6G網(wǎng)絡(luò)需具備的技術(shù)特征及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

移動通信，商用一代研發(fā)一代。我國5G商用已滿一年， 6G的研究在去年啟動。面向2030年，移動通信會發(fā)生哪些改變，6G將帶來哪些應(yīng)用，6G的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)又將如何構(gòu)成？中國移動研究院首席專家、6G項目總監(jiān)劉光毅在日前由中國移動研究院主辦的“6G系列研討會”第二次會議上，詳細闡述了6G需要具備的技術(shù)特征和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

6G網(wǎng)絡(luò)將達到什么能力

劉光毅認為，通過對應(yīng)用場景的理解和分析，6G網(wǎng)絡(luò)性能指標的定位包括了幾個方面：一是6G網(wǎng)絡(luò)的峰值速率要達到太比特級（Tbps）；

二是用戶體驗速率達到吉比特級（Gbps）；

三是用戶的時延接近實時處理海量數(shù)據(jù)；

四是無線網(wǎng)絡(luò)的可靠性接近有線傳輸；

五是6G流量密度和連接數(shù)密度比5G提升至少10倍，甚至千倍；

六是支持高速移動通信，速度突破1000公里/小時，不僅支持高速鐵路的通信覆蓋，還支持對飛機的覆蓋；

七是在頻譜效率上能夠有兩到三倍的提升。

劉光毅說，我們希望6G網(wǎng)絡(luò)能夠帶來一些全新的能力，比如達到亞米級甚至厘米級的定位精度，還有超低的時延抖動和超高的安全性，以及全新的網(wǎng)絡(luò)智慧等級。為了滿足這些指標，6G需要在頻譜的使用范圍、使用效率、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、功能以及安全和AI方面進行全新的變革，以此滿足6G業(yè)務(wù)和應(yīng)用需求。

6G網(wǎng)絡(luò)演進三個驅(qū)動力

隨著移動通信技術(shù)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在不斷變化，3G用三層架構(gòu)，4G采用全IP架構(gòu)。5G則引入了IT和大數(shù)據(jù)技術(shù)，實現(xiàn)5G核心網(wǎng)的SBA、控制面和用戶面分離、網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)等，在無線網(wǎng)上NG-RAN引入CU-DU分離架構(gòu)，帶來靈活部署的結(jié)構(gòu)。

那么，6G網(wǎng)絡(luò)是什么樣的結(jié)構(gòu)？

劉光毅表示，從整個網(wǎng)絡(luò)演進和變革來看，設(shè)計6G網(wǎng)絡(luò)要考慮三方向的驅(qū)動力。一是新業(yè)務(wù)、新應(yīng)用、新場景帶來什么樣的需求；二是解決現(xiàn)網(wǎng)問題和面臨的挑戰(zhàn)，去年5G NSA建設(shè)帶來高能耗、高成本、運維效率低等挑戰(zhàn)，未來網(wǎng)絡(luò)設(shè)計要考慮如何改變這些現(xiàn)狀；三是隨著云計算、大數(shù)據(jù) 、AI技術(shù)的進步，新技術(shù)發(fā)展帶來了驅(qū)動力。

在解決現(xiàn)網(wǎng)問題和面臨的挑戰(zhàn)上，劉光毅認為有四個問題比較突出。一是要進一步解決時延問題。固化的協(xié)議結(jié)構(gòu)成為實現(xiàn)更低時延的瓶頸，對于5G無線網(wǎng)絡(luò)來說，協(xié)議結(jié)構(gòu)是分層的，所有業(yè)務(wù)要一層一層處理，每一層的處理都會有時延，構(gòu)成一個業(yè)務(wù)傳輸時延的瓶頸。要進一步縮短空口的時延，勢必要打破這個結(jié)構(gòu)。

二是網(wǎng)絡(luò)切片的支持技術(shù)要進一步演進，5G支持端到端切片，但在標準設(shè)計之初，切片的設(shè)計和優(yōu)化在無線網(wǎng)和核心網(wǎng)是分別考慮的，二者是否能夠很好銜接有待SA商用驗證，這需要在6G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中考慮。

三是要解決單一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)帶來的高成本和高功耗問題。目前5G網(wǎng)絡(luò)部署是以基站為單位，全功能部署，這會使整個建設(shè)的成本高、功耗高，在6G網(wǎng)絡(luò)要做變革，根治這兩大問題。

四是大規(guī)?；静渴鸪杀靖摺⑦\維難度不斷提升，要思考用AI和大數(shù)據(jù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運維的智能化，但由于5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計之初沒有完整地考慮對這些功能的支持，目前所做的智能化運維突破，很難做到全網(wǎng)運維支撐。相信6G時代，網(wǎng)絡(luò)運維的自動化必將是一個新的發(fā)展方向。

劉光毅表示，受新業(yè)務(wù)、新應(yīng)用、新場景驅(qū)動，要求6G網(wǎng)絡(luò)有更高可靠性，更低用戶面和控制面的時延，更高的流量密度、設(shè)備密度。而云計算、大數(shù)據(jù) 、AI都會在6G網(wǎng)絡(luò)中進行深度融合，使網(wǎng)絡(luò)更高效、更智能。

6G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)六個基本特征

2019年，中國移動提出6G將有五個方面特征，今年劉光毅認為，還可以加上數(shù)字孿生的基本特征。

6G網(wǎng)絡(luò)第一個特征是按需服務(wù)。6G會有更多新業(yè)務(wù)、新場景，用戶多元化、個性化，網(wǎng)絡(luò)要進一步提升感知能力，包括行為、業(yè)務(wù)、意圖的感知，根據(jù)用戶業(yè)務(wù)需求配置網(wǎng)絡(luò)資源，提供體驗保障。

第二個特征是至簡網(wǎng)絡(luò)，多種接入技術(shù)接入一張核心網(wǎng)，接入網(wǎng)實現(xiàn)即插即用。通過架構(gòu)、功能、協(xié)議的簡化，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)精準服務(wù)的同時，節(jié)省成本、節(jié)約能耗。實現(xiàn)輕量級的無線網(wǎng)絡(luò)。未來接入網(wǎng)絡(luò)分為兩層，一層是信令接入層，另一層是數(shù)據(jù)接入層。通過分開部署，節(jié)約基站部署的數(shù)量，基站功能可以分階段按需加載，而不是全功能基站加載。

第三個特征是柔性網(wǎng)絡(luò)，以用戶為中心，按需網(wǎng)絡(luò)生成，而且網(wǎng)隨人動。網(wǎng)絡(luò)功能去中心化管理，支持獨立的網(wǎng)元和服務(wù)的伸縮、演進和靈活的部署，實現(xiàn)端到端的微服務(wù)化網(wǎng)絡(luò)。

第四個特征是智慧內(nèi)生。AI技術(shù)有長足進步，5G已經(jīng)考慮使用AI的智慧化，但5G的AI是一種外掛式或者說是嫁接式的應(yīng)用，很難做到像人類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一樣的一種內(nèi)在能力。期望6G網(wǎng)絡(luò)中，能夠把AI做成神經(jīng)系統(tǒng)。為了滿足智慧內(nèi)生，需要在6G網(wǎng)絡(luò)中引入數(shù)據(jù)收集面和智能面，通過數(shù)據(jù)收集面對6G網(wǎng)絡(luò)全域數(shù)據(jù)進行收集；智能面使這些數(shù)據(jù)按需調(diào)用，根據(jù)不同的AI場景提供不同的AI支持。

第五個特征是數(shù)字孿生。未來的網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字孿生的網(wǎng)絡(luò)，可以對每一個網(wǎng)元、每一個基站、每個用戶的服務(wù)在虛擬空間的在線狀態(tài)做實時監(jiān)控，對運行軌跡提前預(yù)測，對服務(wù)可能出現(xiàn)的掉線提前干預(yù)，避免網(wǎng)絡(luò)事故發(fā)生。還可以對新功能提前驗證，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自我演進。

第六個特征是安全內(nèi)生。6G網(wǎng)絡(luò)的安全尤顯重要，據(jù)預(yù)測未來戰(zhàn)爭的發(fā)生可能不是對物理世界的攻擊，而是對孿生世界的攻擊。

劉光毅說，結(jié)合DICT發(fā)展的趨勢，我們在5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中看到的經(jīng)驗和教訓(xùn)，期待6G能夠在以下五個方向變革，一是引入數(shù)字孿生，二是實現(xiàn)多方數(shù)據(jù)和資源的協(xié)同管理；三是實現(xiàn)端到端的微服務(wù)化設(shè)計；四是至簡基站；五是數(shù)據(jù)和信令的分離，進而帶來整個網(wǎng)絡(luò)部署效率和成本的提升?；诖?，劉光毅提出未來網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)的建議，未來網(wǎng)絡(luò)將由“三層、四面”組成。三層包括：資源層、功能層、服務(wù)層，資源層提供底層的無線、計算、存儲等基礎(chǔ)資源，為功能層的功能生成提供支撐和服務(wù)，功能層為服務(wù)層的業(yè)務(wù)和應(yīng)用提供支撐。在功能層引入數(shù)據(jù)收集面、智能面、共享與協(xié)作面、安全面，實現(xiàn)安全內(nèi)生、智慧內(nèi)生。

從關(guān)鍵技術(shù)到網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，6G尚處于發(fā)展前期。5G將通信網(wǎng)絡(luò)帶向萬物互聯(lián)，希望6G能使這一愿景遍地開花。
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