《网络优化建设开题报告5400字》

开题报告毕业设计（论文）题目基于5G技术的网络优化建设及设计方案选题类型是否在实验实习、工程实践和社会调查中完成的是否学院专业计算机科学与技术指导教师姓名年级学号开题报告（立题依据、研究的主要内容及预期目标、研究方案、论文进度安排、主要参考文献）1立题依据1.1毕业论文（设计）的研究背景随着移动互联网和物联网的持续繁荣发展，丰富多彩的网络服务和应用已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，例如4K/8K高清视频、在线游戏、虚拟现实、增强现实等。这些新兴的网络服务和应用在改善人们生活方式并推动社会发展进步的同时，也给移动通信网络基础设施带来了巨大的挑战。根据Cisco发布的研究报告，到2022年，全球年度IP流量将达到每年4.8ZB，全球IP视频流量将占到所有IP流量的820l0。其中，移动数据流量将在2017年至2022年间增长七倍，到2022年来自无线和移动设备的流量将占IP流量总量的71%;此外，到2022年连接到IP网络的设备数量将达285亿个，将是全球人口的三倍多;其中，机器设备到机器设备(M2MMachine-to-Machine)的连接将占全球连接设备和连接的一半以上。由此可见，移动网络将面临着海量终端连接的需求，同时移动网络数据流量也呈现出爆发式增长的态势。另一方面，随着终端设备变得越来越智能化，新的网络服务和应用对终端设备计算处理能力的要求也越来越高。因此，有必要对移动通信网络进行架构和关键技术上的调整，以适配超大连接、超低时延、超大带宽以及计算密集型等业务和应用的需求。为了应对移动数据流量和终端连接数量的快速增长所带来的挑战，同时为了给用户提供更高传输速率、更低传输时延以及更高体验质量的服务，业界启动了第五代((SG)移动通信网络技术的研究。与此同时，许多研究和标准化组织也先后成立，推动SG移动通信网络技术的发展，诸如欧盟的METIS项目与SGPPP合作研究项目，中国IMT2020(5G)推进组，国际电信联盟的ITU-R2020工作组等;中国移动、AT&T、华为、爱立信等运营商与设备商也先后发布了SG相关的技术白皮书和研究报告，积极参与相关技术的研发和设备的研制。其中，业界关注的重点主要集中在业务应用场景、网络架构、关键技术等方面。例如，SG移动通信网络的设计要求满足四大场景，即连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接以及低时延高可靠;而且SG移动通信网络也引入了许多新的理念和技术，例如服务化架构，网络切片，边缘计算等。与此同时，学术界和产业界也都在积极探索并推动将新兴的网络技术应用到SG移动通信网络的设计中，例如内容分发网络，软件定义网络，信息中心网络，云计算等，以更好地应对移动通信网络面临的各种技术挑战以及满足人们对网络体验质量日益增长的需求。其中，内容分发网络通过在互联网络中放置内容缓存服务器，实现用户的就近请求访问，从而降低内容请求响应的时延;软件定义网络通过将网络设备的控制面和数据面分离，并引入网络可编程，使得网络的管理和控制变得更加灵活高效;信息中心网络通过新的内容命名解析机制和在网络层集成内容缓存，重新定义了内容请求和分发的机制流程，成为一种极具革命性的网络技术[]。云计算技术通过提供动态敏捷的计算资源，可以为移动通信网络的服务和应用提供更加高效的数据处理和任务计算的能力。这些新兴的网络技术为移动通信网络的变革带来新的机遇，如何将这些网络新技术融合到SG移动通信网络体系架构中是当下研究的一项重要课题。目前，融合上述网络新技术，并在5G移动通信网络中引入缓存和计算资源，以应对移动通信网络日益增长的数据流量，满足对计算处理能力的需求，进而改善移动通信网络的性能己经在学术界和产业界达成了共识。尽管目前己经存在许多针对5G移动通信网络中缓存和计算关键技术的研究工作，但依然存在许多研究挑战有待解决。其中，核心网络缓存资源分配机制，边缘网络内容缓存与协作分发机制，边缘网络计算卸载机制是5G移动通信网络引入缓存和计算资源后面临的三个重要的研究课题。1.2毕业论文（设计）研究的目的和意义移动互联网和物联网在推动社会发展进步的同时，也给当前的移动通信网络带来了严峻的挑战。一方面移动数据流量的爆炸性增长给移动通信网络带来了极大压力，极易造成网络拥塞以及较长的网络传输时延;同时，大量流行内容的重复传输也极大地浪费了宝贵的网络带宽资源。另一方面许多新兴的网络服务和应用对计算资源的需求也越来越大，这对网络和终端设备也提出了更高的要求[]。因此，如何应对日益增长的移动数据流量，以及如何满足终端设备对计算处理能力日益增长的需求，是SG移动通信网络研究和设计的两个重要方面。首先，在5G移动通信网络中引入缓存资源对于应对日益增长的移动数据流量具有重要意义，这是因为:(1)可以降低传输时延。在当前的移动通信网络中，移动用户与目标内容的空间距离较大，移动用户若想获取目标内容，通常要先后经过移动接入网和移动核心网，然后在互联网络中的内容服务器获得目标内容，空间距离就决定了内容传输的时延较大，同时加上网络链路发生拥塞等特殊的情况，加剧了内容请求响应的时延[]。(2)节省网络带宽资源。当前内容的重复冗余传输十分严重，由于当前的移动网络是基于端到端传输的，每一个内容请求都要建立一个移动网络承载和TCP/IP连接;对于同一基站的用户，请求相同的内容，需要建立多个连接请求下载，这无疑加重了移动网络的负载和移动网络资源的消耗。此外，随着硬件设备技术的发展和进步，缓存设备的容量变得越来越大但价格却越来越低，这也对缓存技术的大规模的部署和应用奠定了基础。另一方面，考虑到缓存技术在对等网络(Peer-to-Peer,P2P)、内容分发网络(ContentDeliveryNetworking,CDN)以及信息中心网络(Information-CentricNetworking,ICN)中的成功应用，在5G移动通信网络中部署内容缓存也成为一个非常自然合理的思路方法，这对缓解回传网络的压力，节省回传网络带宽资源，降低用户的请求响应时间等都具有重要意义。其次，随着用户对网络传输时延要求的不断提高，将内容缓存的部署位置进一步下沉，部署在更加靠近用户的SG网络边缘成为今后发展的趋势。因此，当前移动通信网络中部署缓存的方案主要包括核心网络缓存和边缘网络缓存[]。其中，核心网络缓存的部署位置距离终端用户相对较远，但通常部署的缓存资源量相对较多，可服务较大规模的用户量以及区域范围;而边缘网络缓存部署的缓存资源量相对较少，服务的用户量也相对较少，但是部署位置距离终端用户相对较近，可以为用户提供传输时延更低的网络服务[]。特别地，针对移动边缘网络缓存覆盖和服务范围相对较小，部署缓存资源也相对有限的特点，研究如何充分利用有限的边缘网络缓存资源，提升缓存资源的利用率是具有重要意义的。此外，移动网络边缘缓存通常集成在分布式部署的基站中，以方便终端用户的快速接入[]。相应地，移动边缘网络缓存通常具有分布式部署以及部署数量大的特点。因此，考虑到移动边缘网络缓存具有的缓存资源有限且分布式大量部署这两个特点，联合的考虑移动边缘网络内容缓存与协作分发机制，对于提高提高缓存资源的利用率，改善内容分发效率具有重要意义[]。1.3毕业论文（设计）研究的国内外现状网络切片的概念首先在2002年被PlanetLab提出:一个切片被定义为一组隔离的网络带宽、计算和存储资源，分配给一组用户，这些资源在网络中以“编程”的方式实现网络功能和服务覆盖。[]一直以来，通信领域学者对网络切片的研究主要集中在网络切片架构、核心网和接入网切片以及网络切片资源分配管理这几个领域。虽然不同的学者对于网络切片有着不同的理解，但网络切片通过软件程序实现网络功能，以适应每个切片内的网络功能和应用服务，而不会干扰其他切片的功能和服务的特点己经成为共识，而且网络切片被认为是改善现有网络结构僵化和实现5G灵活的移动网络架构非常重要的技术。[]对于网络切片架构的研究，国内外很多组织都发布了白皮书，其中NGMN提出网络切片应该采用灵活的软件化网络方式，可以将网络切片在同一物理基础设施上进行垂直划分，最初的方案仅限于在核心网侧，后来则发展到无线接入网(RadioAccessNetwork,RAN)侧，呈现端到端(EndtoEnd,E2E)的方式。在未来移动通信论坛发布的端到端网络切片白皮书中，详细介绍了网络切片的系统架构，其中包括核心网、接入网以及传输网的切片架构。参考文献中则从SDN/NFV的角度描述了网络切片架构，由于SDN架构与NFV技术相互独立又相互补充，将SDN控制器集成到NFV参考体框架中，进而提出了结合SDN和NFV实现网络切片的案例。参考文献中首先综合考虑不同组织提出的5G网络架构，并在此基础上提出了5G网络切片的通用架构，该架构由基础设施层、网络功能层、服务/业务层以及管理和编排(ManagementandOrchestration,MANO)实体组成;此外，本文还对RAN虚拟化，细粒度网络功能的服务组件以及端到端切片编排和管理等发展仍不完备的问题进行了进一步探究。在参考文献中中，作者集中研究了网络中专用切片与共享切片共存的架构，分析了一个灵活的RAN切片的实现。[]参考文献的作者则首先分析了当前电信网络存在的弊端，然后对网络切片、SDN以及NFV做了详细描述，最后提出一种基于SDN和NFV的网络切片架构，在实现对各网络切片资源共享与隔离的前提下，满足各种业务类型的差异性以及多样化。在文献中，作者提出一种基于云网络的5G网络切片技术方案，该方案涵盖了切片生命周期的所有阶段，它利用最先进的技术并采用先进的设计原则来实现网络切片，以满足为5G网络设想的新服务的许多具有挑战性的要求;该方案同时允许移动运营商设计适合每个业务模型，用例和服务组需求的网络体系结构和部署方案。一种新颖的网络分片管理和编排框架在文献中被提出，在该架构下，可在多个网络基础架构资源域中自动执行网络切片设计、部署、配置、激活和生命周期管理;它通过在多个网络基础设施资源域中管理网络功能和基础设施资源，从而扩展了第三代合作伙伴计划(theThirdGenerationPartnershipProject,3GPP)有关网络切片的参考框架。2研究的主要内容及预期目标2.1毕业论文（设计）研究的主要内容(1)提出了基于5G移动通信技术的网络架构的设计思路。(2)设计出5G移动通信网络架构,促使网络能力的开放性发展,提升网络容量、传播独立以及时延性能。(3)如何提高设备的利用效率及信息传输的稳定性和灵活性,为今后的技术研发及嵌入式应用等提供可能,以满足通信领域对于提升通信质量的社会化需求。(4)根据移动通信网络的需求及定位,提出移动网络规划的相关建议。2.2毕业论文（设计）研究的预期目标1.本课题的设计开发需要以下技术：(1)JSDN技术与NFV技术；(2)5G承载网关键技术：FlexE、分段路由(SR)、MPLSEVPN；(3)5G关键的技术：新型天线传输技术、高频段传输技术、密集网络技术、设备间直接通信技术；(4)移动网络规划的方案：核心+中心模式下开展分区制网络规划、根据城市规划需求制定对应的网络规划方案、合理构建海绵型网络等；2.论文主要内容应包括:研究背景、框架需求分析、总体方案研究与设计、具体方案的实现、方案的运行测试等。3研究方案3.1毕业论文（设计）的研究方法文献研究：通过对文献的查阅，检索，对相关资料系统化分析。合理吸收前人的研究成果，并结合本项目自身特征，在此基础上进行总结。实验法：通过对该项目的分析研究，最终将各个模型、模块、功能形成计算机程序，实验各自的功能，测试其是否达到预期要求。3.2毕业论文（设计）研究的预期成果（1）一套基于5G技术利福路网络优化的方案；（2）毕业论文一份；（3）方案使用说明书一套。4毕业论文（设计）进度安排2019年11月～2019年12月研读任务书、查阅5G网络优化相关资料，开展5G网络优化相关资调研，撰写毕业设计（论文）开题报告。2019年12月～2019年12月完成本课题的需求分析，功能设计。2020年1月～2020年2月开展方案设计，开始撰写毕业设计（论文）初稿。2019年3月～2019年4月中期检查、完成软件设计开发与测试，并完成毕业论文。2019年5月～2019年5月毕业设计（论文）答辩（中间阶段可根据具体情况详细化）2019年11月25日-12月1日：研读任务书、查阅5G网络优化相关资料。2019年12月2日～2019年12月15日：查阅与课题相关的5G网络优化文献及资料，撰写开题报告。2019年12月16日～2020年1月5日：完成本课题的需求分析，功能设计。2020年1月6日～2020年3月1日：开展软件设计开发与调试，开始撰写毕业设计（论文）初稿。2020年3月2日～2020年3月8日：工作进度和质量检查，处理有关问题。2020年3月9日～2020年3月15日：中期检查，撰写并提交中期考核表。2020年3月16日～2020年4月19日：完成方案设计，对毕业设计进行修改、完善、论文定稿。5主要参考文献[1]董明义.智慧城市中5G移动通信网络规划的思考[J].数字通信世界,2018,23(3):137.[2]李章明.5G移动通信技术及发展趋势的分析与探讨[J].广东通信技术,2015,35(4):44-46.[3]何殿宽,刘家新.浅谈5G移动通信的网络构架与关键技术[J].中国新通信,201