giới thiệu trong các kiến trúc cho 5G UDN đề xuất bởi METIS và NGMN.
- Tách rời user plane và control plane: Nguyên tắc mới được đưa ra trong kiến trúc LTE-Hi là việc tách biệt mặt phẳng người dùng và mặt phẳng điều khiển. Đó là một cách hiệu quả để cung cấp cho người dùng tốc độ dữ liệu cao thông qua các small cell với mật độ cao nhưng không có tính di động cũng như không làm suy giảm trải nghiệm kết nối. Tính năng này được chính thức hỗ trợ trong 3GPP Release 12 thông qua kết nối kép / đa node.
- Lấy người dùng làm trung tâm: Hướng tới 5G, UDN hoàn toàn khác với mạng di động truyền thống. Việc đảm bảo nguyên tắc người dùng làm trung tâm luôn là điều tối quan trọng. Mạng sẽ được tổ chức với các AP động, được bố trí dày đặc để phục vụ người dùng, khiến người dùng cảm thấy như luôn ở trung tâm của một cell. Mạng siêu dày đặc với người dùng làm trung tâm (UUDN) cung cấp khả năng quản lý di động tập trung vào người dùng, phân lớp mạng lấy người dùng làm trung tâm cho data plane và kiểm soát mạng theo người dùng cụ thể, có thể mang lại trải nghiệm người dùng tốt hơn và hiệu quả phổ cao hơn.
- Mạng truy cập tập trung, mạng truy cập phân tán và mạng truy cập linh hoạt: Đối với kiến trúc truy nhập vô tuyến tập trung, nó có thể cung cấp việc xử lý phối hợp tốt hơn và có hiệu suất phổ cao hơn, nhưng cần có nền tảng mạng backhaul / fronthaul rất tốt. Đối với kiến trúc phân tán, nó linh hoạt hơn cho việc triển khai mạng, nhưng việc quản lý nhiễu rất khó và có hiệu suất phổ thấp hơn. Vì vậy, một kiến trúc linh hoạt hơn cần được đề xuất để có thể kết nối một cách thích ứng các AP với mạng backhaul / fronthaul có dung lượng khác nhau.
- Mạng định nghĩa bởi phần mềm và ảo hóa chức năng mạng: Các xu hướng mới của mạng định nghĩa bởi phần mềm (SDN) và ảo hóa chức năng mạng (NFV) cũng ảnh hưởng đến thiết kế kiến trúc mạng cho 5G. Với việc tách phần mềm điều khiển và chuyển tiếp, phần mềm và phần cứng, kiến trúc mạng có thể được thiết kế lại để xác định các chức năng mạng và giao diện của chúng chứ không phải các thực thể và giao diện của chúng. Điều này cũng sẽ cho phép xây dựng một kiến trúc linh hoạt hơn cho 5G UDN.
Tóm lại, xu hướng của kiến trúc UDN đang trở nên phẳng hơn, địa phương hóa, chia tách U/C, người dùng tập trung, linh hoạt và thông minh. Một số ví dụ về kiến trúc mạng cho UDN được đưa ra trong các phần tiếp sau đây.