《網(wǎng)絡優(yōu)化建設開題報告5400字》

開題報告畢業(yè)設計（論文）題目基于5G技術的網(wǎng)絡優(yōu)化建設及設計方案選題類型是否在實驗實習、工程實踐和社會調查中完成的是否學院專業(yè)計算機科學與技術指導教師姓名年級學號開題報告（立題依據(jù)、研究的主要內容及預期目標、研究方案、論文進度安排、主要參考文獻）1立題依據(jù)1.1畢業(yè)論文（設計）的研究背景隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)繁榮發(fā)展，豐富多彩的網(wǎng)絡服務和應用已經(jīng)成為人們日常生活中不可或缺的一部分，例如4K/8K高清視頻、在線游戲、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等。這些新興的網(wǎng)絡服務和應用在改善人們生活方式并推動社會發(fā)展進步的同時，也給移動通信網(wǎng)絡基礎設施帶來了巨大的挑戰(zhàn)。根據(jù)Cisco發(fā)布的研究報告，到2022年，全球年度IP流量將達到每年4.8ZB，全球IP視頻流量將占到所有IP流量的820l0。其中，移動數(shù)據(jù)流量將在2017年至2022年間增長七倍，到2022年來自無線和移動設備的流量將占IP流量總量的71%;此外，到2022年連接到IP網(wǎng)絡的設備數(shù)量將達285億個，將是全球人口的三倍多;其中，機器設備到機器設備(M2MMachine-to-Machine)的連接將占全球連接設備和連接的一半以上。由此可見，移動網(wǎng)絡將面臨著海量終端連接的需求，同時移動網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量也呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長的態(tài)勢。另一方面，隨著終端設備變得越來越智能化，新的網(wǎng)絡服務和應用對終端設備計算處理能力的要求也越來越高。因此，有必要對移動通信網(wǎng)絡進行架構和關鍵技術上的調整，以適配超大連接、超低時延、超大帶寬以及計算密集型等業(yè)務和應用的需求。為了應對移動數(shù)據(jù)流量和終端連接數(shù)量的快速增長所帶來的挑戰(zhàn)，同時為了給用戶提供更高傳輸速率、更低傳輸時延以及更高體驗質量的服務，業(yè)界啟動了第五代((SG)移動通信網(wǎng)絡技術的研究。與此同時，許多研究和標準化組織也先后成立，推動SG移動通信網(wǎng)絡技術的發(fā)展，諸如歐盟的METIS項目與SGPPP合作研究項目，中國IMT2020(5G)推進組，國際電信聯(lián)盟的ITU-R2020工作組等;中國移動、AT&T、華為、愛立信等運營商與設備商也先后發(fā)布了SG相關的技術白皮書和研究報告，積極參與相關技術的研發(fā)和設備的研制。其中，業(yè)界關注的重點主要集中在業(yè)務應用場景、網(wǎng)絡架構、關鍵技術等方面。例如，SG移動通信網(wǎng)絡的設計要求滿足四大場景，即連續(xù)廣域覆蓋、熱點高容量、低功耗大連接以及低時延高可靠;而且SG移動通信網(wǎng)絡也引入了許多新的理念和技術，例如服務化架構，網(wǎng)絡切片，邊緣計算等。與此同時，學術界和產(chǎn)業(yè)界也都在積極探索并推動將新興的網(wǎng)絡技術應用到SG移動通信網(wǎng)絡的設計中，例如內容分發(fā)網(wǎng)絡，軟件定義網(wǎng)絡，信息中心網(wǎng)絡，云計算等，以更好地應對移動通信網(wǎng)絡面臨的各種技術挑戰(zhàn)以及滿足人們對網(wǎng)絡體驗質量日益增長的需求。其中，內容分發(fā)網(wǎng)絡通過在互聯(lián)網(wǎng)絡中放置內容緩存服務器，實現(xiàn)用戶的就近請求訪問，從而降低內容請求響應的時延;軟件定義網(wǎng)絡通過將網(wǎng)絡設備的控制面和數(shù)據(jù)面分離，并引入網(wǎng)絡可編程，使得網(wǎng)絡的管理和控制變得更加靈活高效;信息中心網(wǎng)絡通過新的內容命名解析機制和在網(wǎng)絡層集成內容緩存，重新定義了內容請求和分發(fā)的機制流程，成為一種極具革命性的網(wǎng)絡技術[]。云計算技術通過提供動態(tài)敏捷的計算資源，可以為移動通信網(wǎng)絡的服務和應用提供更加高效的數(shù)據(jù)處理和任務計算的能力。這些新興的網(wǎng)絡技術為移動通信網(wǎng)絡的變革帶來新的機遇，如何將這些網(wǎng)絡新技術融合到SG移動通信網(wǎng)絡體系架構中是當下研究的一項重要課題。目前，融合上述網(wǎng)絡新技術，并在5G移動通信網(wǎng)絡中引入緩存和計算資源，以應對移動通信網(wǎng)絡日益增長的數(shù)據(jù)流量，滿足對計算處理能力的需求，進而改善移動通信網(wǎng)絡的性能己經(jīng)在學術界和產(chǎn)業(yè)界達成了共識。盡管目前己經(jīng)存在許多針對5G移動通信網(wǎng)絡中緩存和計算關鍵技術的研究工作，但依然存在許多研究挑戰(zhàn)有待解決。其中，核心網(wǎng)絡緩存資源分配機制，邊緣網(wǎng)絡內容緩存與協(xié)作分發(fā)機制，邊緣網(wǎng)絡計算卸載機制是5G移動通信網(wǎng)絡引入緩存和計算資源后面臨的三個重要的研究課題。1.2畢業(yè)論文（設計）研究的目的和意義移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)在推動社會發(fā)展進步的同時，也給當前的移動通信網(wǎng)絡帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。一方面移動數(shù)據(jù)流量的爆炸性增長給移動通信網(wǎng)絡帶來了極大壓力，極易造成網(wǎng)絡擁塞以及較長的網(wǎng)絡傳輸時延;同時，大量流行內容的重復傳輸也極大地浪費了寶貴的網(wǎng)絡帶寬資源。另一方面許多新興的網(wǎng)絡服務和應用對計算資源的需求也越來越大，這對網(wǎng)絡和終端設備也提出了更高的要求[]。因此，如何應對日益增長的移動數(shù)據(jù)流量，以及如何滿足終端設備對計算處理能力日益增長的需求，是SG移動通信網(wǎng)絡研究和設計的兩個重要方面。首先，在5G移動通信網(wǎng)絡中引入緩存資源對于應對日益增長的移動數(shù)據(jù)流量具有重要意義，這是因為:(1)可以降低傳輸時延。在當前的移動通信網(wǎng)絡中，移動用戶與目標內容的空間距離較大，移動用戶若想獲取目標內容，通常要先后經(jīng)過移動接入網(wǎng)和移動核心網(wǎng)，然后在互聯(lián)網(wǎng)絡中的內容服務器獲得目標內容，空間距離就決定了內容傳輸?shù)臅r延較大，同時加上網(wǎng)絡鏈路發(fā)生擁塞等特殊的情況，加劇了內容請求響應的時延[]。(2)節(jié)省網(wǎng)絡帶寬資源。當前內容的重復冗余傳輸十分嚴重，由于當前的移動網(wǎng)絡是基于端到端傳輸?shù)?，每一個內容請求都要建立一個移動網(wǎng)絡承載和TCP/IP連接;對于同一基站的用戶，請求相同的內容，需要建立多個連接請求下載，這無疑加重了移動網(wǎng)絡的負載和移動網(wǎng)絡資源的消耗。此外，隨著硬件設備技術的發(fā)展和進步，緩存設備的容量變得越來越大但價格卻越來越低，這也對緩存技術的大規(guī)模的部署和應用奠定了基礎。另一方面，考慮到緩存技術在對等網(wǎng)絡(Peer-to-Peer,P2P)、內容分發(fā)網(wǎng)絡(ContentDeliveryNetworking,CDN)以及信息中心網(wǎng)絡(Information-CentricNetworking,ICN)中的成功應用，在5G移動通信網(wǎng)絡中部署內容緩存也成為一個非常自然合理的思路方法，這對緩解回傳網(wǎng)絡的壓力，節(jié)省回傳網(wǎng)絡帶寬資源，降低用戶的請求響應時間等都具有重要意義。其次，隨著用戶對網(wǎng)絡傳輸時延要求的不斷提高，將內容緩存的部署位置進一步下沉，部署在更加靠近用戶的SG網(wǎng)絡邊緣成為今后發(fā)展的趨勢。因此，當前移動通信網(wǎng)絡中部署緩存的方案主要包括核心網(wǎng)絡緩存和邊緣網(wǎng)絡緩存[]。其中，核心網(wǎng)絡緩存的部署位置距離終端用戶相對較遠，但通常部署的緩存資源量相對較多，可服務較大規(guī)模的用戶量以及區(qū)域范圍;而邊緣網(wǎng)絡緩存部署的緩存資源量相對較少，服務的用戶量也相對較少，但是部署位置距離終端用戶相對較近，可以為用戶提供傳輸時延更低的網(wǎng)絡服務[]。特別地，針對移動邊緣網(wǎng)絡緩存覆蓋和服務范圍相對較小，部署緩存資源也相對有限的特點，研究如何充分利用有限的邊緣網(wǎng)絡緩存資源，提升緩存資源的利用率是具有重要意義的。此外，移動網(wǎng)絡邊緣緩存通常集成在分布式部署的基站中，以方便終端用戶的快速接入[]。相應地，移動邊緣網(wǎng)絡緩存通常具有分布式部署以及部署數(shù)量大的特點。因此，考慮到移動邊緣網(wǎng)絡緩存具有的緩存資源有限且分布式大量部署這兩個特點，聯(lián)合的考慮移動邊緣網(wǎng)絡內容緩存與協(xié)作分發(fā)機制，對于提高提高緩存資源的利用率，改善內容分發(fā)效率具有重要意義[]。1.3畢業(yè)論文（設計）研究的國內外現(xiàn)狀網(wǎng)絡切片的概念首先在2002年被PlanetLab提出:一個切片被定義為一組隔離的網(wǎng)絡帶寬、計算和存儲資源，分配給一組用戶，這些資源在網(wǎng)絡中以“編程”的方式實現(xiàn)網(wǎng)絡功能和服務覆蓋。[]一直以來，通信領域學者對網(wǎng)絡切片的研究主要集中在網(wǎng)絡切片架構、核心網(wǎng)和接入網(wǎng)切片以及網(wǎng)絡切片資源分配管理這幾個領域。雖然不同的學者對于網(wǎng)絡切片有著不同的理解，但網(wǎng)絡切片通過軟件程序實現(xiàn)網(wǎng)絡功能，以適應每個切片內的網(wǎng)絡功能和應用服務，而不會干擾其他切片的功能和服務的特點己經(jīng)成為共識，而且網(wǎng)絡切片被認為是改善現(xiàn)有網(wǎng)絡結構僵化和實現(xiàn)5G靈活的移動網(wǎng)絡架構非常重要的技術。[]對于網(wǎng)絡切片架構的研究，國內外很多組織都發(fā)布了白皮書，其中NGMN提出網(wǎng)絡切片應該采用靈活的軟件化網(wǎng)絡方式，可以將網(wǎng)絡切片在同一物理基礎設施上進行垂直劃分，最初的方案僅限于在核心網(wǎng)側，后來則發(fā)展到無線接入網(wǎng)(RadioAccessNetwork,RAN)側，呈現(xiàn)端到端(EndtoEnd,E2E)的方式。在未來移動通信論壇發(fā)布的端到端網(wǎng)絡切片白皮書中，詳細介紹了網(wǎng)絡切片的系統(tǒng)架構，其中包括核心網(wǎng)、接入網(wǎng)以及傳輸網(wǎng)的切片架構。參考文獻中則從SDN/NFV的角度描述了網(wǎng)絡切片架構，由于SDN架構與NFV技術相互獨立又相互補充，將SDN控制器集成到NFV參考體框架中，進而提出了結合SDN和NFV實現(xiàn)網(wǎng)絡切片的案例。參考文獻中首先綜合考慮不同組織提出的5G網(wǎng)絡架構，并在此基礎上提出了5G網(wǎng)絡切片的通用架構，該架構由基礎設施層、網(wǎng)絡功能層、服務/業(yè)務層以及管理和編排(ManagementandOrchestration,MANO)實體組成;此外，本文還對RAN虛擬化，細粒度網(wǎng)絡功能的服務組件以及端到端切片編排和管理等發(fā)展仍不完備的問題進行了進一步探究。在參考文獻中中，作者集中研究了網(wǎng)絡中專用切片與共享切片共存的架構，分析了一個靈活的RAN切片的實現(xiàn)。[]參考文獻的作者則首先分析了當前電信網(wǎng)絡存在的弊端，然后對網(wǎng)絡切片、SDN以及NFV做了詳細描述，最后提出一種基于SDN和NFV的網(wǎng)絡切片架構，在實現(xiàn)對各網(wǎng)絡切片資源共享與隔離的前提下，滿足各種業(yè)務類型的差異性以及多樣化。在文獻中，作者提出一種基于云網(wǎng)絡的5G網(wǎng)絡切片技術方案，該方案涵蓋了切片生命周期的所有階段，它利用最先進的技術并采用先進的設計原則來實現(xiàn)網(wǎng)絡切片，以滿足為5G網(wǎng)絡設想的新服務的許多具有挑戰(zhàn)性的要求;該方案同時允許移動運營商設計適合每個業(yè)務模型，用例和服務組需求的網(wǎng)絡體系結構和部署方案。一種新穎的網(wǎng)絡分片管理和編排框架在文獻中被提出，在該架構下，可在多個網(wǎng)絡基礎架構資源域中自動執(zhí)行網(wǎng)絡切片設計、部署、配置、激活和生命周期管理;它通過在多個網(wǎng)絡基礎設施資源域中管理網(wǎng)絡功能和基礎設施資源，從而擴展了第三代合作伙伴計劃(theThirdGenerationPartnershipProject,3GPP)有關網(wǎng)絡切片的參考框架。2研究的主要內容及預期目標2.1畢業(yè)論文（設計）研究的主要內容(1)提出了基于5G移動通信技術的網(wǎng)絡架構的設計思路。(2)設計出5G移動通信網(wǎng)絡架構,促使網(wǎng)絡能力的開放性發(fā)展,提升網(wǎng)絡容量、傳播獨立以及時延性能。(3)如何提高設備的利用效率及信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性和靈活性,為今后的技術研發(fā)及嵌入式應用等提供可能,以滿足通信領域對于提升通信質量的社會化需求。(4)根據(jù)移動通信網(wǎng)絡的需求及定位,提出移動網(wǎng)絡規(guī)劃的相關建議。2.2畢業(yè)論文（設計）研究的預期目標1.本課題的設計開發(fā)需要以下技術：(1)JSDN技術與NFV技術；(2)5G承載網(wǎng)關鍵技術：FlexE、分段路由(SR)、MPLSEVPN；(3)5G關鍵的技術：新型天線傳輸技術、高頻段傳輸技術、密集網(wǎng)絡技術、設備間直接通信技術；(4)移動網(wǎng)絡規(guī)劃的方案：核心+中心模式下開展分區(qū)制網(wǎng)絡規(guī)劃、根據(jù)城市規(guī)劃需求制定對應的網(wǎng)絡規(guī)劃方案、合理構建海綿型網(wǎng)絡等；2.論文主要內容應包括:研究背景、框架需求分析、總體方案研究與設計、具體方案的實現(xiàn)、方案的運行測試等。3研究方案3.1畢業(yè)論文（設計）的研究方法文獻研究：通過對文獻的查閱，檢索，對相關資料系統(tǒng)化分析。合理吸收前人的研究成果，并結合本項目自身特征，在此基礎上進行總結。實驗法：通過對該項目的分析研究，最終將各個模型、模塊、功能形成計算機程序，實驗各自的功能，測試其是否達到預期要求。3.2畢業(yè)論文（設計）研究的預期成果（1）一套基于5G技術利福路網(wǎng)絡優(yōu)化的方案；（2）畢業(yè)論文一份；（3）方案使用說明書一套。4畢業(yè)論文（設計）進度安排2019年11月～2019年12月研讀任務書、查閱5G網(wǎng)絡優(yōu)化相關資料，開展5G網(wǎng)絡優(yōu)化相關資調研，撰寫畢業(yè)設計（論文）開題報告。2019年12月～2019年12月完成本課題的需求分析，功能設計。2020年1月～2020年2月開展方案設計，開始撰寫畢業(yè)設計（論文）初稿。2019年3月～2019年4月中期檢查、完成軟件設計開發(fā)與測試，并完成畢業(yè)論文。2019年5月～2019年5月畢業(yè)設計（論文）答辯（中間階段可根據(jù)具體情況詳細化）2019年11月25日-12月1日：研讀任務書、查閱5G網(wǎng)絡優(yōu)化相關資料。2019年12月2日～2019年12月15日：查閱與課題相關的5G網(wǎng)絡優(yōu)化文獻及資料，撰寫開題報告。2019年12月16日～2020年1月5日：完成本課題的需求分析，功能設計。2020年1月6日～2020年3月1日：開展軟件設計開發(fā)與調試，開始撰寫畢業(yè)設計（論文）初稿。2020年3月2日～2020年3月8日：工作進度和質量檢查，處理有關問題。2020年3月9日～2020年3月15日：中期檢查，撰寫并提交中期考核表。2020年3月16日～2020年4月19日：完成方案設計，對畢業(yè)設計進行修改、完善、論文定稿。5主要參考文獻[1]董明義.智慧城市中5G移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃的思考[J].數(shù)字通信世界,2018,23(3):137.[2]李章明.5G移動通信技術及發(fā)展趨勢的分析與探討[J].廣東通信技術,2015,35(4):44-46.[3]何殿寬,劉家新.淺談5G移動通信的網(wǎng)絡構架與關鍵技術[J].中國新通信,201