vivo-通信行業(yè)6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

Vivo2023年10月第一章第二章第三章第四章4.1移動算網(wǎng)融合184.2通感一體214.3近零功耗物聯(lián)網(wǎng)254.3Al賦能網(wǎng)絡(luò)294.5數(shù)據(jù)服務(wù)和數(shù)據(jù)面314.6分布式網(wǎng)絡(luò)334.7天地一體化35第五章 第一章2020年10月，vivo通信研究院發(fā)布了《數(shù)字生活2030+》和《6G愿景、需求與挑戰(zhàn)》兩本白皮書[1][2],提出了構(gòu)建自由連接的物理與數(shù)字融合世界的6G愿景和用例。2022年7月，vivo通信研究院發(fā)布了《6G服務(wù)、能力與使能技術(shù)》白皮書[5],提出了6G將提供超強(qiáng)通信、基礎(chǔ)信息和融合計算三大類服務(wù)，并進(jìn)一步闡述了三伴隨著6G研究的系統(tǒng)開展，業(yè)界期望基于前期研究成果逐步形成對6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的總體視圖。在6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)總體視圖的框架下，對各個6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)方向進(jìn)行細(xì)化研究，從而形成面向未來6G標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)的整體方案。vivo通信研究院攜手合作伙伴，對6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，并開展了6G關(guān)鍵技術(shù)的評估與驗證。本白皮書進(jìn)一步闡述了vivo對6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計原則、總體視圖和關(guān)鍵技術(shù)的初步觀點(diǎn)和最新成果，為行業(yè)6G發(fā)展第二章6G作為全新的一代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其架構(gòu)設(shè)計需遵循3方面原則：繼承5G優(yōu)勢，滿足新場景、新服務(wù)和新技術(shù)的需求，以及持續(xù)提升基礎(chǔ)能力。vivo通信研究院2.1繼承5G優(yōu)勢從移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程來看，新一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與前一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之間一般都會存在著緊密的關(guān)聯(lián)性。6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計應(yīng)該繼承5G網(wǎng)絡(luò)中成功的高價值特性，并在此基礎(chǔ)之上進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)性能和服務(wù)質(zhì)量，包括如下方面：服務(wù)化是將單體應(yīng)用轉(zhuǎn)換為一組可獨(dú)立構(gòu)建、測試、部署和運(yùn)行的服務(wù)的設(shè)計理念。5GSBA可以根據(jù)具體需求組合和部署不同服務(wù)，避免功能的重復(fù)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的快速創(chuàng)新和迭代，具有更高的靈活性和可重用性，在5G網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛商用部署。但5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)定義的顆粒度較粗，依然未跳出傳統(tǒng)核心網(wǎng)控制面的功能范圍。并且，服務(wù)化接口和傳輸協(xié)議僅面向核心網(wǎng)控制面交互，在核心網(wǎng)用戶面和端到端各域交互時繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的非服務(wù)化接口，可能導(dǎo)致復(fù)雜度增加和效率降低。6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)該延續(xù)服務(wù)化的設(shè)計理念，進(jìn)一步探討標(biāo)準(zhǔn)定義的網(wǎng)絡(luò)功能的顆粒度和范圍，例如定義原子化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，按需將服務(wù)化拓展線接入網(wǎng))。6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)還可以進(jìn)一步探討優(yōu)化服務(wù)化所使用的傳輸協(xié)議效率，例如引入QUIC(QuickIPv6,基于IPv6的段路由)等?！?G網(wǎng)絡(luò)采用C(ControlPlane,控制面)和U(UserPlane,用戶面)分離設(shè)計，控制面和用戶面都有獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)功能節(jié)點(diǎn)。核心網(wǎng)C/U分離的架構(gòu)使得控制面和用戶面可以獨(dú)立地進(jìn)行部署、管理和升級，用戶面功能按需分布部署可滿足低延遲的應(yīng)用功能需求。6G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該延續(xù)C/U分離的設(shè)計理念，進(jìn)一步探討網(wǎng)絡(luò)功能的拆分和原子化，以更適應(yīng)分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)部署。例如部分網(wǎng)絡(luò)功能下沉到邊緣節(jié)點(diǎn)和部分功能集中到中心節(jié)點(diǎn)，達(dá)到移動性和網(wǎng)絡(luò)性能的平衡。高QoS(QualityofService,服務(wù)質(zhì)量)保C障是移動網(wǎng)絡(luò)的重要特征之一。相比于4G,5GQoS控制的最小顆粒度從EPS(EvolvedPacketSystem,演進(jìn)分組系統(tǒng))承載細(xì)化為QoS流，該細(xì)化有助于對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。5G引入延遲關(guān)鍵(Delay-比特率)類型，為不同服務(wù)更好地分配所需的資源類型，保證了服務(wù)質(zhì)量?？梢灶A(yù)見，6G網(wǎng)絡(luò)將在5GQoS機(jī)制的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增強(qiáng)支持多連接(如多流并發(fā)協(xié)同)、新服務(wù)的QoS控制(如融合計算服務(wù)的QoS增強(qiáng))等。ExposureFunction,網(wǎng)絡(luò)開放功能)或CAPIF(CommonAPIFramework,通用力等數(shù)據(jù)，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用功能的融合創(chuàng)5G網(wǎng)絡(luò)信息開放僅包括了有限的定位和通信數(shù)據(jù)，同時由于涉及隱私等問題，基于標(biāo)準(zhǔn)NEF或API框架的5G對外能力開放尚未大規(guī)模部署6G網(wǎng)絡(luò)將繼續(xù)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)信息開放，進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部海量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集效率，增強(qiáng)數(shù)據(jù)隱私保護(hù)。同時，探索6G網(wǎng)絡(luò)更高效便捷的對外開放信息方式(例如應(yīng)用服務(wù)器直接通過用戶面功能獲取網(wǎng)絡(luò)開放信息),提供更為普遍的數(shù)據(jù)和信息服務(wù)。5G標(biāo)準(zhǔn)在持續(xù)增強(qiáng)演進(jìn)過程中，引入很多新特性。其中，網(wǎng)絡(luò)智能化和MEC(Multi-AccessEdgeComputing,多接入邊緣計算)提高了網(wǎng)絡(luò)的效率和性能；NTN(Non-TerrestrialNetworks,非地面網(wǎng)絡(luò))提供了更大范圍的網(wǎng)絡(luò)覆蓋；定位、通感和AloT(Ambientpower-enabledInternetofThings,環(huán)境供能物聯(lián)網(wǎng))則以相對低開銷的融合設(shè)計支持了更多的服務(wù)和應(yīng)用。6G網(wǎng)絡(luò)將繼承這些重要特性，并且需要在6G設(shè)計之初考慮如何原生支持這些特性。為了保障前期網(wǎng)絡(luò)的投資和使用，6G網(wǎng)絡(luò)還需要具備平滑演進(jìn)特征，支持與5G兼容和互操作。2.2滿足6G新需求2.2.1滿足新場景和新服務(wù)的需求R(InternationalTelecommunicationUnion-RadiocommunicationSector,國際電信聯(lián)盟無線電通信部門)完成的《IMT面向2030及未來發(fā)展的框架和總體目標(biāo)建議書》[4]提出了沉浸式通信、超大規(guī)模連接、極高可靠低時延、人工智能與通信的融合、感知與通信的融合、泛在連接等六大場景。為滿足上述場景需求，6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)除支持增強(qiáng)通信服務(wù)外，還需要支持感知服務(wù)、Al(ArtificialIntelligence,人工智能)服務(wù)和計算服務(wù)等。白皮書[5]將場景所需的新服務(wù)梳理為對5G通信增強(qiáng)的超強(qiáng)通信服務(wù)，提供定位、感知、網(wǎng)絡(luò)信息開放和行業(yè)功能信息的基礎(chǔ)信息服務(wù)，以及提供包括Al在內(nèi)的融合計算服務(wù)。除新服務(wù)外，新場景還需要6G網(wǎng)絡(luò)通過極簡空口技術(shù)和極簡網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支持極低功耗甚至零功耗的loT(InternetofThings,物聯(lián)網(wǎng))設(shè)備接入，通過地面網(wǎng)絡(luò)和非地面網(wǎng)絡(luò)原生融合支持超越5G覆蓋的泛在連接需求。因此，6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計需要引入新功能和流程以支持6G新場景和新服務(wù)，包括以下內(nèi)容：面向感知服務(wù)和計算服務(wù)的需求，引入感知功能和計算功能負(fù)責(zé)相關(guān)服務(wù)的控制和執(zhí)行。求，需要6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)引入數(shù)據(jù)功能，綜合各個服務(wù)需求統(tǒng)一支持高效的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部數(shù)據(jù)收集和傳輸，避免單個用例的碎新服務(wù)需要6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)高效組織各個服務(wù)所需的功vivo通信研究院通信系統(tǒng)中存在很多無法準(zhǔn)確建模的問題，如信道的變化特性和功率放大器對信號的非線性影響等。Al與移動網(wǎng)絡(luò)融合后，借助Al能力可從大量無線通信數(shù)據(jù)中提取隱含的關(guān)系、特征或知識等，更準(zhǔn)確地完成復(fù)雜問題的建模。Al通過數(shù)據(jù)驅(qū)動可以映射出輸入信息(如狀態(tài)、條件、歷史結(jié)果等)與潛在解決方案的關(guān)系。對于通信系統(tǒng)中不易獲得閉式解或沒有閉式解的問題，例如UE(UserEquipment,用戶設(shè)備)軌跡預(yù)測，基于Al的解決方案可以直接給出對應(yīng)問題的解或近似解?；贏l還可以將通信系統(tǒng)聯(lián)合優(yōu)化問題(如跨層優(yōu)化)中的多個相關(guān)功能模塊建模為一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將復(fù)雜的多模塊關(guān)聯(lián)問題轉(zhuǎn)換為簡單的數(shù)據(jù)擬合或回歸問題，得到接近全局最優(yōu)的解決方案。從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計的角度，6G設(shè)計之初需要考慮端到端支持內(nèi)生Al能力。面向各網(wǎng)絡(luò)智能化用例的公共需求和功能，通過架構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一支持，避免各用例重復(fù)研究和打補(bǔ)丁方式的標(biāo)準(zhǔn)化。Vivo無源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以RFID(RadioFrequencyldentification,射頻無線電識別)為代表的無源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使用反向散射通信和無線供能，打造無源低成本終端設(shè)備，與讀寫器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。該系統(tǒng)目前已經(jīng)在物品識別、倉儲物流等場景廣泛使用。但是RFID系統(tǒng)在覆蓋范圍、通信速率、連接數(shù)、安全鑒權(quán)等方面的性能都較差，無法很好地滿足泛在物聯(lián)網(wǎng)的需求。6G網(wǎng)絡(luò)與無源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合可以利用蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，支持中低速數(shù)據(jù)傳輸以及高精度定位(米級或亞米級),滿足工業(yè)制造、智慧交通、智慧農(nóng)業(yè)、智能家居等領(lǐng)域接入需求。接入技術(shù)上，通過簡化6G空口功能、協(xié)議和流程，極大降低終端復(fù)雜度，使其以接近零的功耗完成廣域數(shù)據(jù)接入。從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計的角度，6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)充分考慮廣泛分布的基站和終端，支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，滿足海量多樣的近零功耗物聯(lián)網(wǎng)終端的接入。在功能設(shè)計上，考慮近零功耗物聯(lián)網(wǎng)終端的控制、管理、高精度定位和中小帶寬業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)染W(wǎng)絡(luò)功能與6G網(wǎng)絡(luò)融合設(shè)計，在保障終端極簡的同時以較低的網(wǎng)絡(luò)成衛(wèi)星移動通訊技術(shù)衛(wèi)星移動通訊技術(shù)衛(wèi)星通信是一種以人造衛(wèi)星為中繼器來傳輸信息的通信方式，人造衛(wèi)星軌道位置高，覆蓋范圍更廣，成為地面蜂窩通信的有效補(bǔ)充。隨著新型HTS(High-ThroughputSatellite,高通量衛(wèi)星)的出現(xiàn)，星間鏈路技術(shù)(inter-satellitelink,ISL),以及MEO(MiddleEarthOrbit,中軌道衛(wèi)星)、LEO(LowEarthOrbit,低軌道地球衛(wèi)星)星座的發(fā)展，未來衛(wèi)星通信系統(tǒng)有望大幅節(jié)省運(yùn)營成本，增強(qiáng)接入能與蜂窩網(wǎng)絡(luò)相比，現(xiàn)有衛(wèi)星通信仍主要依賴專用用戶終端，其高昂的價格很難在普通用戶中得到廣泛推廣，地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)的全面一體化將改變這一現(xiàn)狀。衛(wèi)星通信行業(yè)可以充分利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的快速發(fā)展和規(guī)模經(jīng)濟(jì)紅利，將終端成本和服務(wù)價格降到更具吸引力的水平。全球統(tǒng)一的地面與非地面融合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也將克服不同衛(wèi)星系統(tǒng)之間的差異障礙，使得用戶可以在不同運(yùn)營商的地面網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)之間自由漫游，實(shí)現(xiàn)全球立體全覆蓋。6G在設(shè)計之初就需全面考慮地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的一體化融合設(shè)計，減少終端的特性的差異，最大化的發(fā)揮衛(wèi)星通信的優(yōu)勢。vivo通信研究院2.3持續(xù)提升基礎(chǔ)能力ITU針對每代移動通信系統(tǒng)均提出了相比于上一代更高的指標(biāo)要求[4]。6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計需要持續(xù)提升基礎(chǔ)能力，實(shí)現(xiàn)更好的用戶體驗，更好的安全性能，更低的部署和運(yùn)營成本，更靈活的業(yè)務(wù)快速部署和上線。6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計需要持續(xù)提升基礎(chǔ)能力實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)更好的安全性能更靈活的業(yè)務(wù)快速部署和上線更低的部署和運(yùn)營成本更好的用戶體驗隨著網(wǎng)絡(luò)向6G發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)智能化、通感一體、天地一體化等需求將為網(wǎng)絡(luò)帶來新的安全挑戰(zhàn)，亟需新的技術(shù)手段為6G網(wǎng)絡(luò)提供更強(qiáng)大的安全能力。為了應(yīng)對更為復(fù)雜和不確定的安全形式，將Al技術(shù)應(yīng)用于6G網(wǎng)絡(luò)安全，有助于6G網(wǎng)絡(luò)識別或預(yù)判出可能的安全威脅和風(fēng)險。未來的6G終端形態(tài)將進(jìn)一步多元化，例如近零功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、AR及VR終端、便攜終端等，相關(guān)的安全需求也將變得多元而復(fù)雜，需要6G網(wǎng)絡(luò)支持更加靈活的安全訪問機(jī)制，相應(yīng)地需要采用一些新技術(shù)、新算法、甚至新安全流程設(shè)計來滿足網(wǎng)絡(luò)對多樣、靈活、更大規(guī)模訪問的安全需求。6G網(wǎng)絡(luò)還會帶來一些全新的業(yè)務(wù)或具備更先進(jìn)的能力，包括融合的通信與感知能力，這為用戶帶來更優(yōu)質(zhì)體驗的同時，也引發(fā)了對隱私保護(hù)的更高需求。6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計需要兼顧集中式部署和分布式部署的需求，實(shí)現(xiàn)按需靈活部署，降低網(wǎng)絡(luò)部署建設(shè)成本。其次，6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計還需要考慮持續(xù)提升移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的收集、傳輸和分析的效率，為網(wǎng)絡(luò)自動化運(yùn)營維護(hù)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)能提供基礎(chǔ)。最后，6G網(wǎng)絡(luò)需要持續(xù)提升可擴(kuò)展性，包括網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)、協(xié)議和技術(shù)的可擴(kuò)展性，以支持新的應(yīng)用和服務(wù)，同時也要保障既有網(wǎng)絡(luò)的投資和使用。第三章融合計算服務(wù)融合計算服務(wù)類比現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中控制面和用戶面的定義，“面”通常具有如下特征：無線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)通過對等協(xié)議層支持端到端對等層交互?！じ綦x性：不同的面之間的分工具有隔離性，每個面聚焦于一類功能和流程?！f(xié)作性：不同的面之間相互協(xié)作實(shí)現(xiàn)通信傳輸?shù)韧暾δ芎头?wù)。((么圖3-1.6G系統(tǒng)示意圖從空口角度分析，不同面可能采用部分相同協(xié)議層。但是，不同面的協(xié)議層配置不同，從而既滿足了各個面之間的功能復(fù)用，也滿足了各個面的差異化需求。從核心網(wǎng)角度分析，不同面包括不同的網(wǎng)絡(luò)功能，各司其職。如圖3-16G系統(tǒng)示意圖所示，基于前述面和功能特征，6G可能在控制面和用戶面基礎(chǔ)上引入數(shù)據(jù)面等。各個面相互協(xié)作來支撐網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生智能、內(nèi)生計算和內(nèi)生安全等關(guān)鍵內(nèi)生特性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對外提供服務(wù)。例如，包括近零功耗物聯(lián)和天地一體在內(nèi)的超強(qiáng)通信服務(wù)，包括通感一體在內(nèi)的基礎(chǔ)信息服務(wù)，包括通信Al一體在內(nèi)的融合計算服務(wù)。vivo通信研究院地面接入分布式節(jié)點(diǎn)非地面(衛(wèi)星接入)通信感知一體近零功耗物聯(lián)網(wǎng)非3GPP接入圖3-2.6G系統(tǒng)拓?fù)鋱DVivo從圖3-2網(wǎng)絡(luò)總體拓?fù)鋱D視角看，6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將能夠在不損失性能的情況下適應(yīng)各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。具體包括：集中式和分布式有機(jī)結(jié)合集中式網(wǎng)絡(luò)功能節(jié)點(diǎn)用于集中處理安全認(rèn)證等復(fù)雜功能，既提升了整網(wǎng)性能，也因維護(hù)節(jié)點(diǎn)數(shù)量減少而降低網(wǎng)絡(luò)成本。分布式網(wǎng)絡(luò)功能節(jié)點(diǎn)一方面可以避免單個節(jié)點(diǎn)故障引起的網(wǎng)絡(luò)中斷或服務(wù)質(zhì)量下降，另一方面可根據(jù)應(yīng)用場景需求靈活配置和調(diào)整。所以，分布式網(wǎng)絡(luò)功能節(jié)點(diǎn)改善網(wǎng)絡(luò)可靠性和提高了網(wǎng)絡(luò)靈活性。地面接入和非地面接入互為補(bǔ)充地面接入和非地面接入互為補(bǔ)充地面接入和非地面接入互為補(bǔ)充：地面接入和非地面接入可以同時滿足用戶高帶寬、低時延和泛在連接的全方位需求。天地一體化的6G和5G等3GPP(3rdGenerationPartnershipProject,第三代合作伙伴計劃)接入可以支持手機(jī)等移動設(shè)備隨時隨地聯(lián)網(wǎng)和通訊，并提供具有服務(wù)質(zhì)量保障的高速數(shù)據(jù)傳輸、低時延計算和感知等多維服務(wù)。通信感知一體在通信傳輸基礎(chǔ)上，通過6G無線信號收發(fā)實(shí)現(xiàn)對環(huán)境感知的通信感知一體是6G的重要領(lǐng)域之一。近零功耗物聯(lián)網(wǎng)近零功耗物聯(lián)網(wǎng)傳統(tǒng)人與人之間的高性能互聯(lián)網(wǎng)仍然是6G的重要領(lǐng)域之一。在此基礎(chǔ)上，具備低功耗和極簡空口的近零功耗物聯(lián)網(wǎng)也是6G需要兼顧的重要領(lǐng)域之一。多多RAT融合雖然6G和5G等3GPP接入是移動接入和高速率數(shù)據(jù)輸?shù)闹匾绞?，但是WiFi等非3GPP接入也可聚焦室內(nèi)等場景提供更低成本的覆蓋和數(shù)據(jù)傳輸。vivo通信研究院運(yùn)營商應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)營商應(yīng)用服務(wù)器新通話(XR、數(shù)字人)計算功能計算業(yè)務(wù)(含Al)管理功能近零功耗物聯(lián)控制功能計算控制功能(接入計算節(jié)點(diǎn)智能化功能(對內(nèi))、安全功能計算資源數(shù)據(jù)控制功能數(shù)據(jù)隱私安全數(shù)據(jù)消費(fèi)者數(shù)據(jù)存儲功能數(shù)據(jù)處理功能數(shù)據(jù)提供者功能層資源層感知功能感知控制功能近零功耗物聯(lián)功能感知類應(yīng)用用戶面功能(傳輸OTT應(yīng)用服務(wù)器感官互聯(lián)通信功能數(shù)據(jù)功能存儲資源服務(wù)層感知執(zhí)行節(jié)點(diǎn)管理等)控制面圖3-3.6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)功能框架進(jìn)一步地，如圖3-3所示，可以從服務(wù)層、功能層和資源層對6G系統(tǒng)功能架構(gòu)進(jìn)行說明：既包括3GPP定義的服務(wù)子系統(tǒng)，例如類似5GIMS(IPMultimediaSubsystem,IP多媒體子系統(tǒng));也包括網(wǎng)絡(luò)外部服務(wù)，例如OTT(Over-the-top,過頂)服務(wù)。從服務(wù)層，6G將對現(xiàn)有的IMS通信服務(wù)進(jìn)一步增強(qiáng)，支持沉浸式信服務(wù)進(jìn)一步增強(qiáng)，支持沉浸式XR(ExtendedReality,擴(kuò)展現(xiàn)實(shí))、數(shù)字人、多維感官互聯(lián)等新業(yè)務(wù)。相應(yīng)地，OTT應(yīng)用服務(wù)器也將拓展上述新業(yè)務(wù)，對6G網(wǎng)絡(luò)提出了更高的傳輸需求、感知需求和計算需求等。主要包括核心網(wǎng)、無線接入網(wǎng)和終端的功能定義與流程。與6G服務(wù)相匹配，現(xiàn)有接入管理、移動性管理、會話管理、策略控制、用戶面數(shù)據(jù)傳輸?shù)韧ㄐ殴δ茈S之增強(qiáng)；同時引入感知功能、計算功能、數(shù)據(jù)功能、近零功耗物聯(lián)功能、安全功能和智能化功能等新網(wǎng)絡(luò)功能，以實(shí)現(xiàn)通感一體、移動算網(wǎng)融合、跨域數(shù)據(jù)交互、智能內(nèi)生和近零功耗物聯(lián)等。d層d在傳統(tǒng)頻譜資源基礎(chǔ)上拓展了計算資源和存儲資源等。策略與計費(fèi)功能(類似PCF)控制面用戶面計算功能消息傳遞框架數(shù)據(jù)面?zhèn)鬏敼δ軘?shù)據(jù)存儲功能通信資源節(jié)點(diǎn)A通信資源管理功能移動性管理功能統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理(類似UDM)智能化功能(對內(nèi))近零功耗感知功能計算功能(R)AN圖3-4.6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖為了更直觀地呈現(xiàn)6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，我們嘗試基于一系列假設(shè)提供一個6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示例，如圖3-4所示。對于通信功能，考慮6G的多種潛在增強(qiáng)選項仍然在持續(xù)研討中，所以我們主要重用了當(dāng)前5G標(biāo)準(zhǔn)，暫未呈現(xiàn)6G相比5G增強(qiáng)的部分。在服務(wù)化架構(gòu)中展示了數(shù)據(jù)功能、感知功能、近零功耗物聯(lián)功能、計算功能、安全功能和智能化功能。數(shù)據(jù)功能：核心網(wǎng)數(shù)據(jù)面功能包括數(shù)據(jù)控制功能、數(shù)據(jù)面?zhèn)鬏敼δ芎蛿?shù)據(jù)存儲功能等，與RAN和UE的對等協(xié)議功能構(gòu)成了6G數(shù)據(jù)面。感知功能：用于感知控制，以及獲取和處理感知數(shù)據(jù)等。近零功耗物聯(lián)功能：用于近零功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的管理、近零功耗物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的任務(wù)分解和控制、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制以及基于控制面的小數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等。計算功能：向網(wǎng)絡(luò)外部功能(如應(yīng)用功能)提供計算服務(wù)(包括對外Al服務(wù))時，用于控制和管理移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計算資源等。安全功能：用于為6G提供更強(qiáng)大的安全能力。智能化功能(對內(nèi)):向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部功能提供Al能力時，用于提供Al模型訓(xùn)練、模型推理、網(wǎng)絡(luò)控制操作推薦等功能。新消息傳遞框架：在5G標(biāo)準(zhǔn)中，現(xiàn)有的SBA主要用于控制面功能的交互?？紤]到數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩鬟f框架是支持核心網(wǎng)絡(luò)中大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)臐撛谶x項之一。與核心網(wǎng)功能相應(yīng)的，RAN和UE也需要引入對等體功能來支持通信增強(qiáng)和6G的新特性?？紤]潛在的多種演進(jìn)方向較難在一張示例圖中展現(xiàn)，因此圖3-4僅是對6G系統(tǒng)功能框架細(xì)化的一個舉例，以便于讀者更具象化地理解6G與5G的關(guān)聯(lián)和區(qū)別。第四章6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)ABAS!TORAGENFRA以4.1移動算網(wǎng)融合基于6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)視圖，本章進(jìn)一步闡述與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。具體包括移動算網(wǎng)融合、通感一體、近零功耗物聯(lián)網(wǎng)、Al賦能網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)服務(wù)和數(shù)據(jù)面、分布式網(wǎng)絡(luò)、天地一體化等。如第2章所述，融合計算服務(wù)指6G將內(nèi)生支持融合計算功能，通過算網(wǎng)融合技術(shù)提供包括Al在內(nèi)的融合計算服務(wù)，可用于解決終端側(cè)的算力、存儲、智能等能力不足，且云端因距離遠(yuǎn)而時延過長的挑戰(zhàn)。針對具有高實(shí)時性交互的場景，以及需要移動網(wǎng)絡(luò)提供輔助數(shù)據(jù)計算的場景，移動算網(wǎng)融合可以提供更低時延和更高性能的計算服務(wù)。vivo通信研究院移動算網(wǎng)融合，通過計算與網(wǎng)絡(luò)從架構(gòu)層面的深度融合和統(tǒng)一設(shè)計，可以保障多樣性業(yè)務(wù)的綜合業(yè)務(wù)需求，同時實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的高效節(jié)能化利用。6G網(wǎng)絡(luò)可以通過移動算網(wǎng)融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對算力、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)等資源的全域感知，針對不同業(yè)務(wù)的SLA(ServiceLevelAgreement,服務(wù)水平協(xié)議/服務(wù)等級協(xié)議)需求、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、算力分布等因素，依托智能動態(tài)的最優(yōu)協(xié)同調(diào)度策略，實(shí)現(xiàn)算、網(wǎng)、數(shù)的資源實(shí)時跨域調(diào)度，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的高效節(jié)能化利用。移動算網(wǎng)融合可以實(shí)現(xiàn)將終端的算力需求卸載到移動網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理，減輕終端設(shè)備的負(fù)擔(dān)，降低設(shè)備的功耗，提高設(shè)備的響應(yīng)速度、性能，延長設(shè)備的使用壽命，可支持頭顯、手機(jī)等更豐富的終端形態(tài)，大大提升了用戶體驗，更有利于各類新型業(yè)務(wù)形態(tài)在更廣闊的商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。中心云計算節(jié)點(diǎn)中心云計算節(jié)點(diǎn)計算控計算數(shù)據(jù)■算力狀態(tài)/路由等控制信息業(yè)務(wù)流虛擬數(shù)字人邊緣計算節(jié)點(diǎn)6MEC邊緣云)通信+計算節(jié)點(diǎn)邊緣計算節(jié)點(diǎn)感知圖4-1.移動算網(wǎng)融合架構(gòu)移動算網(wǎng)融合的關(guān)鍵在于如何打破各層之間的界限，拉通底層的算力資源和上層應(yīng)用的算力需求，這也是不同算網(wǎng)融合架構(gòu)中的算力控制功能的重要任務(wù)。一類融合路線是外掛式的算網(wǎng)融合，例如，基于MEC架構(gòu)或者IMS架構(gòu)的算網(wǎng)融合增強(qiáng)，沒有引入新的控制面過程，只是在決策過程(業(yè)務(wù)服務(wù)器的選擇過程或者數(shù)據(jù)通道的建立過程)中考慮了算力因素。一類融合路線是內(nèi)生的算網(wǎng)融合，即在移動通信網(wǎng)絡(luò)的控制面中引入算力控制功能，在統(tǒng)一策略的指導(dǎo)下，與通信控制功能協(xié)同，實(shí)現(xiàn)算力資源和通信資源的資源協(xié)同調(diào)度。如圖4-1所示，算力資源也不僅僅是在edge或云端，可以下沉到網(wǎng)內(nèi)的用戶面功能，甚至基站。作為一個控制面功能實(shí)體，算力控制功能可以兼容SBA架構(gòu)，也可以按照細(xì)分邏輯功能進(jìn)一步劃分為多個模塊化的服務(wù)單元，提供算力資源的管理服務(wù)功能、按需分配和協(xié)同調(diào)度功能。從通信協(xié)議層的角度來說，算力控制功能可以支持與UE對等的端到端的算力控制協(xié)議層，聚焦于算力控制信息交互，包括算力需求的交互和算力資源分配更新的功能移動算網(wǎng)融合為用戶提供的不僅僅是通信服務(wù)，而是通信和計算的綜合數(shù)據(jù)服務(wù)。因此QoS機(jī)制要增強(qiáng)，同時考慮通信和計算相關(guān)因素，以保證用戶的業(yè)務(wù)體驗。與此相對應(yīng)，6G系統(tǒng)的承載會話也可以進(jìn)一步增強(qiáng)為計算承載/計算會話的概念，以便更好的協(xié)調(diào)通信和計算資源的分配調(diào)度，保證統(tǒng)一的計算業(yè)務(wù)QoE(Qualityof為了支撐對外Al計算業(yè)務(wù)，算力控制功能可以進(jìn)一步擴(kuò)展為如下子功能：計算業(yè)務(wù)(含Al)管理功能，計算控制節(jié)點(diǎn)(負(fù)責(zé)Al模型管理功能)和計算資源節(jié)點(diǎn)。UE與計算業(yè)務(wù)管理功能之間的交互過程如下：UE在請求Al相關(guān)業(yè)務(wù)時，同時向網(wǎng)絡(luò)提供Al業(yè)務(wù)標(biāo)識、Al業(yè)務(wù)QoS需求相關(guān)信息，以及是否需要網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)源信息，可選的UE也可以提供模型相關(guān)信息。在接受到UE的Al業(yè)務(wù)請求后，在策略管理功能的協(xié)助下，網(wǎng)絡(luò)將UE的業(yè)務(wù)QoS需求拆分為通信處理策略/通計算業(yè)務(wù)管理功能可以依據(jù)Al處理策略/Al處理QoS部分，與計算控制節(jié)點(diǎn)交互，確定Al模型相關(guān)信息，與數(shù)據(jù)面管理功能交互，確定數(shù)據(jù)源相關(guān)信息，并為UE分配所需的計算資源節(jié)點(diǎn)，并進(jìn)行相關(guān)模型，數(shù)據(jù)源地址，算力信息的配置。在通信控制功能的協(xié)同下，網(wǎng)絡(luò)為UE建立到計算資源節(jié)點(diǎn)/應(yīng)用服務(wù)器之間的通信通道，后續(xù)UE可以在包括通信資源和計算資源的執(zhí)行面上執(zhí)行并獲取對外Al業(yè)務(wù)。vivo通信研究院4.2通感一體正如第2章節(jié)所述，通感融合技術(shù)為移動通信網(wǎng)絡(luò)提供新的獲取數(shù)據(jù)和信息的手段，其將為6G通信網(wǎng)絡(luò)帶來新的商業(yè)機(jī)會。當(dāng)前，3GPP正在討論5G是否以及如何在移動通信網(wǎng)絡(luò)中引入感知業(yè)務(wù)，一些典型場景用例和基本感知功能被初步識別出來[9]。6G擁有豐富的頻譜資源，毫米波和太赫茲具備更高的頻段、更大的帶寬，為高精度，高性能的感知業(yè)務(wù)提供可能。從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)的角度考慮，6G感知將具有以下特征：全感知模式全感知模式考慮到各種感知模式在不同場景中均存在一定的優(yōu)勢，6G感知業(yè)務(wù)應(yīng)支持全感知模式。其中，全感知模式包括6種基本感知模式及其組合，6種基本感知模式分別是(1)基站自發(fā)自收；(2)基站A發(fā)基站B收；(3)基站發(fā)收。全感知模式還包括非3GPP感知模式，非3GPP感知是指利用通信網(wǎng)絡(luò)中存在IOT設(shè)備，如傳感器，攝像頭、雷達(dá)設(shè)備等，捕捉到海量感知數(shù)據(jù)，可以與3GPP感知測量數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，從而輔助提升感知結(jié)果的維度和精度?；咀园l(fā)自收終端A發(fā)終端B收6基站A發(fā)基站B收②基本感知模式5終端自發(fā)自收基站發(fā)終端收終端發(fā)基站收6G網(wǎng)絡(luò)需要設(shè)計一套通用的通感融合架構(gòu)以適應(yīng)豐富多變的感知業(yè)務(wù)，提供通用的感知業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)或結(jié)果，從而節(jié)省部署和運(yùn)營成本。具體地，通用性體現(xiàn)在以下兩個方面：通用的感知測量量：綜合考慮不同的感知業(yè)務(wù)場景，設(shè)計通用的感知測量量。不同感感知業(yè)務(wù)結(jié)果的計算，甚至做到一次測量服務(wù)于多種感知業(yè)務(wù)場景。的速度、位置等。由業(yè)務(wù)消費(fèi)者根據(jù)自身的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行處理，以生成最終的感知業(yè)務(wù)結(jié)果，如天氣結(jié)果、人體其中，感知測量量和感知中間結(jié)果的解釋見表4-1。表4-1給出了不同等級感知信息，其中接收信號或原始信道信息是最原始的感知信息，其數(shù)據(jù)量較大，需要進(jìn)一步處理和分析才能得到感知測量量和感知結(jié)果。不同等級感知信息感知信息內(nèi)容接收信號或原始信道信息接收信號或信道響應(yīng)的復(fù)數(shù)結(jié)果，幅度/相位，I路/O路數(shù)據(jù)及其相關(guān)運(yùn)算結(jié)果感知測量量時延、多普勒、角度、強(qiáng)度及其多維組合表示感知結(jié)果/感知中間結(jié)果目標(biāo)是否存在、距離、速度、朝向、加速度、位置、軌跡、動作、表情、呼吸速率/心跳速率、成像結(jié)果天氣情況、空氣質(zhì)量、材質(zhì)與成分、人體健康結(jié)果表4-1.不同等級的感知信息vivo通信研究院感知與感知與Al融合6G時代可以預(yù)見感知業(yè)務(wù)豐富多變、需求各異，因此亟需借助6G內(nèi)生的Al能力來處理海量的感知業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。具體說來，Al可用于輔助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行感知數(shù)據(jù)處理、分析、計算、隱私保護(hù)等方面。多設(shè)備感知融合多設(shè)備感知融合G可考慮利用通信網(wǎng)絡(luò)中存在的大量感知設(shè)備進(jìn)行分布式協(xié)作感知。例如，通過從不同角度、不同位置采集環(huán)境數(shù)據(jù)，從而更全面地感知環(huán)境，提高感知覆蓋范圍；通過多條感知鏈路的聯(lián)合判斷，可以提高感知目標(biāo)檢測或識別的準(zhǔn)確性；通過多節(jié)點(diǎn)之間的均衡和備份切換可以提高系統(tǒng)的魯棒性、抗干擾能力和數(shù)據(jù)傳輸處理效率，以及感知業(yè)務(wù)的連續(xù)性等。天氣天氣通感應(yīng)用通用感知中間結(jié)果亡通用感知測量量6G基站通信信號感知信號環(huán)境健康家居交通圖4-2.通感一體架構(gòu)圖6G網(wǎng)絡(luò)中部署感知業(yè)務(wù)相關(guān)的功能設(shè)備包括感知控制設(shè)備、感知數(shù)據(jù)處理設(shè)備和感知收發(fā)設(shè)備。其中，感知控制設(shè)備用于進(jìn)行感知業(yè)務(wù)相關(guān)的信令和策略控制，感知數(shù)據(jù)處理設(shè)備用于進(jìn)行感知數(shù)據(jù)的處理和分析以獲取感知結(jié)果，而感知收發(fā)設(shè)備用于執(zhí)行感知信號的收發(fā)、測量以獲取環(huán)境或目標(biāo)物體的信息?；趫D4-2,一種感知業(yè)務(wù)流程示例簡述如下。感知業(yè)務(wù)觸發(fā)感知業(yè)務(wù)觸發(fā)當(dāng)消費(fèi)者向網(wǎng)絡(luò)請求感知業(yè)務(wù)時，感知控制設(shè)備首先需要觸發(fā)感知授權(quán)和安全驗證過程，以確認(rèn)消費(fèi)者可以獲取感知目標(biāo)相關(guān)信息。此外，感知控制設(shè)備還需進(jìn)行相應(yīng)的感知業(yè)務(wù)PCC策略分配，可為消費(fèi)者提供差異化的感知服務(wù)保障。感知收發(fā)設(shè)備選擇感知收發(fā)設(shè)備選擇感知控制設(shè)備根據(jù)業(yè)務(wù)需求從全感知模式中確定適配的感知模式，并確定合適的感知收發(fā)設(shè)備及數(shù)量。其中，適配的感知模式可以是多種模式的混合。感知測量執(zhí)行感知測量執(zhí)行感知控制設(shè)備觸發(fā)感知收發(fā)設(shè)備按照相應(yīng)的感知模式執(zhí)行信號收發(fā)和測量，其中多個感知收發(fā)設(shè)備可以執(zhí)行多種感知模式，且PCC策略不僅需要保證不同感知收發(fā)設(shè)備之間相互協(xié)同，還要保證通信和感知業(yè)務(wù)之間相互協(xié)同。感知結(jié)果生成感知結(jié)果生成感知收發(fā)設(shè)備上報通用的感知數(shù)據(jù)至網(wǎng)絡(luò)中的感知數(shù)據(jù)處理設(shè)備。感知數(shù)據(jù)處理設(shè)備分析感知數(shù)據(jù)以獲取通用的感知中間結(jié)果，其過程中可考慮結(jié)合Al能力。感知數(shù)據(jù)處理設(shè)備將感知中間結(jié)果開vivo通信研究院4.3近零功耗物聯(lián)網(wǎng)如第2章所述，蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)與無源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合可以利用蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢。在5G時代，3GPP開啟了AloT技術(shù)的場景與需求的討論，探討在滿足哪些網(wǎng)絡(luò)需求的情況下，才能支持降低AloT設(shè)備復(fù)雜度，使得AloT設(shè)備能夠以極低的功耗工作[12][13],并滿足AloT的使用場景。AloT設(shè)備是可以從環(huán)境中(例如太陽能、無線信號、振動等)獲取能量用于通信的設(shè)備，根據(jù)是否有能量存儲以及通信方式的區(qū)別可以分為三大類：DeviceA沒有能量存儲，只能使用反向散射技術(shù)進(jìn)行通信；DeviceB有能量存儲，只能使用反向散射技術(shù)進(jìn)行通信；DeviceC有能量存儲，可以自主生成載波進(jìn)行通信。AloT設(shè)備可以通過UE或者基站與5G系統(tǒng)通信，也可以通過5G中繼節(jié)點(diǎn)或通過輔助節(jié)點(diǎn)進(jìn)行上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)或者下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。在AloT設(shè)備的使用場景中，包括盤點(diǎn)、傳感數(shù)據(jù)發(fā)送、位置獲取和控制四種典型應(yīng)用場景。在這些場景中，AloT設(shè)備傳遞的數(shù)據(jù)量較小，對傳輸時延不敏感[12]。AZP-IoT網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是一個全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，無需受到已有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的約束和限制，從功能設(shè)計上可以考慮設(shè)置獨(dú)立的網(wǎng)元功能以支持近零功耗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，原生地適配超大規(guī)模、低復(fù)雜度、近零功耗的物聯(lián)網(wǎng)需求。除了能夠完整支持上述AloT場景和需求之外，6GAZP-IoT網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需要進(jìn)一步考慮以下兩點(diǎn)內(nèi)容：高精度的定位支持高精度的定位支持除了室內(nèi)靜止場景，6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)該需要滿足對近零功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的高精度定位(米級或亞米級)和追蹤的需求，從而更好地滿足物流追蹤、放牧、個人設(shè)備尋找等場景。AZPAZP-IoT全速率場景除了前述的數(shù)據(jù)量較小、對傳輸時延不敏感的場景，近零功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備還可以用于一些中等速率場景中，例如在可植入醫(yī)療設(shè)備如內(nèi)窺膠囊鏡上裝載小體積的近零功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，記錄腸胃道內(nèi)部圖像，實(shí)現(xiàn)精細(xì)檢查的同時免除病人痛苦。在該場景中，近零功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要支持較大帶寬的數(shù)據(jù)傳輸。因此，6GAZP-IoT網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)該需要滿足多種數(shù)據(jù)量場景的近零功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的接入和數(shù)據(jù)傳輸需求。如圖4-3所示，6GAZP-IoT網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)充分考慮廣泛分布的基站和終端，支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使得海量多樣的AZP-IoT設(shè)備下行與6G基站直連，上行通過輔助節(jié)點(diǎn)與6G基站連接；(5)AZP-IoT設(shè)備上行與6G基站直連，下行通過輔助節(jié)點(diǎn)與6G基站連接。在功能設(shè)計上，6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)原生地考慮AZP-IoT的需求和場景。例如針對AZP-IoT設(shè)計獨(dú)立的AZP-IoT控制功能，與服務(wù)于6GUE的網(wǎng)元功能互相隔離，提供更高效的管理和協(xié)調(diào)功能。具體地，可以包括以下幾個方面：包括對AZP-IoT設(shè)備的管理和對讀寫器操作任務(wù)控制操作任務(wù)控制支持對AZP-IoT服務(wù)調(diào)用的授權(quán)，生成操作任務(wù)，選擇一個或多個讀寫器進(jìn)行分發(fā)。特別是在多讀寫器配合執(zhí)行同一任務(wù)的情況下，操作任務(wù)控制功能作為任務(wù)錨點(diǎn)，管理任務(wù)的生命周期和任務(wù)的連續(xù)性。高精度定位高精度定位支持調(diào)用和獲取AZP-IoT設(shè)備的高精度位置信息。6G網(wǎng)絡(luò)需基于AZP-IoT設(shè)備的特征、能力支持新的測量信號、測量配置、和流程控制。但該功能應(yīng)該在融合的位置服務(wù)中定義。本功能更多地支持調(diào)用位置服務(wù)以獲AZP-IoT設(shè)備控制采用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，例如小數(shù)據(jù)可以通過控制面轉(zhuǎn)發(fā)，相對大帶寬業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)可以使用圖4-3中的用戶面資源，建立用戶面通道轉(zhuǎn)發(fā)。通過用戶面轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，還可以進(jìn)一步控制采用組操作以提高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)效率?；诳刂泼娴男?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能基于控制面的小數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能備與應(yīng)用服務(wù)器之間的小數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。●AZP-IoT控制功能用戶面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)6G基站允許6G終端在部分場景脫網(wǎng)操作6G基站基站6G中繼節(jié)點(diǎn)AZP-IoT管理中樞站輔助節(jié)點(diǎn)輔助節(jié)點(diǎn)AZP-IoT設(shè)備AZP-IoT設(shè)備AZP-IoT設(shè)備AZP-IoT設(shè)備AZP-IoT設(shè)備圖4-3.近零功耗物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖基于圖4-3的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，一個AZP-IoT的通信業(yè)務(wù)流程示例如下：盤點(diǎn)任務(wù)觸發(fā)應(yīng)用服務(wù)器向6G核心網(wǎng)請求盤點(diǎn)任務(wù)，6G核心網(wǎng)負(fù)責(zé)授權(quán)任務(wù)請求。讀寫器的選擇與任務(wù)分發(fā)AZP-IoT控制功能負(fù)責(zé)選擇讀寫器。AZP-IoT控制功能負(fù)責(zé)將任務(wù)分解后，分發(fā)給一個或一組讀寫器。讀寫器發(fā)現(xiàn)AZP-IoT設(shè)備并與之通信讀寫器與AZP-IoT設(shè)備之間支持安全的通信機(jī)制。讀寫器或者核心網(wǎng)對AZP-IoT設(shè)備的信息讀取進(jìn)行控制，并且對讀取的信息按需啟動安全機(jī)制以保障信息隱私。向應(yīng)用服務(wù)器返回盤點(diǎn)結(jié)果6G網(wǎng)絡(luò)通過控制面或用戶面返回單個或批量AZP-IoT設(shè)備的盤點(diǎn)結(jié)果。任務(wù)完成后，AZP-IoT控制功能將任務(wù)閉環(huán)。6G核心網(wǎng)對被讀取的AZP-IoT設(shè)備管理6G核心網(wǎng)管理被讀取的AZP-IoT設(shè)備的可達(dá)性，狀態(tài)，以備下一次的AZP-IoT任務(wù)的觸發(fā)。vivo通信研究院自5G時代，3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織先后在核心網(wǎng)域、網(wǎng)絡(luò)管理域、接入網(wǎng)域引入Al功能。歷經(jīng)多個版本的增強(qiáng)更新，Al功能覆蓋越來越多的場景用例和通信功能實(shí)體。以負(fù)責(zé)核心網(wǎng)Al功能的NWDAF(NetworkDataAnalyticsFunction,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析功能)為例，目前3GPP標(biāo)準(zhǔn)中定義了近10種相關(guān)用例流程，描述包含用戶業(yè)務(wù)體驗、終端異常、網(wǎng)絡(luò)性能、用戶行為等統(tǒng)計和預(yù)測方法[10]。R18開始，接入網(wǎng)域也開始研究基于Al的空口特性提升，目前識別出的有增益的用例包括基于Al的CSI控制、波束管理和定位等[11]。在5GAl基礎(chǔ)上，6GAl網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具備如下特征：內(nèi)生內(nèi)生Al6G內(nèi)生AI是指將Al能力原生地融入到6G網(wǎng)絡(luò)中，在設(shè)計6G之初就將Al考慮在體系架構(gòu)設(shè)計中，預(yù)留各種AI用例所需的功能、接口、能力、和信令結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)與移動通信網(wǎng)絡(luò)的深度融合。分布式跨域分布式跨域Al6GAl既能支持高度自治單域Al,也能支持高效跨域Al,從而整體提升6G性能。得益于分布式網(wǎng)絡(luò)算力資源，6G可進(jìn)行端到端分布式Al功能部署，適配云、邊、端的算力資源情況，差異性地進(jìn)行Al任務(wù)調(diào)度或分割。另外，引入聯(lián)邦學(xué)習(xí)等技術(shù)，解決終端、基站、核心網(wǎng)和業(yè)務(wù)服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)孤島問題，這也是分布式Al的一個驅(qū)動因素。AlAl性能可驗證6G可借助數(shù)字孿生等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在模型訓(xùn)練階段，將每一輪Al輸出結(jié)果作用于孿生網(wǎng)絡(luò)從而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法迭代訓(xùn)練出模型；在模型推理階段，將推理出的結(jié)果預(yù)先在孿生網(wǎng)絡(luò)中加以驗證，根據(jù)孿生網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)和增益情況，決定是否將其應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)物理網(wǎng)絡(luò)。高階智能推薦高階智能推薦6GAl可借助強(qiáng)化學(xué)習(xí)、孿生網(wǎng)絡(luò)、通用模型等技術(shù)，保證Al模型的全局性和準(zhǔn)確性。基于此前提，6GAl針對特定業(yè)務(wù)場景的目標(biāo)需求，直接獲取對網(wǎng)絡(luò)端到端控制操作的推薦。模型存儲/獲取模型存儲/獲取↓集中式AI(訓(xùn)練+推理)跨域模型訓(xùn)練信息交互RAN6G網(wǎng)絡(luò)6G孿生網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)管)Al資源預(yù)測/推薦1動作狀態(tài)N資源F圖4-4.Al賦能網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖基于圖4-4,6GAl賦能網(wǎng)絡(luò)的通用流程示例如下：模型訓(xùn)練模型訓(xùn)練為保護(hù)數(shù)據(jù)隱私，可采用分布式跨域模型訓(xùn)練方法進(jìn)行模型訓(xùn)練，典型代表為橫向聯(lián)邦或縱向聯(lián)邦模型訓(xùn)練法。其中，分布式Al節(jié)點(diǎn)與集中式Al節(jié)點(diǎn)之間交互中間模型或中間數(shù)據(jù)，聯(lián)合完成模型訓(xùn)練。分布式跨域模型訓(xùn)練方法的好處在于可充分利用分布式節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)資源和算力資源，解決數(shù)據(jù)隱私問題的同時提升模型訓(xùn)練的效率。另外，考慮網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)會隨著模型訓(xùn)練過程的進(jìn)行而改變，模型輸出可能會影響網(wǎng)絡(luò)下一階段的狀態(tài)，因此模型訓(xùn)練過程還可以結(jié)合強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法，借助與6G數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)之間交互模型輸出和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，以訓(xùn)練出更為準(zhǔn)確的模型推理及驗證模型推理及驗證針對具體的網(wǎng)絡(luò)或者用戶業(yè)務(wù)需求，Al節(jié)點(diǎn)基于所訓(xùn)練的模型執(zhí)行模型推理過程，產(chǎn)生相關(guān)推理結(jié)果。另外，考慮到Al的不確定性可能對現(xiàn)網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)面的影響，6GAl節(jié)點(diǎn)可以借助數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)完成對推理結(jié)果的預(yù)先驗網(wǎng)絡(luò)控制推薦網(wǎng)絡(luò)控制推薦根據(jù)驗證結(jié)果，6GAl節(jié)點(diǎn)決策是否將Al模型推理結(jié)果下發(fā)至6G現(xiàn)網(wǎng)。為了實(shí)現(xiàn)比5GAl更為高階的網(wǎng)絡(luò)智能，在模型全局性、準(zhǔn)確性等得以保障的前提下，6GAl節(jié)點(diǎn)可以基于模型推理而直接輸出對網(wǎng)絡(luò)控制操作的推vivo通信研究院4.5數(shù)據(jù)服務(wù)和數(shù)據(jù)面如第2章所述，數(shù)據(jù)是通信感知融合、Al訓(xùn)練和用戶體驗提升等的核心要素和共性需求。對外數(shù)據(jù)服務(wù)(如網(wǎng)絡(luò)能力開放)和對內(nèi)數(shù)據(jù)服務(wù)(如網(wǎng)絡(luò)Al用例訓(xùn)練數(shù)據(jù)收集)的需求包括大量數(shù)據(jù)收集和傳輸，數(shù)據(jù)靈活終結(jié)于移動通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)復(fù)用，匿名數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)隱私安全等。6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)引入數(shù)據(jù)面可以避免控制面承載大量非信令數(shù)據(jù)，以及用戶面?zhèn)鬏斀K結(jié)在移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。6G數(shù)據(jù)面的功能設(shè)計和參數(shù)配置還可以面向前述需求提供統(tǒng)一優(yōu)化的解決方案，避免單個用例的碎片化方案。例如，通過減少類似定位數(shù)據(jù)傳輸過程中重復(fù)的ASN.1編譯碼和加解密等，提升數(shù)據(jù)傳輸效率。因此，引入數(shù)據(jù)面可以提升數(shù)據(jù)傳輸效率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)復(fù)用，增強(qiáng)跨域數(shù)據(jù)協(xié)作，并且易于擴(kuò)展?jié)M足新增需求。數(shù)據(jù)隱私和安全功能數(shù)量管集UE-CN功能間·感知功能、AI功能等·應(yīng)用功能數(shù)據(jù)提供者·應(yīng)用功能數(shù)據(jù)控制功能數(shù)據(jù)處理功能故圖4-5.數(shù)據(jù)服務(wù)和數(shù)據(jù)面架構(gòu)示意圖如4-5數(shù)據(jù)服務(wù)和數(shù)據(jù)面架構(gòu)示意圖所示，端到端的數(shù)據(jù)面功能包括數(shù)據(jù)控制功能、數(shù)據(jù)隱私和安全功能、數(shù)據(jù)存儲功能、數(shù)據(jù)傳輸功能、數(shù)據(jù)處理功能、數(shù)據(jù)提供者和數(shù)據(jù)消費(fèi)者。具體如下：用于支持?jǐn)?shù)據(jù)收集協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)服務(wù)配置(如數(shù)據(jù)包大小、間隔等)、數(shù)據(jù)傳輸配置(如建立/修改/釋放數(shù)據(jù)面?zhèn)鬏斖ǖ?和數(shù)據(jù)處理配置(如數(shù)據(jù)預(yù)處理或數(shù)據(jù)分析配置等)。用于支持其它數(shù)據(jù)功能發(fā)起的認(rèn)證、授權(quán)、訪問控制等隱私和安全機(jī)制。也可以稱為數(shù)據(jù)倉庫功能(DataRepositoryFunction,DRF),用于支持?jǐn)?shù)據(jù)面收集數(shù)據(jù)的持久化存儲用于支持根據(jù)DCF配置進(jìn)行數(shù)據(jù)面數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和傳輸。根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶Φ榷瞬煌?，?shù)據(jù)面?zhèn)鬏敯║E和RAN,RAN和CN,UE和CN,用于根據(jù)數(shù)據(jù)服務(wù)需求提供數(shù)據(jù)預(yù)處理和數(shù)據(jù)分析等數(shù)據(jù)處理。支持根據(jù)DCF配置提供所需數(shù)據(jù)。支持發(fā)送數(shù)據(jù)請求和接收數(shù)據(jù)響應(yīng)。DPro通過數(shù)據(jù)面承載傳輸數(shù)據(jù)，相應(yīng)的DTF根據(jù)DCF配置進(jìn)行傳輸轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)UE作為DPro時，如果該數(shù)據(jù)RAN和vivo通信研究院4.6分布式網(wǎng)絡(luò)如第2章所述，6G網(wǎng)絡(luò)引入分布式網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可靠性。考慮到新引入的算力/計算服務(wù)和數(shù)據(jù)面服務(wù)，提供計算能力的節(jié)點(diǎn)分布在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心、邊緣計算中心甚至終端用戶側(cè)各處，分布式網(wǎng)絡(luò)不僅需要將散落在網(wǎng)絡(luò)各處及終端的算力能統(tǒng)一整合調(diào)度，還需要根據(jù)不同用戶的業(yè)務(wù)需求和計算能力定制化算力服務(wù)；其次，數(shù)據(jù)面服務(wù)的數(shù)據(jù)源呈現(xiàn)分布式特點(diǎn)，而且數(shù)據(jù)服務(wù)的消費(fèi)者以及數(shù)據(jù)的處理單元也分布在網(wǎng)絡(luò)的不同位置，6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計需要提供分布式數(shù)據(jù)的收集和治理能力，同時可以對外面向不同的消費(fèi)者提供差異化的數(shù)據(jù)服務(wù)能力；此外，6G將支持更加復(fù)雜多樣化的場景，面向差異化的用戶體驗需求，網(wǎng)絡(luò)用戶面甚至部分控制面功能將進(jìn)一步下沉來提供極致時延，面向本地用戶的定制化開放需求，用戶面節(jié)點(diǎn)也將進(jìn)一步與應(yīng)用服務(wù)器直接提供網(wǎng)絡(luò)開放信息以縮短開放信息路徑。終端切換實(shí)現(xiàn)終端切換分布式節(jié)點(diǎn)1分布式節(jié)點(diǎn)3“g”)(g》)圖4-6.分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖圖4-6為分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖，以星形拓?fù)錇槔?，定制化的分布式?jié)點(diǎn)分別服務(wù)于沉浸式場景、工廠場景和超寬帶通信場景，對于架構(gòu)的影響如下：網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)原子化拆分，集中式和分布式節(jié)點(diǎn)協(xié)同組網(wǎng)，根據(jù)用戶服務(wù)場景和業(yè)務(wù)需求按需組合網(wǎng)絡(luò)功能及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，同時考慮到用戶側(cè)的差異化能力，分布式節(jié)點(diǎn)的路由協(xié)議、安全信任機(jī)制以及資源隔離方案也是為了保證終端業(yè)務(wù)體驗的一致性，分布式網(wǎng)絡(luò)可按需簡化集中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和分布式網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的互聯(lián)互通機(jī)制，例如在保證網(wǎng)絡(luò)安全可靠的基礎(chǔ)上簡化信令交互，避免因為切換/遷移不成功引起的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)體驗下降。每個分布式節(jié)點(diǎn)都具有自治能力，能夠獨(dú)立決策和管理自己的功能和行為，同時也能夠適應(yīng)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和變化。這種自治的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)既能夠提高網(wǎng)絡(luò)的魯棒性和可靠性，避免單點(diǎn)故障和網(wǎng)絡(luò)癱瘓，同時也能夠提高網(wǎng)絡(luò)的處理和響應(yīng)速度，降低網(wǎng)絡(luò)的延遲和丟包率?；趫D4-6,以沉浸式通信業(yè)務(wù)為例簡述如下：vivo通信研究院4.7天地一體化如第2章所述，6G將進(jìn)一步深度融合地面網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)全球立體覆蓋，為提供無所不在的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)提供可能性。從衛(wèi)星功能角度從衛(wèi)星功能角度衛(wèi)星通信分為透傳模式和再生模式。透傳模式的好處是衛(wèi)星處理簡單，因此衛(wèi)星重量相對較輕。而再生模式的好處是衛(wèi)星可以處理信令或數(shù)據(jù)，減少衛(wèi)星與地面站通信次數(shù)與通信時延。3GPP(3rdGenerationPartnershipProject,第三代伙伴關(guān)系項目)從Release15開始了將衛(wèi)星通信與5GNR(NewRadio,新無線電)技術(shù)相結(jié)合的研究，并將該一體化技術(shù)命名為NTN。5G衛(wèi)星以透傳模式為主[14],考慮到6G對新場景、新業(yè)務(wù)的支持，以及深度融合的需求，6G以再生模式為主，以便為用戶提供更好的業(yè)務(wù)體驗。在6G中，可將基站、輕量級6G核心網(wǎng)(例如部分控制面網(wǎng)元、用戶面網(wǎng)元)部署在衛(wèi)星中，從而形成以地面核心網(wǎng)為主，衛(wèi)星核心網(wǎng)為輔的主輔協(xié)同的天地一體化6G架構(gòu)。通過天空及地面的協(xié)同部署提升網(wǎng)絡(luò)的韌性以及抗NTN網(wǎng)絡(luò)是在5G基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化完成后新增的特性，終端通過NTN與TN網(wǎng)絡(luò)接入5G網(wǎng)絡(luò)有較大差異，因此終端需要感知當(dāng)前接入的是NTN或者TN,并根據(jù)不同的接入方式執(zhí)行對應(yīng)的策略，造成終端設(shè)計復(fù)雜。6G需從統(tǒng)一協(xié)議棧、統(tǒng)一架構(gòu)角度進(jìn)行設(shè)計，終端無需感知通過TN或NTN接入網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)終端接入透明，例如，LEO場景下，終端可以無感的在TN和NTN間切換，無需區(qū)分接入的是衛(wèi)星上的基站還是地面上的基站。從基礎(chǔ)通信服務(wù)角度從基礎(chǔ)通信服務(wù)角度NTN網(wǎng)絡(luò)是在5G基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化完成后目前TN通信網(wǎng)絡(luò)尚有80%以上的陸地區(qū)域和95%以上的海洋區(qū)域沒有覆蓋，GEO衛(wèi)星具有覆蓋廣、部署成本低的優(yōu)勢，理論上3顆衛(wèi)星即可覆蓋全球，因此GEO衛(wèi)星可以用于構(gòu)建全球覆蓋的公眾基礎(chǔ)通信網(wǎng)，6G時代TN網(wǎng)絡(luò)也將進(jìn)一步與GEO衛(wèi)星深度融合，原生支持語音和短消息等基本通信服務(wù)，從而滿足公眾全球基礎(chǔ)通信的需求。對于通過GEO實(shí)現(xiàn)基于IMS的語音業(yè)務(wù)的場景，由于終端與GEO衛(wèi)星距離較遠(yuǎn)，普通終端的發(fā)射功率和天線增益有限，無法滿足現(xiàn)有IMS語音編碼方式所需的鏈路預(yù)算要求和時延要求。為了解決上述問題，可以從以下兩種解決思路進(jìn)行解決：Vivo嚴(yán)格的要求，因此可降低對數(shù)據(jù)傳輸速率和時延的需求，但是通信體驗相對較弱。采用低速率語音編碼方案：定義更低速率的語音編碼速率，例如，0音編碼速率，并且，為了保證與非衛(wèi)星終端的互通性，需IMS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語音編碼的轉(zhuǎn)碼。UEUE圖4-7.6G天地一體架構(gòu)圍繞構(gòu)建自由連接的物理與數(shù)字融合世界的6G愿景，本白皮書提出了繼承5G優(yōu)勢、滿足6G新需求和持續(xù)提升基礎(chǔ)能力的6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計原則。基于三大設(shè)計原則，從6G系統(tǒng)拓?fù)浜拖到y(tǒng)功能角度闡述了6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)視圖?？刂泼妗⒂脩裘婧蛿?shù)據(jù)面等相互協(xié)作來支撐網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生智能、內(nèi)生計算和內(nèi)生安全等關(guān)鍵特性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對外提供超強(qiáng)通信服務(wù)、基礎(chǔ)信息服務(wù)和融合計算服務(wù)。6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)的研究仍處于開放討論階段，很多問題仍在持續(xù)討論中。例如：·如何面向6G新服務(wù)和新技術(shù)等設(shè)計極簡架構(gòu)，從而避免疊床架屋式設(shè)計導(dǎo)致復(fù)雜度大幅增加；.如何持續(xù)提升網(wǎng)絡(luò)和終端的能效