5G时代的网络需要提升网络综合能效，并且通过灵活的网络拓扑和架构来支持多元化、性能需求完全不同的各类服务与应用，并且需要进一步提升频谱效率，而且需要大幅降低密集部署所带来的难度与成本。而接入网作为运营商网络的重要组成部分，也需要进行进一步的功能与架构的优化与演进，进一步满足5G网络的要求。

现有的LTE接入网架构具有以下的局限性和不足：

·控制面比较分散，随着网络密集化，不利于无线资源管理、干扰管理、移动性管理等网络功能的收敛和优化。

·数据面不够独立，不利于新业务甚至虚拟运营商的灵活添加和管理。

·各设备厂商的基站间接口的部分功能及实现理解不一致，导致不同厂商设备间的互联互通性能差，进而影响网络扩展、网络性能及用户体验。

·不同RAT（Radio Access Technology，无线接入技术）需要不同的硬件产品来实现，各无线接入技术资源不能完全整合。

·网络设备如果想支持更高版本的技术特性，往往要通过硬件升级与改造，为运营商的网络升级和部署带来较大开销。

因此接入网必须通过进一步的优化与演进来满足5G时代对接入网的需求。而接入网虚拟化就是接入网一个重要的优化与演进方向。

通过接入网虚拟化，可以：

·虚拟化不同无线接入技术处理资源，包括蜂窝无线通信技术与WLAN通信技术，最大化资源共享，提高用户与网络性能。

·与核心网的软件化与虚拟化演进相辅相成，促进网络架构的整体演进。

·实现对接入网资源的切片化独立管理，方便新业务、新特性及虚拟运营商的灵活添加，并实现对虚拟运营商更智能的灵活管理和优化。

·实现更加优化和智能的无线资源管理、干扰控制及移动性管理，提高用户与网络性能。

·实现更加快速、低成本的网络升级与扩展。(www.daowen.com)

实现接入网虚拟化的一个重要方面是实现对基站、物力资源及协议栈的虚拟化。目前，已有许多国际研究项目和科研院校对该方向展开了深入研究^[20，21]。FP7资助的4WARD项目就从不同的方面对蜂窝网络的虚拟化展开了深入研究。基于4WARD提出的虚拟化模型，许多专家学者又展开了专门针对LTE的虚拟化研究工作^[22，23]。其中，文献[22]提出了一种LTE虚拟化框架，并且提出了多种针对MVNO（Mobile Virtual Network Operator，虚拟运营商）的虚拟化资源分配和管理方案，并且通过仿真与非虚拟化的系统进行了性能对比，对比结果显示了LTE虚拟化能够带来的系统和性能增益。

传统的运营商网络一般要求不同的运营商在相同地区使用不同的频带资源来为相应的用户群提供服务。随着虚拟运营商的大量引入，如果能够实现运营商网络资源的虚拟化，可以使不同的虚拟运营商动态共享传统运营商的频带资源，并通过网络资源的切片化来保证各虚拟运营商服务的独立性和个性化。

在文献[22]提出的LTE虚拟化框架主要涉及LTE基站的虚拟化。当前的LTE基站已经具备了资源调度功能，但虚拟化引入了额外的切片隔离和分配机制。如图3-13所示。

图3-13 LTE基站虚拟化框图^[22]

其中，管理器通过综合考虑不同虚拟基站/虚拟运营商的业务需求和与承载运营商签署的合同需求，动态地为每个切片分配物理资源。

实现接入网虚拟化的另外一个重要方面是要实现控制面和数据面的分离，并将某些控制功能集中化，实现更加优化和智能的无线资源管理、干扰控制及移动性管理，提高用户与网络性能。目前，也有许多国际研究项目和科研院校对该方向展开了深入研究^[24-26]。其中，文献[24]提出了SoftRAN的虚拟化架构。如图3-14所示。

在该架构中，控制器是核心单元。控制器主要负责定期收集某地理区域内所有无线单元的最新的网络状态信息，并将这些信息储存在RAN信息收集器中。控制器进一步根据业务和网络状况（例如，包括干扰状况、信道状况等），通过控制无线资源管理单元来为不同的无线单元集中分配用户面的无线资源。该架构的一个潜在问题就是如何将控制面繁多的控制功能合理地分配到无线单元（例如，基站）和控制器。文献[24]中给出了一些分配准则：

·所有会影响到邻小区控制策略制定的功能需要放在控制器中，因为这些功能需要多个无线单元的信息交互和协调。

·所有需要快速变化的参数输入的功能需要放在无线单元中，因为若这些功能放在控制器中，控制器与无线单元的交互时延会影响到输入参数的有效性。

图3-14 SoftRAN架构[24]

另外，3GPP Release 12的DC技术（Dual Connectivity，双连接）^[26]已经引入了控制与承载分离的研究，后续的研究可以基于该技术进行演进。