移動通信、商業(yè)發(fā)電、研發(fā)發(fā)電。中國的5G已經(jīng)商業(yè)化一年了，6G的研究也是從去年開始的。面對2030年，移動通信將發(fā)生什么變化，6G將帶來什么應(yīng)用，6G的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將如何形成？中國移動研究所首席專家、6G項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉光毅，在中國移動研究所近期舉辦的“6G系列研討會”第二次會議上，闡述了6G的技術(shù)特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

6G網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)哪些功能

劉光毅認(rèn)為，通過對應(yīng)用場景的理解和分析，6G網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的定位包括幾個(gè)方面：第一，6G網(wǎng)絡(luò)的峰值速率應(yīng)該達(dá)到太字節(jié)（TBPS）；

第二，用戶體驗(yàn)率達(dá)到千兆位水平（Gbps）；

第三，用戶的時(shí)延接近海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理；

第四，無線網(wǎng)絡(luò)的可靠性接近有線傳輸；

第五，6G的流量密度和連接密度至少比5G高10倍甚至幾千倍；

六是支持移動高速通信，速度超過1000公里/小時(shí)，不僅支持高速鐵路通信覆蓋，還支持飛機(jī)覆蓋；

第七，頻譜效率可以提高兩到三倍。

劉光毅說，我們希望6G網(wǎng)絡(luò)能帶來一些新的能力，如亞米甚至厘米級的定位精度，超低的時(shí)延抖動，超高的安全性和全新的網(wǎng)絡(luò)智能水平。為了滿足這些指標(biāo)，6G需要在頻譜使用范圍、使用效率、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、功能、安全性和人工智能等方面做出新的改變，以滿足6G的業(yè)務(wù)和應(yīng)用需求。

6G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的三大驅(qū)動力

隨著移動，通信技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也在不斷變化，3G采用三層架構(gòu)，4G采用全I(xiàn)P架構(gòu)。5G引入信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)小型企業(yè)架構(gòu)、控制平面和用戶平面分離、網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)等。在5G核心網(wǎng)中，無線網(wǎng)絡(luò)的城域網(wǎng)引入了CU-DU分離架構(gòu)，帶來了靈活的部署結(jié)構(gòu)。

那么，6G網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是什么？

劉光毅表示，從整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)和轉(zhuǎn)型角度來看，設(shè)計(jì)6G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該考慮三個(gè)方向的驅(qū)動力。首先，新服務(wù)、新應(yīng)用和新場景帶來了什么樣的需求；二是解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)存在的問題和挑戰(zhàn)。去年，5G NSA的建設(shè)帶來了高能耗、高成本、低運(yùn)行維護(hù)效率等挑戰(zhàn)。在未來的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該考慮如何改變這些現(xiàn)狀；第三，隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)的發(fā)展帶來了驅(qū)動力。

在解決現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)問題和挑戰(zhàn)時(shí)，劉光毅認(rèn)為有四個(gè)突出的問題。首先，我們應(yīng)該進(jìn)一步解決時(shí)延問題。固化的協(xié)議結(jié)構(gòu)成為實(shí)現(xiàn)下時(shí)延的瓶頸。對于5G 無線網(wǎng)絡(luò)，協(xié)議結(jié)構(gòu)是分層的，所有的業(yè)務(wù)都需要逐層處理，每一層都有時(shí)延，這構(gòu)成了時(shí)延業(yè)務(wù)傳輸?shù)钠款i。為了進(jìn)一步縮短空時(shí)延，有必要打破這種結(jié)構(gòu)。第二，網(wǎng)絡(luò)切片的支持技術(shù)需要進(jìn)一步發(fā)展。5G支持端到端切片。然而，在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)之初，無線網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)絡(luò)分別考慮切片的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。這兩者能否很好地連接起來需要由SA進(jìn)行商業(yè)驗(yàn)證，這需要在6G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中加以考慮。

三是解決單一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)帶來的高成本、高功耗問題。目前5G網(wǎng)絡(luò)的部署是基于基站的，功能齊全，這將導(dǎo)致整個(gè)建設(shè)的高成本和高功耗。為了從根本上解決這兩個(gè)問題，6G網(wǎng)絡(luò)必須進(jìn)行變革。

第四，大型基站部署成本高，運(yùn)行維護(hù)難度加大。有必要考慮利用人工智能和大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的智能化。然而，在5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)之初，由于沒有充分考慮對這些功能的支持，目前智能運(yùn)維的突破使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維支持難以實(shí)現(xiàn)。我相信，在6G時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維自動化將是一個(gè)新的發(fā)展方向。

劉光毅表示，在新服務(wù)、新應(yīng)用和新場景的驅(qū)動下，6G網(wǎng)絡(luò)需要具有更高的可靠性、更低的用戶平面和控制平面延遲，以及更高的流量密度和設(shè)備密度。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能將在6G網(wǎng)絡(luò)中深度集成，使網(wǎng)絡(luò)更加高效和智能化。

6G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的六個(gè)基本特征

2019年，中國的移動提出6G將具有五個(gè)特征。今年，劉光毅認(rèn)為數(shù)字雙胞胎的基本特征也可以被添加進(jìn)去。

6G網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)特點(diǎn)是按需服務(wù)。6G將會有更多的新服務(wù)和新場景，用戶將會多樣化和個(gè)性化。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)感知能力，包括對行為、業(yè)務(wù)和意圖的感知，并根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)需求分配網(wǎng)絡(luò)資源，提供體驗(yàn)保障。

第二個(gè)特征是簡單網(wǎng)絡(luò)，其中多種接入技術(shù)接入核心網(wǎng)絡(luò)，接入網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)即插即用。通過簡化架構(gòu)、功能和協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)可以提供準(zhǔn)確的服務(wù)，同時(shí)節(jié)省成本和能耗。實(shí)現(xiàn)輕量級無線網(wǎng)絡(luò)。未來的接入網(wǎng)分為兩層，一層是信令接入層，另一層是數(shù)據(jù)接入層。通過單獨(dú)部署，可以節(jié)省部署基站的數(shù)量，并且可以根據(jù)需要分階段加載基站的功能，而不是全功能基站。

第三個(gè)特點(diǎn)是靈活的網(wǎng)絡(luò)，以用戶為中心，按需生成，網(wǎng)絡(luò)隨人移動。網(wǎng)絡(luò)功能的分散管理支持獨(dú)立網(wǎng)元和業(yè)務(wù)的擴(kuò)展、演進(jìn)和靈活部署，實(shí)現(xiàn)端到端的微服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

第四個(gè)特征是內(nèi)生智慧。人工智能技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，5G已經(jīng)考慮使用人工智能。然而，5G人工智能是一個(gè)插件或移植應(yīng)用程序，很難實(shí)現(xiàn)像人類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)那樣的內(nèi)部功能。人工智能有望在6G網(wǎng)絡(luò)中成為神經(jīng)系統(tǒng)。為了滿足內(nèi)生智能，有必要在6G網(wǎng)絡(luò)中引入數(shù)據(jù)采集面和智能面，通過數(shù)據(jù)采集面采集6G網(wǎng)絡(luò)的全局?jǐn)?shù)據(jù)；智能表面根據(jù)需要調(diào)用這些數(shù)據(jù)，并根據(jù)不同的人工智能場景提供不同的人工智能支持。第五個(gè)特點(diǎn)是數(shù)字結(jié)對。未來的網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)數(shù)字雙網(wǎng)，它可以實(shí)時(shí)監(jiān)控虛擬空間中每個(gè)網(wǎng)元、每個(gè)基站和每個(gè)用戶服務(wù)的在線狀態(tài)，提前預(yù)測運(yùn)行軌跡，提前介入可能的服務(wù)掉線，避免網(wǎng)絡(luò)事故。新功能也可以預(yù)先驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自進(jìn)化。

第六個(gè)特征是安全性內(nèi)生。6G網(wǎng)絡(luò)的安全性尤為重要。據(jù)預(yù)測，未來的戰(zhàn)爭可能不會攻擊物質(zhì)世界，而是孿生世界。

劉光毅表示，結(jié)合DICT的發(fā)展趨勢，我們在5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中看到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)預(yù)計(jì)6G將向以下五個(gè)方向轉(zhuǎn)變：一是引入數(shù)字雙胞胎，二是實(shí)現(xiàn)多方數(shù)據(jù)和資源的協(xié)同管理；三是實(shí)現(xiàn)端到端的微服務(wù)設(shè)計(jì)；第四是簡化基站；第五是數(shù)據(jù)和信令的分離，提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的部署效率和成本。在此基礎(chǔ)上，劉光毅提出了未來網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)的建議，即“三層四面”。這三層包括：資源層、功能層和服務(wù)層。資源層在底層提供無線、計(jì)算和存儲等基本資源，為功能層的功能生成提供支持和服務(wù)，而功能層在服務(wù)層為服務(wù)和應(yīng)用提供支持。功能層引入了數(shù)據(jù)采集、智能、共享與合作、安全等功能，實(shí)現(xiàn)了安全性和智能性。

從關(guān)鍵技術(shù)到網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，6G仍處于開發(fā)的早期階段。5G將把通信網(wǎng)絡(luò)帶入物聯(lián)網(wǎng)。我希望6G能讓這種愿景到處開花。

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