软硬件技术的进步给网络带宽提出了越来越高的要求,多终端、大流量成为未来移动网络的主要应用场景。然而现有的LTE移动网络问题重重,已经难以满足未来的需求。5G方案逐渐被提上日程。软件定义网络(SDN)具有解耦合的架构特性,为设计5G网络架构提供了解决思路,基于SDN设计5G网络架构逐渐成为一种主流做法。现有的基于SDN的5G网络体系结构存在着实现部署困难,可扩展性差等问题。本文依据IMT-2020(5G)推进组所倡导的未来网络架构设计原则,参与中科院信工所项目,共同设计了一种基于SDN的5G网络演进结构,称为SEA。本文完成了 SEA中最主要的SDN控制器的开发工作,包括流表下发控制、链路异常恢复等,同时本文搭建并联调测试成功了 SEA的实验系统和LTE对比系统。SEA对LTE移动核心网进行改进,保留了 LTE的主要业务逻辑,具有出色的业务性能。此外,SEA使用支持GTP协议的SDN交换机转发流量,更容易大规模部署。实验测试表明,SEA和LTE的实验系统在建立承载时,业务速度不相上下。同时,两者都可以在30-60ms内响应用户设备的数据请求。此外,SEA还可以在6ms内恢复数据链路异常。此外,考虑到SEA大规模部署实现,分布式部署的底层SDN网络具有流量分布不均引起负载失衡的特征问题。因此本文针对分布式部署的SEA架构,构建一种适用的业务负载模型,并提出模型配套的业务调度与负载均衡策略。仿真分析表明,随着业务量增大,负载均衡度逐渐趋近于零,证明该负载均衡策略的有效性。