[发明专利]一种采用级联方式的便携式可扩展5G系统

说明书

本发明公开了一种采用级联方式的便携式可扩展5G系统。该系统由多个5G核心网设备、多个5G基站组成。多台5G核心网设备可通过级联的方式进行扩展和延伸，同时多台5G基站通过级联方式连接至同一台5G核心网设备，满足5G网络部署的广度和深度需求。该方法基于通用的路由交换系统，无需更新5G核心网标准功能，即可在复杂环境下进行5G网络的即时性部署，能够解决5G公网无法覆盖区域、临时性5G网络部署等问题，且能满足船舶建造等工业制造现场5G专网不同场景的多种适应性需求，成为随带随走、按需部署的通讯网络。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别是一种级联方式的便携式5G网络系统方案，可满足5G网络部署的广度和深度需求，便于在复杂环境下进行5G网络的即时性部署，解决5G公网无法覆盖区域、临时性5G网络部署等问题。

背景技术

工业互联网则是实现工业全系统、全产业链、全价值链连接和支撑工业智能化发展的关键基础设施，是新一代信息技术与制造业深度融合所形成的新兴业态和应用模式，是互联网从消费领域向生产领域、从虚拟经济向实体经济拓展的核心载体。工业互联网作为关键基础设施、全新工业生态和新型应用模式，其精髓及优势在于规模化的资源调度与共享。通过人、机、物的全面互联，和全要素、全产业链、全价值链的全面连接，工业互联网正在不断改变传统的制造模式、生产组织方式和产业形态，推动传统产业加快转型升级，加速新兴产业发展壮大。在5G为工业互联数据流动提供重要无线网络保障的同时，工业互联网为5G提供了广阔的应用场景。目前，5G+工业互联网主要应用在工业设计、工业制造、质检、运维、控制、营销展示等关键环节中，并形成了工业三维图像、移动视觉、远程运维与远程操控、无人巡检、数据采集等系列化的典型应用场景。未来，5G将逐步向工厂现场控制层面延伸。

目前，我国建成全球规模最大的5G独立组网(SA)网络，5G网络覆盖日渐完善。截至2021年11月底，我国累计建成5G基站139.6万个，覆盖全国所有地级以上城市市区、超过97％的县区以及50％的乡镇镇区。同时，随着5G加速渗透到各行各业，5G 行业虚拟专网建设也取得显著成效。5G行业虚拟专网为工业、矿山、电力、物流、教育、医疗等垂直行业企业充分利用5G技术优化生产管理、赋能转型升级提供了必要的网络条件。截至目前，我国建成并商用的5G行业虚拟专网已超过2300个。“5G+工业互联网”蓬勃发展，融合应用加速涌现。2021年11月，工业和信息化部发布第二批“5G+ 工业互联网”典型应用场景，我国已建5G+工业互联网项目超1800个，覆盖22个重点行业领域，形成了柔性生产制造、设备预测维护等20个典型应用场景。

5G+工业互联网在各行各业延伸拓展的同时，在5G网络的部署方面也渐渐浮现一些问题。首先，目前5G网络均依靠网络运营商部署，多采用UPF下沉的模式，只确保数据不出厂区，保证数据安全，但网络设备仍由运营商管控。以上模式无法满足部分对数据业务安全性要求较高的企业的保密需求，阻碍了5G在类似企业的推广应用。其次，现有网络建设均为固定网络，由运营商投入大量资源建设，成本较高，场景固定。对于某些应用场景则不再适用，如：船舶总装建造场景不固定，现场情况随不同建造产品变化，固定网络部署无法满足其变化的场景需求；船舱内部的施工场景，由于处于钢结构包围的环境，外部信号无法穿透，内部无法固定部署网络；军事演练、抗震救灾演习等场景往往处于偏远地区，仅存在网络的临时性需求，目前运营商没有网络覆盖计划。针对以上特殊场景，设计一种小型化便携式，灵活地满足各种临时网络需求，应对复杂环境挑战的5G网络系统势在必行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种级联方式的便携式5G网络系统，涉及5G核心网与基站，以及两者之间的连接架构。该架构5G网络系统具备便携性好、网络部署覆盖简单等优点，满足了复杂场景下的多种适应性需求，成为随带随走、按需部署的通讯网络。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种采用级联方式的便携式可扩展5G系统，所述系统由多个结构相同的单5G网络采用级联的方式连接扩展形成，可根据实际需求调整网络规模；通过设定特定网络拓扑配置，实现该组网方案中单5G网络的通讯以及级联网络之间的数据传递；此外，系统通过管理数据中心实现对整个网络系统的统一管理。