6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)展望白皮書（2023.2）-32正式版

目錄16G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思路126G網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)23新架構(gòu)思考43.1網(wǎng)絡(luò)控制單元NCU63.2網(wǎng)絡(luò)報(bào)文處理單元NPU73.3網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)單元NDU83.4網(wǎng)絡(luò)智能單元NIU94新架構(gòu)核心特征114.1架構(gòu)極簡114.2用戶數(shù)據(jù)為中心144.3智能內(nèi)生154.4分布自治185新架構(gòu)新業(yè)務(wù)205.1“虛實(shí)通感”類業(yè)務(wù)205.2“全域智聯(lián)”類業(yè)務(wù)225.3“自治專網(wǎng)”類業(yè)務(wù)2466G網(wǎng)絡(luò)展望與倡議25縮略語26參考文獻(xiàn)28前言伴隨著5G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模商用，業(yè)界已經(jīng)系統(tǒng)性開展了6G技術(shù)研究，6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是其中重要的研究領(lǐng)域，是6G愿景落地的重要環(huán)節(jié)和技術(shù)手段。面向2030年，中國電信提出了“虛實(shí)通感、全域智聯(lián)”的6G愿景[1]，以沉浸式XR、元宇宙等為代表的新業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了新的需求；端到端云網(wǎng)融合是6G網(wǎng)絡(luò)的必然發(fā)展趨勢(shì)，DOICT技術(shù)相互融合滲透，為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)注入了新的思路。本白皮書基于在6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面研究，闡述了中國電信和中興通訊對(duì)6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)思考和研究觀點(diǎn)。本白皮書分為如下章節(jié)，第一章6G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思路，闡述網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)的理念和遵循的基本原則；第二章6G網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)，從全局視角出發(fā)，闡述6G網(wǎng)絡(luò)不同層面的邏輯功能；第三章新架構(gòu)思考，聚焦在網(wǎng)絡(luò)功能層面，闡述6G網(wǎng)絡(luò)的邏輯功能和工作機(jī)制；第四章新架構(gòu)核心特征，闡述新架構(gòu)有別于5G的關(guān)鍵特征；第五章新架構(gòu)新業(yè)務(wù)，闡述新架構(gòu)如何支持沉浸式XR、元宇宙、空天地一體、自治專網(wǎng)等電信6G業(yè)務(wù)場(chǎng)景；第六章6G網(wǎng)絡(luò)展望與倡議，提出6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)一步研究的問題和合作倡議，希望同業(yè)界伙伴共同推動(dòng)6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究。6G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思路面向未來，6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)的總體思路是以用戶/客戶需求為中心，以云網(wǎng)融合為指引，增強(qiáng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力，全面升級(jí)用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)。具體研究思路如下：滿足新業(yè)務(wù)新場(chǎng)景需求，面向“連接+”開展6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究。以沉浸式XR、全息通信、人機(jī)交互、機(jī)機(jī)交互等為代表的業(yè)務(wù)場(chǎng)景對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了更高的功能和性能要求，這些業(yè)務(wù)不僅僅需要基礎(chǔ)連接服務(wù)，還需要邊緣算力服務(wù)、高精度環(huán)境及物體感知服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)AI服務(wù)等。本白皮書認(rèn)為6G網(wǎng)絡(luò)將綜合提供連接、感知、智能、算力等一體化服務(wù)。吸收技術(shù)創(chuàng)新與融合的精髓，兼顧技術(shù)先進(jìn)性和可落地能力。面向新的業(yè)務(wù)需求，6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)結(jié)合移動(dòng)通信自身演進(jìn)趨勢(shì)和DOICT融合發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，吸收新興技術(shù)精髓，評(píng)估無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)化、空天地一體化、通感算一體化等對(duì)6G網(wǎng)絡(luò)的影響，分析新興技術(shù)如AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術(shù)引入的可行性，綜合研判6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的內(nèi)涵和邊界。注重端到端體系化設(shè)計(jì)，避免割裂和斷層。業(yè)務(wù)體驗(yàn)的保障需要網(wǎng)絡(luò)端到端的技術(shù)保障，任何環(huán)節(jié)的短板都將成為系統(tǒng)的短板，網(wǎng)絡(luò)整體功能和性能的達(dá)成需要端到端系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)。在關(guān)鍵技術(shù)方案和協(xié)議的設(shè)計(jì)方面，需要終端、無線網(wǎng)絡(luò)、核心網(wǎng)絡(luò)的端到端橫向協(xié)同，同時(shí)也需要運(yùn)營管理域、承載網(wǎng)絡(luò)域、云網(wǎng)資源域的跨層跨域的縱向配合。加強(qiáng)6G網(wǎng)絡(luò)靈活性設(shè)計(jì)，構(gòu)建更加開放的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。6G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)更加柔性靈活，網(wǎng)絡(luò)云化、服務(wù)化是重要技術(shù)手段。6G網(wǎng)絡(luò)將支持按需編排和部署、業(yè)務(wù)按需加載、流量按需調(diào)度，網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)的適配能力增強(qiáng)。尤其是面向各行各業(yè)定制化的網(wǎng)絡(luò)需求，靈活性、敏捷性至關(guān)重要，也是引入更多參與方、構(gòu)建更加開放生態(tài)的前提條件。6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)充分考慮2B領(lǐng)域的需求，開展統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)數(shù)字1化轉(zhuǎn)型的過程中，5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮了重要的作用。面向未來，6G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)2B領(lǐng)域前景廣闊，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中將發(fā)揮越來越重要的作用。實(shí)踐表明，2B和2C的網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)特征、網(wǎng)絡(luò)部署需求、管理方案等方面有明顯區(qū)別，不同行業(yè)和企業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求差異性大，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)加強(qiáng)2B、2C等的統(tǒng)籌。6G網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)從網(wǎng)絡(luò)總體視角看，6G網(wǎng)絡(luò)總體框架是“三層四面”的分層架構(gòu)，如圖2-1所示。圖2-1：6G網(wǎng)絡(luò)分層架構(gòu)基于網(wǎng)絡(luò)云化、服務(wù)化的思路，“三層”自下而上分別為云網(wǎng)資源層、網(wǎng)絡(luò)功能層和應(yīng)用使能層。云網(wǎng)資源層：是6G網(wǎng)絡(luò)部署依托的基礎(chǔ)設(shè)施和資源，主要用于承載網(wǎng)絡(luò)功能，資源類型包括各種計(jì)算（CPU、GPU、FPGA等）、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、頻譜以及各種專用設(shè)施。其中網(wǎng)絡(luò)資源主要指IPv6/SRv6承載網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)云化后的網(wǎng)絡(luò)功能之間的連接。網(wǎng)絡(luò)功能層：是6G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持的網(wǎng)絡(luò)功能，提供“連接+”網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，可進(jìn)一步2分為控制面、用戶面、數(shù)據(jù)面、智能面。應(yīng)用使能層：聚合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力、通用的應(yīng)用服務(wù)組件，通過能力開放、應(yīng)用使能框架等方式為應(yīng)用或周邊生態(tài)提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的應(yīng)用使能管理。云網(wǎng)運(yùn)營管理貫穿和覆蓋各個(gè)層面，在云網(wǎng)融合的演進(jìn)趨勢(shì)下，除了繼承當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)管理、業(yè)務(wù)受理、計(jì)費(fèi)結(jié)算等功能外，6G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營管理還將引入新的運(yùn)營功能，包括云網(wǎng)智能編排調(diào)度功能、數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)管理功能、基于區(qū)塊鏈的共建共享管理等關(guān)鍵功能。“四面”是在3GPP對(duì)移動(dòng)核心網(wǎng)描述基礎(chǔ)上的延伸，包括控制面、用戶面、數(shù)據(jù)面、智能面。面向“連接+”的功能需求，網(wǎng)絡(luò)功能層的“四面”邏輯功能如下：控制面：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)、智能服務(wù)、算力服務(wù)、感知服務(wù)等的統(tǒng)一控制功能。作為網(wǎng)絡(luò)控制的中心，控制面將與其他層面密切協(xié)同，完成多接入融合控制、鑒權(quán)認(rèn)證、移動(dòng)性管理、會(huì)話管理、策略控制、算力資源調(diào)配和管理功能等一體化的管控。用戶面：用戶面支持網(wǎng)絡(luò)可編程，可以靈活定義數(shù)據(jù)處理策略；具體功能包括隧道管理、數(shù)據(jù)流識(shí)別、業(yè)務(wù)感知、確定性通信保障、數(shù)據(jù)的封裝、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)及流量引導(dǎo)等功能。完成用戶數(shù)據(jù)、環(huán)境物體感知數(shù)據(jù)、AI任務(wù)數(shù)據(jù)等各種數(shù)據(jù)處理及轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)面：考慮數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)一步分離，減少數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)處理的緊耦合，網(wǎng)絡(luò)中考慮引入單獨(dú)的數(shù)據(jù)面，數(shù)據(jù)面完成各種數(shù)據(jù)的統(tǒng)籌管理，并且通過標(biāo)準(zhǔn)接口向控制面、用戶面、智能面開放；各種數(shù)據(jù)中有靜態(tài)數(shù)據(jù)以及動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，例如用戶簽約數(shù)據(jù)、用戶狀態(tài)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)數(shù)據(jù)、連接數(shù)據(jù)、資源利用數(shù)據(jù)等。智能面：是6G網(wǎng)絡(luò)的智能中樞，支持核心網(wǎng)、接入網(wǎng)的全面智能。智能面既服務(wù)于6G網(wǎng)絡(luò)自身的智能化，也服務(wù)于用戶和業(yè)務(wù)應(yīng)用的智能化需求。智能面提供網(wǎng)絡(luò)AI相關(guān)的功能，包括數(shù)據(jù)建模、模型訓(xùn)練、推理決策、知識(shí)圖譜、反饋與評(píng)估等功能。在“三層四面”網(wǎng)絡(luò)的總體框架中，網(wǎng)絡(luò)功能層是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)的重點(diǎn)；本白皮書重點(diǎn)3是對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能層的6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行展望性討論。新架構(gòu)思考6G網(wǎng)絡(luò)在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，需要更多的考慮支持多模異構(gòu)、全場(chǎng)景接入，需要考慮如何滿足各行各業(yè)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的定制需求，需要考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中一些難以徹底解決的不足如何在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)解決；需要考慮XR、元宇宙、人機(jī)交互等新型業(yè)務(wù)如何能得到更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。為此，本白皮書提出了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)的目標(biāo)：以用戶數(shù)據(jù)為中心的極簡、智能內(nèi)生、分布自治，提出了DDAA（數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的分布自治架構(gòu)，Data-drivenDistributedAutonomousArchitecture）；如圖3-1網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)架構(gòu)所示，簡化成四大網(wǎng)絡(luò)單元，包括NCU（網(wǎng)絡(luò)控制單元，NetworkControlUnit）、NPU（網(wǎng)絡(luò)報(bào)文處理單元，NetworkPacketUnit）、NDU(網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)單元，NetworkDataUnit)和NIU（網(wǎng)絡(luò)智能單元，NetworkIntelligenceUnit），各網(wǎng)絡(luò)單元的互聯(lián)采用SBI[2]和數(shù)據(jù)通道雙總線。四個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元分別對(duì)應(yīng)6G網(wǎng)絡(luò)分層架構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)功能層的控制面、用戶面、智能面和數(shù)據(jù)面，改進(jìn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元數(shù)量多、信令復(fù)雜等問題，實(shí)現(xiàn)靈活可定制的網(wǎng)絡(luò)，從而使能未來人、機(jī)、物、虛全域服務(wù)創(chuàng)新。4圖3-1：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的分布自治架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)控制單元（NCU)：網(wǎng)絡(luò)控制中樞，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)任務(wù)，完成連接+算力+智能+感知等任務(wù)的協(xié)同；網(wǎng)絡(luò)報(bào)文處理單元（NPU)：繼承現(xiàn)有用戶面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的基本功能，引入用戶面可編程，實(shí)現(xiàn)靈活定義用戶面的處理邏輯，同時(shí)向算網(wǎng)業(yè)務(wù)感知、確定性通信和自治域網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等功能特性演進(jìn)；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)單元（NDU)：統(tǒng)一聚合的數(shù)據(jù)面，在當(dāng)前UDR/UDSF提供用戶核心數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，新增網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和算力數(shù)據(jù)，并提供標(biāo)準(zhǔn)化的信令交互方式和數(shù)據(jù)訪問通道，解決當(dāng)前數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)存在的異廠家解耦問題；網(wǎng)絡(luò)智能單元（NIU)：提供AI任務(wù)調(diào)度、推理和決策、模型訓(xùn)練和知識(shí)、模型倉庫等功能[2]，通過分布式學(xué)習(xí)協(xié)作在多節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)跨層跨域智能，對(duì)內(nèi)輔助實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)極簡的自治管理和智能服務(wù)，對(duì)外向應(yīng)用提供靈活和定制化的AIaaS[4]。網(wǎng)絡(luò)單元之間的互聯(lián)采用雙總線架構(gòu)，一條是現(xiàn)有的服務(wù)化信令交互總線，延續(xù)已有服務(wù)化設(shè)計(jì)理念，將服務(wù)化的范圍由核心網(wǎng)的控制面向用戶面NPU發(fā)展，同時(shí)進(jìn)一步向無線5接入側(cè)延伸，包括RAN-CP和RAN-UP，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)領(lǐng)域端到端的服務(wù)化；另一條是本白皮書提出的新增數(shù)據(jù)總線，即數(shù)據(jù)通道，不同網(wǎng)絡(luò)單元通過數(shù)據(jù)通道與NDU交互，以達(dá)到數(shù)據(jù)的高效獲取與處理，不同網(wǎng)絡(luò)單元相互之間數(shù)據(jù)的交互，也通過數(shù)據(jù)通道進(jìn)行傳遞。3.1網(wǎng)絡(luò)控制單元NCUNCU聚合傳統(tǒng)控制面的各網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體，且構(gòu)建用戶級(jí)數(shù)字孿生體，對(duì)物理UE（PUE）進(jìn)行孿生，以數(shù)字化的形式（DUE）對(duì)PUE進(jìn)行動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)，并對(duì)其進(jìn)行管理。由原先多個(gè)NF組合提供完整能力，變革為由單一的DUE提供完整能力，并且DUE能力可強(qiáng)于PUE，根據(jù)DUE具備的全量用戶數(shù)據(jù)能力，可驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)完成相應(yīng)的功能。NCU功能包括四個(gè)核心部分：基礎(chǔ)功能、擴(kuò)展功能、適配接入和數(shù)字孿生UE，如圖3-2。基礎(chǔ)功能：繼承現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)能力，包括移動(dòng)管理、會(huì)話管理、鑒權(quán)、計(jì)費(fèi)等，并完成相應(yīng)的信令交互。擴(kuò)展功能：在提供基礎(chǔ)能力的基礎(chǔ)上，以未來新業(yè)務(wù)為牽引，靈活實(shí)現(xiàn)能力可選，例如確定性連接增強(qiáng)、算網(wǎng)協(xié)同能力、定位感知一體化能力等，圍繞DUE的全量數(shù)據(jù)按需擴(kuò)展新能力。適配接入：以兼容新老制式用戶終端為基本原則，針對(duì)不同制式和能力的終端，NCU提供不同的適配器，靈活對(duì)無線、衛(wèi)星等進(jìn)行適配接入，實(shí)現(xiàn)新老終端的即插即用，用戶無感知，以達(dá)到新一代網(wǎng)絡(luò)能力可以不依賴終端芯片的成熟度。數(shù)字孿生UE：簡稱數(shù)字UE，以DUE為最小管理單元，DUE擁有自己的數(shù)據(jù)倉庫，NCU動(dòng)態(tài)按需加載UE側(cè)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、算力數(shù)據(jù)及核心數(shù)據(jù)，PUE與DUE交互，驅(qū)動(dòng)DUE完成網(wǎng)絡(luò)任務(wù)處理。6圖3-2：網(wǎng)絡(luò)控制單元邏輯功能3.2網(wǎng)絡(luò)報(bào)文處理單元NPU遵循現(xiàn)有的控制轉(zhuǎn)發(fā)的分離設(shè)計(jì)原則，NPU在現(xiàn)有的UPF基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)服務(wù)化增強(qiáng)，包括與控制面、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和無線交互接口的服務(wù)化。NPU在繼承傳統(tǒng)用戶面對(duì)UE業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的路由和轉(zhuǎn)發(fā)、動(dòng)作和策略執(zhí)行等功能之上，重點(diǎn)向用戶面可編程、算網(wǎng)業(yè)務(wù)感知、確定性通信和自治域互聯(lián)演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)按需、按場(chǎng)景定制網(wǎng)絡(luò)，從而滿足未來無人機(jī)、車聯(lián)網(wǎng)、腦機(jī)協(xié)同等實(shí)時(shí)類移動(dòng)業(yè)務(wù)的需要，如圖3-3。用戶面可編程：為減少通用硬件帶來的轉(zhuǎn)發(fā)性能限制，采用可編程交換芯片、智能網(wǎng)卡、DPU異構(gòu)芯片等，實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)處理和功耗的降低，并利用可編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的可編程，包括協(xié)議無關(guān)性和流表實(shí)現(xiàn)的可編程，增強(qiáng)了用戶面的靈活性和開放性，將需要的網(wǎng)絡(luò)功能集成到用戶面，按需移除無用協(xié)議，簡化用戶面。算網(wǎng)業(yè)務(wù)感知：為達(dá)到算網(wǎng)一體，未來網(wǎng)絡(luò)具備感知和調(diào)度算、網(wǎng)、存一體化資源的能力[5]，構(gòu)建感知型用戶面，新增算力服務(wù)感知、算力服務(wù)路由等能力，能夠基于識(shí)別的算網(wǎng)QoS實(shí)現(xiàn)算網(wǎng)資源一體化的調(diào)度，滿足移動(dòng)低時(shí)延業(yè)務(wù)體驗(yàn)的一致7性。確定性通信：拉通端網(wǎng)云業(yè)，實(shí)現(xiàn)NPU到無線側(cè)和邊緣算力側(cè)的網(wǎng)絡(luò)信息可測(cè)可視，包括時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率等，從而始終能夠?qū)崟r(shí)提供確定性的連接保障，避免UE移動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)擁塞、算力節(jié)點(diǎn)故障等帶來的業(yè)務(wù)異常，保障實(shí)時(shí)類移動(dòng)業(yè)務(wù)的可靠、高質(zhì)量運(yùn)行。自治域互聯(lián)：在分布式網(wǎng)絡(luò)中，不同自治域的NPU互聯(lián)，在專網(wǎng)NPU和公網(wǎng)NPU之間建立VPN隧道，可以通過公網(wǎng)NPU代理，達(dá)到專網(wǎng)內(nèi)的用戶對(duì)外部網(wǎng)絡(luò)的訪問。圖3-3：網(wǎng)絡(luò)報(bào)文處理單元邏輯功能3.3網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)單元NDU網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)單元構(gòu)建原則是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行分離，每個(gè)自治域的數(shù)據(jù)在本域內(nèi)存儲(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)單元依據(jù)應(yīng)用新需求圍繞數(shù)據(jù)進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)的理念，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)、匯聚以及處理，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)單元的數(shù)據(jù)能力通過數(shù)據(jù)通道，采用API接口形式進(jìn)行能力開放，可以為NIU進(jìn)行智能網(wǎng)絡(luò)分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，是6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的核心邏輯單元?？缱灾斡虻臄?shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通道共享，同時(shí)基于數(shù)據(jù)傳輸成本和數(shù)據(jù)安全的考慮，多自治域數(shù)據(jù)也支持跨域聯(lián)邦學(xué)習(xí)的模型訓(xùn)練。用戶數(shù)據(jù)：用戶端到端數(shù)據(jù)信息，包含用戶接入側(cè)能力數(shù)據(jù)、低/中/高速標(biāo)簽數(shù)據(jù)、8用戶實(shí)時(shí)軌跡、當(dāng)前使用的網(wǎng)絡(luò)能力、當(dāng)前正在進(jìn)行的任務(wù)、當(dāng)前正在進(jìn)行的業(yè)務(wù)等；核心數(shù)據(jù)：主要是6G網(wǎng)絡(luò)中用戶的核心靜態(tài)數(shù)據(jù)，包括用戶簽約數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)策略數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)簽約數(shù)據(jù)等；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)：包含網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)管理數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、SLA數(shù)據(jù)等，例如切片管理、網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)負(fù)載情況、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)SLA數(shù)據(jù)等；算力數(shù)據(jù)：主要是未來網(wǎng)絡(luò)中用戶在消費(fèi)算力資源以及構(gòu)建在其之上的服務(wù)數(shù)據(jù)，包括通用算力數(shù)據(jù)、異構(gòu)算力數(shù)據(jù)、算力服務(wù)數(shù)據(jù)等。在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)管理的一系列功能，如圖3-4；同時(shí)NDU開放SBI和數(shù)據(jù)通道給NCU、NPU、NIU使用。圖3-4：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)單元邏輯功能3.4網(wǎng)絡(luò)智能單元NIUNIU用于實(shí)現(xiàn)智能面的功能，是網(wǎng)絡(luò)中智能任務(wù)處理的基本單元。對(duì)內(nèi)將AI技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)，提升通信網(wǎng)絡(luò)的智能化，除基本的負(fù)載分析、擁塞預(yù)測(cè)外，可以預(yù)測(cè)NCU和NPU9的資源部署和分布要求，分析服務(wù)裁剪和定制化需求等，使網(wǎng)絡(luò)極簡、彈性、智能；對(duì)外向應(yīng)用提供靈活的AI網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（AIaaS），例如輔助應(yīng)用提供網(wǎng)絡(luò)性能分析預(yù)測(cè)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)路由選擇，配置業(yè)務(wù)QoS等服務(wù)。如圖3-5，NIU包含三個(gè)大功能模塊：AI服務(wù)功能、智能倉儲(chǔ)功能和分布協(xié)同功能。圖3-5：網(wǎng)絡(luò)智能單元邏輯功能AI服務(wù)功能：AI服務(wù)功能在NDU提供的數(shù)據(jù)感知和預(yù)處理的基礎(chǔ)上，主要提供AI全周期流程中的模型訓(xùn)練和推理決策，其中模型訓(xùn)練層輔助推理決策、數(shù)據(jù)處理等所需的AI模型訓(xùn)練，通常包括LSTM、RNN等基本學(xué)習(xí)方法，未來將更加聚焦聯(lián)邦學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)、多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)等分布式學(xué)習(xí)，并配備評(píng)估學(xué)習(xí)效果的模型評(píng)估能力和環(huán)境；推理及決策層一方面用于網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)相關(guān)的AI推理任務(wù)，例如網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)的預(yù)測(cè)等，還可根據(jù)推理結(jié)果形成最終決策或決策建議，例如給出當(dāng)前最佳的網(wǎng)絡(luò)路由等。智能倉儲(chǔ)功能：智能倉儲(chǔ)功能具備完備的模型倉庫和知識(shí)倉庫，其中知識(shí)倉庫實(shí)現(xiàn)知識(shí)管理和知識(shí)服務(wù)；模型倉庫實(shí)現(xiàn)模型的查詢、增加、更新和刪除功能。智能倉儲(chǔ)功能負(fù)責(zé)管理AI服務(wù)過程中獲取的數(shù)據(jù)、訓(xùn)練完成的模型和生成的知識(shí)，以提升學(xué)習(xí)效率和智能化水平，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和知識(shí)雙驅(qū)動(dòng)；模型和知識(shí)還將會(huì)深入邊緣節(jié)點(diǎn)，以貼近用戶滿足實(shí)時(shí)性等需求。10分布協(xié)同功能（AIaaS）：分布協(xié)同功能用于支持多個(gè)NIU之間或NIU與其他域之間的跨層跨域協(xié)同，通過交互數(shù)據(jù)和模型參數(shù)等方式共同完成模型訓(xùn)練、推理和決策，具體包括數(shù)據(jù)和知識(shí)的共享、模型訓(xùn)練的協(xié)同、推理和決策輔助協(xié)同，以及算力的調(diào)配協(xié)同等功能模塊。6G網(wǎng)絡(luò)智能架構(gòu)由獨(dú)立NIU和內(nèi)嵌NIU協(xié)同組成，獨(dú)立NIU作為提供AI服務(wù)的專用功能單元，根據(jù)AI能力、服務(wù)場(chǎng)景、覆蓋區(qū)域、算力資源等方面的差異可包括聚合NIU、區(qū)域NIU、服務(wù)NIU和邊緣NIU等，按需支持AI服務(wù)、智能倉儲(chǔ)和分布協(xié)同三個(gè)功能。內(nèi)嵌NIU在NCU、NPU、NDU等網(wǎng)絡(luò)單元中增加AI能力，主要提供網(wǎng)絡(luò)單元職責(zé)相關(guān)的數(shù)據(jù)感知和處理、模型訓(xùn)練、推理和決策等，同時(shí)可從獨(dú)立NIU中獲取數(shù)據(jù)或知識(shí)、推理或決策的支撐等。NIU是網(wǎng)絡(luò)的智能使能器，將從基于連接的智能轉(zhuǎn)向基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的智能，更廣泛的匹配智能應(yīng)用場(chǎng)景。NCU、NPU和NDU、其他NIU，以及其他域均可通過使能接口對(duì)網(wǎng)絡(luò)智能單元NIU下達(dá)智能分析任務(wù)，NIU接收到智能任務(wù)后協(xié)調(diào)連接、數(shù)據(jù)、模型算法、算力資源等多要素完成AI任務(wù)。新架構(gòu)核心特征基于前一章提出的6G網(wǎng)絡(luò)新架構(gòu)思考，本章將進(jìn)一步闡述6G網(wǎng)絡(luò)新架構(gòu)的核心特征。4.1架構(gòu)極簡新架構(gòu)在延續(xù)服務(wù)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，主要通過架構(gòu)簡化、接口簡化、流程簡化三個(gè)方面達(dá)成整體網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)極簡，如圖4-1所示。架構(gòu)簡化11原有5G網(wǎng)絡(luò)除基礎(chǔ)NF外，隨著新功能、新場(chǎng)景的支持，NF數(shù)量越來越多，雖然采用服務(wù)化接口，但流程設(shè)計(jì)上、數(shù)據(jù)信息方面仍然互相依賴[2][3]，故障定位或新服務(wù)部署等涉及多個(gè)網(wǎng)元及互操作接口，帶來復(fù)雜性，新架構(gòu)實(shí)現(xiàn)同類網(wǎng)元的重構(gòu)和聚合，對(duì)現(xiàn)有控制面各NF功能按照功能分類進(jìn)行精簡，將5G網(wǎng)絡(luò)中的AMF、SMF、NSSF、NEF，以及PCF和UDM的邏輯處理等部分功能納入單一的網(wǎng)絡(luò)單元NCU中；將UDM和PCF的靜態(tài)數(shù)據(jù)、UDR數(shù)據(jù)等統(tǒng)一由NDU進(jìn)行專業(yè)的數(shù)據(jù)處理；將UPF和NWDAF優(yōu)化增強(qiáng)分別作為NPU和NIU。新架構(gòu)直接將原有40余個(gè)網(wǎng)元減少到約4個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元，實(shí)現(xiàn)功能類型的歸一、服務(wù)的靈活定制，且組網(wǎng)扁平化、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單。除網(wǎng)元數(shù)量大幅縮減外，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的簡化還體現(xiàn)在：公網(wǎng)、專網(wǎng)采用相同設(shè)計(jì)架構(gòu)，便于網(wǎng)間互聯(lián)、彈性伸縮和延展，且降低運(yùn)維難度等；網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)部服務(wù)支持動(dòng)態(tài)裁剪，以適配通感一體等新場(chǎng)景，避免影響外部接口；NCU通過服務(wù)網(wǎng)格組織，提供統(tǒng)一的服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制，易于服務(wù)靈活互補(bǔ)和遷移；NCU通過引入DUE，以用戶為底座設(shè)計(jì)處理機(jī)制，增強(qiáng)基于用戶的感知和服務(wù)能力；NCU對(duì)外支持衛(wèi)星、固網(wǎng)、移動(dòng)、無線等各種異構(gòu)接入的適配，以及對(duì)4G/5G的后向兼容，內(nèi)部按照統(tǒng)一的DUE機(jī)制提供能力，因而大大降低多網(wǎng)共存的復(fù)雜性，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的統(tǒng)一，簡化網(wǎng)絡(luò)整體規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)維難度。圖4-1：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)極簡接口簡化12接口簡化主要體現(xiàn)在服務(wù)化接口數(shù)量上，通過網(wǎng)元的聚合歸一，接口數(shù)量會(huì)大幅減少，現(xiàn)有5G網(wǎng)元數(shù)量多，邏輯接口至少有80余個(gè)[2]，通過NCU等網(wǎng)絡(luò)單元的設(shè)計(jì)，原網(wǎng)元之間接口變?yōu)閮?nèi)部實(shí)現(xiàn)，僅根據(jù)互通要求按需設(shè)計(jì)外部服務(wù)，接口數(shù)量可減少至大約10個(gè)。除接口數(shù)量減少外，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元之間新建專業(yè)、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通道，與SBI服務(wù)化接口形成雙總線驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，使得數(shù)據(jù)訪問與信令交互分離，一方面信令交互滿足實(shí)時(shí)性、定制化的靈活服務(wù)要求；另一方面在數(shù)據(jù)方面，從原有的服務(wù)化接口轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口，實(shí)現(xiàn)大吞吐量、高效的數(shù)據(jù)查詢和處理。兩種交互互不影響，可異步處理、并發(fā)執(zhí)行，最終實(shí)現(xiàn)服務(wù)化接口和數(shù)據(jù)接口的簡化和高效。流程簡化流程簡化主要體現(xiàn)在網(wǎng)元之間的交互次數(shù)，即消息步驟的數(shù)量。通過網(wǎng)元聚合，尤其是依賴性強(qiáng)的網(wǎng)元聚合，原有網(wǎng)元間的信息交互轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)微服務(wù)的處理，流程上也因此得到了簡化。例如，5G網(wǎng)絡(luò)中AMF、SMF、PCF之間交互較多的會(huì)話處理、策略獲取等流程[6]，在新架構(gòu)中由同一NCU內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，通常情況下不涉及對(duì)外的交互，僅在互通或移動(dòng)等場(chǎng)景下，按需與其他NCU進(jìn)行必要的上下文傳遞等操作。經(jīng)測(cè)算，注冊(cè)、會(huì)話建立、切換流程的步驟數(shù)量分別從原有的25+降到8+、20+降到4+、30+降到8+，消息交互數(shù)量大幅減少，實(shí)現(xiàn)了流程的簡化?？傊?，6G新架構(gòu)的網(wǎng)元數(shù)量預(yù)計(jì)可減少90%，服務(wù)化接口數(shù)量可減少80%，消息步驟的數(shù)量減少70%，最終實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的極簡，如表4-1所示。13表4-1網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)極簡比較項(xiàng)目5G6G架構(gòu)簡化AMF,SMF,PCF,NRF,UDM...40+NCU,NDU,NIU,NPU...4+接口簡化N1,N2...N8880+/10+流程簡化注冊(cè)25+注冊(cè)8+會(huì)話20+會(huì)話4+切換30+切換8+4.2用戶數(shù)據(jù)為中心網(wǎng)絡(luò)最終的服務(wù)對(duì)象是用戶，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)的組織以NF互聯(lián)為用戶提供連接為目的，新架構(gòu)將突出用戶的服務(wù)，向以用戶數(shù)據(jù)為中心演進(jìn)，圍繞用戶數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)功能的快速迭代開發(fā)，如圖4-2所示，主要體現(xiàn)在用戶數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和數(shù)字孿生UE兩個(gè)方面。圖4-2：用戶數(shù)據(jù)為中心用戶數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)現(xiàn)有用戶數(shù)據(jù)采用集中部署方式，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算和存儲(chǔ)分離，例如簽約數(shù)據(jù)、策略數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在UDR中，UE上下文等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在UDSF[2]中，14但實(shí)際上，受限于部署要求、技術(shù)實(shí)現(xiàn)、廠家互操作等問題，通常大部分?jǐn)?shù)據(jù)仍然分散在UDM、PCF、AMF、SMF、NSSF等各NF中，呈現(xiàn)數(shù)據(jù)分散、多樣化等特點(diǎn)。新架構(gòu)通過NDU從用戶視角對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了進(jìn)一步梳理和分離，包括用戶簽約及策略等核心數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和算力數(shù)據(jù)等；通過幾類數(shù)據(jù)的聚合處理和分析還可實(shí)現(xiàn)按需定制網(wǎng)絡(luò)功能，例如連接增強(qiáng)、算網(wǎng)協(xié)同、定位感知一體等。NDU統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)組織方式易于利用專業(yè)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理邏輯的簡化。數(shù)字孿生UE現(xiàn)有的NF按照功能邏輯劃分，例如接入和移動(dòng)性管理、會(huì)話管理、策略控制等，通過NF間互相調(diào)用服務(wù)為UE提供數(shù)據(jù)連接，流程機(jī)制和數(shù)據(jù)處理上均以連接所需的不同功能為設(shè)計(jì)原則，不利于用戶維度的管理，較難直觀的提升用戶視角的服務(wù)體驗(yàn)。NCU加強(qiáng)用戶服務(wù)設(shè)計(jì)，在NCU中動(dòng)態(tài)構(gòu)建用戶級(jí)數(shù)字孿生DUE，與PUE伴生，基于用戶進(jìn)行信令處理和管理，主要優(yōu)勢(shì)是DUE能夠拉取全量數(shù)據(jù)，圍繞數(shù)據(jù)對(duì)外提供能力，避免了數(shù)據(jù)不一致的問題；DUE匯聚的數(shù)據(jù)僅需一份，重復(fù)數(shù)據(jù)量減少，解決現(xiàn)有多NF各自保存數(shù)據(jù)，導(dǎo)致存儲(chǔ)資源浪費(fèi)、網(wǎng)絡(luò)資源消耗大等問題，從而提升整體性能；另外，DUE具備驅(qū)動(dòng)AI的能力，減少數(shù)據(jù)的收集，可降低網(wǎng)絡(luò)為AI服務(wù)的開銷，賦能AI演進(jìn)。總之，通過用戶視角數(shù)據(jù)的聚合分析和用戶級(jí)數(shù)字孿生的處理機(jī)制，設(shè)計(jì)以用戶數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，基于用戶業(yè)務(wù)需求驅(qū)動(dòng)任務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)連接+算力+能力的整體協(xié)同。4.3智能內(nèi)生6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的智能內(nèi)生主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)組織和智能服務(wù)能力兩方面的優(yōu)化和增強(qiáng)。分布式智能內(nèi)生架構(gòu)現(xiàn)有5G網(wǎng)絡(luò)主要采用集中式的獨(dú)立AI[7]（例如NWDAF），各網(wǎng)元(AMF、SMF等)本15身缺乏AI能力，依賴于獨(dú)立AI的集中分析，也因此可能帶來一些問題，例如集中式AI需要收集大量數(shù)據(jù)，嚴(yán)重消耗通信網(wǎng)絡(luò)資源；集中式處理、分析、反饋的方式在規(guī)模組網(wǎng)下時(shí)效性等要求較難保障；AI分析往往需要算力資源，集中的AI分析需要算力資源的高度聚合，較難高效利用多點(diǎn)、邊緣的算力資源等。6G網(wǎng)絡(luò)智能化架構(gòu)將呈現(xiàn)智能內(nèi)生、分布式協(xié)同的特點(diǎn)，即“獨(dú)立AI+內(nèi)嵌AI”混合模式，如圖4-3所示，NCU、NPU、NDU等網(wǎng)絡(luò)單元一方面通過內(nèi)嵌NIU服務(wù)，本身具備數(shù)據(jù)處理和AI分析能力，同時(shí)與獨(dú)立NIU組成分布式學(xué)習(xí)和推理框架，按需、動(dòng)態(tài)調(diào)配各NIU的數(shù)據(jù)、能力和算力資源，共同構(gòu)建多點(diǎn)協(xié)同的智能內(nèi)生網(wǎng)絡(luò)。另外，NCU內(nèi)置的DUE還可代理用戶獨(dú)立創(chuàng)建AI任務(wù)，對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行端到端監(jiān)控及保障，以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)或業(yè)務(wù)的遷移。架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是本著AI分析盡可能靠近數(shù)據(jù)源的原則，獨(dú)立NIU可按需收集數(shù)據(jù)，或采用分布式學(xué)習(xí)方式傳遞模型參數(shù)等，從而大大減少通信資源的消耗；通過多NIU的協(xié)同，聚焦規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的分布式、多點(diǎn)、跨層級(jí)的服務(wù)協(xié)作，充分利用各獨(dú)立和內(nèi)嵌NIU的數(shù)據(jù)、能力、本地的算力資源等，根據(jù)時(shí)效、模型準(zhǔn)確性等性能要求靈活處理，最終實(shí)現(xiàn)信息全面并安全、特性互補(bǔ)及增強(qiáng)的群智協(xié)同。圖4-3：分布式智能內(nèi)生架構(gòu)智能服務(wù)能力提升16考慮到目前網(wǎng)絡(luò)AI在能力方面存在數(shù)據(jù)處理不夠靈活、分布式學(xué)習(xí)能力弱、缺少?zèng)Q策反饋機(jī)制、知識(shí)積累欠缺、協(xié)同簡單等問題，6G智能內(nèi)生架構(gòu)將聚焦提升數(shù)據(jù)內(nèi)生、分布式學(xué)習(xí)、自主決策、知識(shí)儲(chǔ)備、協(xié)同開放五個(gè)方面能力。數(shù)據(jù)內(nèi)生：NIU與NDU配合，在保證數(shù)據(jù)可靠性和安全隱私的前提下，支持對(duì)網(wǎng)絡(luò)中海量、多態(tài)、異構(gòu)數(shù)據(jù)的感知、收集、處理、存儲(chǔ)等，同時(shí)增強(qiáng)數(shù)據(jù)相關(guān)的AI分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)生；分布式學(xué)習(xí)：因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)的安全隱私要求更高、服務(wù)也逐漸向邊緣深入和延展，集中式的學(xué)習(xí)方法將會(huì)面臨數(shù)據(jù)隱私、通信開銷、服務(wù)時(shí)效等多方面問題，應(yīng)重點(diǎn)聚焦分布式AI架構(gòu)多點(diǎn)協(xié)同的學(xué)習(xí)方法，例如各NIU之間、NIU與DUE之間支持聯(lián)邦學(xué)習(xí)[8]、多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)[9]、群體學(xué)習(xí)[10]等。自主決策：6G網(wǎng)絡(luò)多變、服務(wù)復(fù)雜、柔性等趨勢(shì)推動(dòng)引入AI技術(shù)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)的決策能力，NIU的決策模塊通過與其他網(wǎng)絡(luò)單元協(xié)作，支持自適應(yīng)的多點(diǎn)協(xié)作、動(dòng)態(tài)調(diào)整、閉環(huán)的自主決策服務(wù)。知識(shí)儲(chǔ)備：6G高效、可持續(xù)性運(yùn)營的關(guān)鍵是注重知識(shí)的積累、儲(chǔ)備及靈活運(yùn)用，NIU通過知識(shí)倉庫的構(gòu)建，支持遷移學(xué)習(xí)[11]、持續(xù)學(xué)習(xí)[12]等知識(shí)驅(qū)動(dòng)的AI學(xué)習(xí)方法，達(dá)成數(shù)據(jù)和知識(shí)雙驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)智能。協(xié)同開放：由于6G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)及終端異構(gòu)、各域各層級(jí)服務(wù)和性能差異大等特點(diǎn)，6G智能內(nèi)生網(wǎng)絡(luò)需要跨層跨域的NIU協(xié)同，以更好的共享和開放AIaaS服務(wù)，主要包括推理和決策、模型訓(xùn)練、算力資源、數(shù)據(jù)和知識(shí)等全方位的AI服務(wù)協(xié)同?？傊郚IU協(xié)同共同構(gòu)建智能面，助力6G兼顧網(wǎng)絡(luò)的彈性極簡和服務(wù)的靈活定制，打造“智簡網(wǎng)絡(luò)”。174.4分布自治現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)主要采用2C公網(wǎng)相對(duì)集中和2B定制網(wǎng)相對(duì)分散的組網(wǎng)模式。未來隨著新場(chǎng)景的出現(xiàn)、極致服務(wù)體驗(yàn)要求的提出，各行各業(yè)由于安全、服務(wù)范圍、能力和性能等因素，獨(dú)立專網(wǎng)將會(huì)越來越多，網(wǎng)絡(luò)之間既需要區(qū)隔自治，同時(shí)也存在通過相互連接實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)增強(qiáng)的需求；另外，由于相對(duì)集中式的網(wǎng)絡(luò)部署故障影響范圍非常大，存在較高的安全可靠性風(fēng)險(xiǎn)，也迫切需要支持分布式的建設(shè)模式。新架構(gòu)將從相對(duì)集中+分散模式向域內(nèi)自治、域間互聯(lián)模式轉(zhuǎn)變。每個(gè)自治域類似于局域網(wǎng)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，范圍有限，不會(huì)影響到整體網(wǎng)絡(luò)；同時(shí)工業(yè)制造、車聯(lián)網(wǎng)、XR沉浸式體驗(yàn)等場(chǎng)景均需要通過自治域形態(tài)，使得用戶、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)三者在空間上盡可能靠近，實(shí)現(xiàn)高帶寬、低時(shí)延等更好的保障，以獲得更好的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。多個(gè)自治域還可依據(jù)擴(kuò)大覆蓋范圍或接入需求，通過骨干網(wǎng)互聯(lián)互通，形成更廣域的網(wǎng)絡(luò)，如圖4-4所示。圖4-4分布自治架構(gòu)域內(nèi)自治一定數(shù)量的無線基站、一定規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施、分布式核心網(wǎng)可在一定的空間范圍內(nèi)構(gòu)建18一個(gè)獨(dú)立的自治域。單域內(nèi)可以包括全套的NCU、NPU、NDU、NIU；也可以僅有NCU、NPU和部分NDU，其中NDU和NIU還可通過多個(gè)NCU之間的協(xié)商借助上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)的NDU和NIU能力。NCU是集中控制點(diǎn)，域內(nèi)基站、NPU、NDU、NIU均向NCU注冊(cè)，相互之間的發(fā)現(xiàn)通過NCU支持，以實(shí)現(xiàn)無線基站的免配置及即插即用；NPU在進(jìn)行性能擴(kuò)展時(shí)，也可做到即插即用。域間互聯(lián)自治域互聯(lián)的目的是擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的范圍，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是一張網(wǎng)覆蓋的范圍盡可能廣，分布式架構(gòu)則是通過自治域間互聯(lián)的方式擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)需要增加覆蓋范圍或接入能力時(shí)，原有網(wǎng)絡(luò)基本上不受影響，例如不需要多個(gè)NF之間進(jìn)行互聯(lián)互通等。每個(gè)NCU具備唯一標(biāo)識(shí)，NCU之間通過標(biāo)識(shí)進(jìn)行互聯(lián)。在不同NCU之間互聯(lián)的基礎(chǔ)上，還可進(jìn)一步協(xié)商新的能力，例如專網(wǎng)和公網(wǎng)之間的協(xié)商，專網(wǎng)部分業(yè)務(wù)在內(nèi)部完成處理，當(dāng)需要使用互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)時(shí)，專網(wǎng)NPU與公網(wǎng)NPU之間，通過NCU之間的協(xié)商建立VPN傳輸隧道，即可通過公網(wǎng)NPU訪問互聯(lián)網(wǎng)。在安全方面，域間安全互信可通過區(qū)塊鏈或其他分布式安全技術(shù)進(jìn)行認(rèn)證后，進(jìn)行互聯(lián)互通，傳輸數(shù)據(jù)和信令等。域間遷移當(dāng)用戶在移動(dòng)過程中，即將跨越自治域的邊緣時(shí)，則需要實(shí)現(xiàn)自治域間的遷移。NCU中的DUE通過監(jiān)控用戶的移動(dòng)軌跡，可向用戶推薦下一個(gè)合適接入的自治域，自治域的推薦以保障用戶當(dāng)前進(jìn)行的業(yè)務(wù)連續(xù)性為主要依據(jù)，例如需要考慮下一個(gè)自治域的帶寬、時(shí)延、業(yè)務(wù)需要的算力等因素。如果業(yè)務(wù)較為重要，在域間遷移前可通過NCU之間進(jìn)行協(xié)商，例如用戶需求在新域中能否滿足，如果滿足，則進(jìn)行業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的并發(fā)遷移。另外，在遷移過19程中，用戶可以保持多域接入，直到新域和業(yè)務(wù)均已做好準(zhǔn)備后，再進(jìn)行無縫切換。總之，新架構(gòu)通過分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)，適配差異化網(wǎng)絡(luò)需求，實(shí)現(xiàn)域內(nèi)自治和域間互聯(lián)。新架構(gòu)新業(yè)務(wù)6G網(wǎng)絡(luò)提供了更大的帶寬、更低的時(shí)延、更全的接入方式，更簡便的架構(gòu)和更智能的網(wǎng)絡(luò)能力，將帶來更多樣化的新業(yè)務(wù)和新模式，例如：面向沉浸式XR、元宇宙等新業(yè)務(wù)能力、面向空天地海全接入的全域業(yè)務(wù)服務(wù)、面向各區(qū)域和行業(yè)的分布式自治專網(wǎng)等2C、2B應(yīng)用場(chǎng)景，以更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)能力為未來豐富多彩的生活和生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。5.1“虛實(shí)通感”類業(yè)務(wù)沉浸式XR、元宇宙作為未來主流的通信方式，通過與用戶的所有感官互動(dòng)，為用戶帶來多維感知融合、身臨其境的沉浸式交互體驗(yàn)。沉浸式XR、元宇宙對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)、可靠性以及音視頻渲染質(zhì)量、效率等提出了嚴(yán)苛的要求。如圖5-1。DUE作為用戶XR終端的數(shù)字孿生體，在網(wǎng)絡(luò)中起到中樞和紐帶的作用；一方面，依據(jù)業(yè)務(wù)需求向NCU、NDU提出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)等需求，完成連接、算力和能力的協(xié)同；另一方面，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)NDU/NIU執(zhí)行與業(yè)務(wù)相關(guān)的各種任務(wù)，包括AI任務(wù)：進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、模型訓(xùn)練、分析推理、算力調(diào)度等處理，并將數(shù)據(jù)、模型、分析結(jié)果等根據(jù)需要反饋給NCU。NCU負(fù)責(zé)資源調(diào)度和協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求感知和靈活定制能力，進(jìn)行QoS監(jiān)控和QoE保障；當(dāng)XR業(yè)務(wù)發(fā)起時(shí)，NCU申請(qǐng)調(diào)度與業(yè)務(wù)需求相匹配的網(wǎng)絡(luò)和算力資源，確保XR的多維感知業(yè)務(wù)流和實(shí)時(shí)交互業(yè)務(wù)流能同步可靠傳輸；在XR業(yè)務(wù)過程中，NCU根20據(jù)不同DUE的要求，驅(qū)動(dòng)NDU/NIU啟動(dòng)若干任務(wù)（如：軌跡跟蹤預(yù)測(cè)任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)任務(wù)、視頻質(zhì)量監(jiān)測(cè)任務(wù)等），對(duì)網(wǎng)絡(luò)QoS及業(yè)務(wù)QoE進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析，通過網(wǎng)絡(luò)資源和業(yè)務(wù)流之間的實(shí)時(shí)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的流量動(dòng)態(tài)自適應(yīng)，確保用戶最佳服務(wù)體驗(yàn)。圖5-1：新架構(gòu)支持沉浸式XR軌跡跟蹤預(yù)測(cè)任務(wù)：實(shí)時(shí)跟蹤用戶軌跡，并通過NIU的AI能力對(duì)用戶軌跡進(jìn)行預(yù)測(cè)，在XR業(yè)務(wù)過程中，NCU根據(jù)軌跡跟蹤預(yù)測(cè)任務(wù)的結(jié)果提前做好網(wǎng)絡(luò)連接和算力資源準(zhǔn)備，在用戶移動(dòng)過程中保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性；推動(dòng)XR、元宇宙從固定場(chǎng)所走向更廣闊的空間。網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)任務(wù)：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能力與業(yè)務(wù)需求不匹配的情況，NCU及時(shí)提出新的資源分配請(qǐng)求，對(duì)資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，保證用戶體驗(yàn)。同時(shí)，NCU可以通過能力開放接口，將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息開放給業(yè)務(wù)，以便業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)感知網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時(shí)，XR業(yè)務(wù)能迅速調(diào)整業(yè)務(wù)編解碼和傳輸流量模型，幫助業(yè)務(wù)快速適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，同時(shí)將不重要的數(shù)據(jù)包丟棄，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞進(jìn)一步惡化。21視頻質(zhì)量監(jiān)測(cè)任務(wù)：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)XR業(yè)務(wù)視頻質(zhì)量，NCU能精確感知XR業(yè)務(wù)需求，NPU可以識(shí)別XR業(yè)務(wù)流特征及業(yè)務(wù)屬性差異，采用AI能力設(shè)置特性化的QoS對(duì)音視頻流、觸覺信號(hào)流、傳感器信號(hào)等進(jìn)行傳輸保障，通過AI技術(shù)降低管理的復(fù)雜度，支持大密度XR業(yè)務(wù)流情況下的一致性體驗(yàn)。在音視頻渲染和多感融合方面，AI技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。NIU作為網(wǎng)絡(luò)智能單元，可以內(nèi)置和外掛多種AI能力，如AR標(biāo)記、XR渲染、音視頻編解碼、ASR、TTS等；獨(dú)立NIU和內(nèi)嵌NIU混合組網(wǎng)，形成分布式智能內(nèi)生架構(gòu)，結(jié)合深度學(xué)習(xí)、聯(lián)邦學(xué)習(xí)等AI技術(shù)，為沉浸式XR、元宇宙提供強(qiáng)大的AI能力。5.2“全域智聯(lián)”類業(yè)務(wù)空天地海是未來5G-A/6G通信的重要方向[13]，面向山區(qū)、沙漠、海洋、空中等提供寬帶接入或廣域物聯(lián)。空天地海一體化融合通信，通過分布式網(wǎng)絡(luò)覆蓋全域，實(shí)現(xiàn)用戶隨時(shí)隨地的網(wǎng)絡(luò)接入。其次，未來空天地海通信是全異構(gòu)、多模態(tài)接入，需要支持衛(wèi)星、飛機(jī)、空中平臺(tái)（HAPS)、無人機(jī)、地面基站、固定網(wǎng)絡(luò)等多種接入方式，網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性、傳輸環(huán)境多樣化等對(duì)核心網(wǎng)的融合提出了挑戰(zhàn)。多接入適配器針對(duì)多模態(tài)接入，通過不同的適配器，適配不同的接入方式，適配器以組件或微服務(wù)的方式實(shí)現(xiàn)，可以在NCU中即插即用，進(jìn)行不同協(xié)議的適配和轉(zhuǎn)換。如圖5-2。NCU采用統(tǒng)一的DUE對(duì)終端進(jìn)行建模和管理，提供統(tǒng)一的鑒權(quán)方式、統(tǒng)一的用戶數(shù)據(jù)管理，保障業(yè)務(wù)的連續(xù)性。22圖5-2：新架構(gòu)支持多接入融合空天地海一體化未來空天地海的發(fā)展方向是天基網(wǎng)絡(luò)、空基網(wǎng)絡(luò)與地基網(wǎng)絡(luò)融合一體，通過NCU、NDU、NPU的協(xié)同提供空天地海一張網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)空天地海全面覆蓋。如圖5-3。圖5-3：新架構(gòu)支持空天地海協(xié)同組網(wǎng)其次，未來空天網(wǎng)絡(luò)也將面臨著時(shí)延大、移動(dòng)快等許多挑戰(zhàn)，例如每顆LEO衛(wèi)星服務(wù)用戶的單次時(shí)長僅分鐘級(jí)，導(dǎo)致頻繁的切換。因此，需要增強(qiáng)的移動(dòng)性管理能力，簡化流程、提高切換的可靠性。在新的極簡架構(gòu)下，通過DUE的用戶主副本數(shù)據(jù)快速同步的方式，減23少切換的消息數(shù)，縮短切換流程。5.3“自治專網(wǎng)”類業(yè)務(wù)分布式、自治域的網(wǎng)絡(luò)模式能夠很好的支撐各種行業(yè)專網(wǎng)，行業(yè)客戶可以根據(jù)自己的需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定制；例如定制確定性的網(wǎng)絡(luò)用于工業(yè)機(jī)器人協(xié)同作業(yè)，或者定制小型核心網(wǎng)進(jìn)行車載組建自己的移動(dòng)局域網(wǎng)用于野外勘探等場(chǎng)景；其他如體育賽事、音樂會(huì)等場(chǎng)景的臨時(shí)專網(wǎng)，飛機(jī)、輪渡等場(chǎng)景的小型移動(dòng)專網(wǎng)，企業(yè)、校園等場(chǎng)景的園區(qū)專網(wǎng)都可以對(duì)核心網(wǎng)進(jìn)行按需定制。定制的專網(wǎng)可以具備以下特性：專網(wǎng)是一個(gè)自治域。類似于有線的局域網(wǎng)絡(luò)，終端可以訪問專網(wǎng)內(nèi)的服務(wù)，也可以在專網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)終端間互訪，例如：校園網(wǎng)用戶訪問校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，或者企業(yè)內(nèi)工業(yè)終端設(shè)備之間的互訪。專網(wǎng)可以連接至公網(wǎng)。接入到專網(wǎng)的終端可以通過專網(wǎng)連接至公網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)訪問和區(qū)分計(jì)費(fèi)，本地專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)終端用戶和用戶歸屬網(wǎng)絡(luò)間的橋接功能，例如：機(jī)載用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。專網(wǎng)可以共享。外部非專網(wǎng)的用戶也可以通過專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)到公網(wǎng)的接入和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，解決局部地域網(wǎng)絡(luò)覆蓋的問題。此時(shí)，企業(yè)專網(wǎng)需要在保障自身網(wǎng)絡(luò)安全的前提下，實(shí)現(xiàn)用戶和公網(wǎng)間的橋接功能。例如：公網(wǎng)用戶臨時(shí)接入企業(yè)專網(wǎng)轉(zhuǎn)接至公網(wǎng)。專網(wǎng)可以連接至多個(gè)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)。接入專網(wǎng)的用戶可能來自于不同運(yùn)營商，因此專網(wǎng)也需要能夠?qū)崿F(xiàn)與多個(gè)運(yùn)營商公網(wǎng)的互連互通。專網(wǎng)之間可以互連互通。其他專網(wǎng)的用戶可以通過當(dāng)前所在位置的專網(wǎng)接入至歸屬專網(wǎng)，例如：兩個(gè)友好專網(wǎng)之間用戶可以互相漫游接入。以上的特性中，通過專網(wǎng)訪問外網(wǎng)或通過外網(wǎng)訪問專網(wǎng)的特性，主要建立在分布式網(wǎng)24絡(luò)的域間互聯(lián)能力上，如圖5-4，并可參見4.4章節(jié)。圖5-4新架構(gòu)支持自治專網(wǎng)6G網(wǎng)絡(luò)展望與倡議網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是6G研究的關(guān)鍵問題，是實(shí)現(xiàn)“虛實(shí)通感、全域智聯(lián)”愿景的基礎(chǔ)。業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求、DOICT技術(shù)的引入等，都將對(duì)6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)產(chǎn)生影響，基于當(dāng)前的認(rèn)識(shí)和判斷，本白皮書提出對(duì)6G網(wǎng)絡(luò)新架構(gòu)的初步思考，隨著技術(shù)的演進(jìn)發(fā)展，本白皮書還將迭代更新。當(dāng)前階段，針對(duì)6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)仍處于開放討論階段，很多問題還需要研討，一些關(guān)鍵技術(shù)還需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。端到端跨層跨域的協(xié)同非常重要，需要設(shè)計(jì)跨域協(xié)同機(jī)制以及跨協(xié)議的信息傳遞方法，甚至是跨領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合設(shè)計(jì)。中國電信和中興通訊愿攜手學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界的伙伴，共同研討6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)，共同解決瓶頸問題，共同推動(dòng)6G技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。25縮略語英文縮寫英文全拼中文2BToB面向行業(yè)用戶2CToC面向個(gè)人用戶3GPP3rdGenerationPartnershipProject第三代合作伙伴計(jì)劃AIArtificialIntelligence人工智能AMFAccessandMobilityManagement接入和移動(dòng)管理功能FunctionASRAutomaticSpeechRecognition自動(dòng)語音識(shí)別AIaaSAIasaServiceAI即服務(wù)DDAAData-drivenDistributedAutonomous數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的分布自治Architecture架構(gòu)DUEDigitalUserEquipment數(shù)字用戶終端DOICTData&Operational&Information&數(shù)據(jù)、運(yùn)營、信息、通CommunicationTechnology信技術(shù)DPUDataProcessingUnit數(shù)據(jù)處理單元FPGAFieldProgrammableGateArray現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列GPUGraphicsProcessingUnit圖形處理器HAPSHighAltitudePlatformStation高空平臺(tái)IPv6InternetProtocolVersion6互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版LEOLowEarthOrbitSatellite低軌道地球衛(wèi)星LSTMLongShort-TermMemory長短期記憶MLMachineLearning機(jī)器學(xué)習(xí)NCUNetworkControlUnit網(wǎng)絡(luò)控制單元NDUNetworkDataUnit網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)單元NIUNetworkIntelligenceUnit網(wǎng)絡(luò)智能單元NPUNetworkPacketUnit網(wǎng)絡(luò)報(bào)文處理單元NFNetworkFunction網(wǎng)絡(luò)功能26NEFNetworkExposureFunction網(wǎng)絡(luò)開放功能NRFNFRepositoryFunction網(wǎng)元存儲(chǔ)功能NSSFNetworkSliceSelectionFunction網(wǎng)絡(luò)切片管理功能NWDAFNetworkDataAnalyticsFunction網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析功能PCFPolicyControlfunction策略控制功能PUEPhysicalUserEquipment用戶物理終端QoEQualityo