發(fā)布時間:2024-03-27作者來源:金航標瀏覽:1418
6G網(wǎng)絡將在現(xiàn)有連接功能的基礎上增強,演變?yōu)橐环N能夠提供通信、感知、計算、智能、大數(shù)據(jù)、安全可信等多方面服務的新一代信息服務網(wǎng)絡。這種轉(zhuǎn)變將使網(wǎng)絡能力從簡單連接延伸至超越連接,以滿足6G新業(yè)務和關鍵指標的需求。
6G網(wǎng)絡架構的關鍵價值指標
新的業(yè)務需求是移動通信網(wǎng)絡發(fā)展的第一驅(qū)動力。當前ITU-R 已明確6G網(wǎng)絡的4項總體目標 (Overarching Aspects),包括可持續(xù)性,泛在連接,安全、隱私與韌性和泛在智能;并提出了6G六大典型場景,包括沉浸式通信、超大規(guī)模連接、極高可靠低時延通信、AI 與通信融合、通感一體和泛在連接,要求網(wǎng)絡內(nèi)生支持AI 、感知、泛在連接等新能力,實現(xiàn)從移動通信向移動信息服務的重大轉(zhuǎn)變。
ITU-R提出了面向6G的兩類能力指標,第一類是5G已有能力指標的增強,這部分指標重點依賴無線技術創(chuàng)新,網(wǎng)絡架構配合實現(xiàn),其中6G峰值數(shù)據(jù)速率將達到50-200 Gb/s, 達到5G上限的2.5-10倍;用戶體驗數(shù)據(jù)速率達到300-500Mb/s, 達到5G上限的3-5倍;頻譜效率達到5G的1.5-3倍;區(qū)域話務量達到30-50Mb/s/m2, 達到5G上限的3-5倍;空口時延將達到0.1-1ms, 連接密度將達到0.01-1億設備/km2, 移動性支持500-1000km/h, 可靠性達到10?-10?。
網(wǎng)絡能力指標
第二類指標是面向6G新增的能力指標,也是網(wǎng)絡架構設計需重點關注的指標,這些能力指標包括感知相關能力(如準確率、分辨率、檢出率、誤報率等)、人工智能相關能力(分布式數(shù)據(jù)處理、分布式學習、AI計算 、AI 模 型 執(zhí) 行 、AI 模型推理)、安全,隱私與韌性、以能源利用效率(能效) 為量化指標衡量的可持續(xù)性、通過鏈路預算分析計算的覆蓋能力、互操作性、定位精度(達到1 - 10cm), 開放性與數(shù)字包容性等新指標將成為我們衡量網(wǎng)絡和服務能力的額外手段。與傳統(tǒng)的速率、容量和時延等KPI相比,這些新的關鍵價值指標 (KVI) 同樣重要,指明了6G將從傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡向多要素融合的新型信息服務網(wǎng)絡演進發(fā)展,同時對業(yè)務網(wǎng)絡架構的設計提出了新的要求。
6G 網(wǎng)絡能力
6G網(wǎng)絡架構設計主要考量支撐實現(xiàn)如下幾個維度的網(wǎng)絡能力:
服務范圍的擴展
(1)信息全過程服務
6G網(wǎng)絡架構將從僅支持傳統(tǒng)的信息傳輸服務,拓展到支持信息感知、傳輸、存儲、處理、利用等全過程服務,實現(xiàn)網(wǎng)絡平臺化、服務多樣化,使得AI技術、沉浸式交互技術貫穿信息流的全生命周期。
(2)泛在連接
6G支持各種異構覆蓋接入和組網(wǎng),包括基于鄰近發(fā)現(xiàn)的U2U 、U2N近域連接,衛(wèi)星接入和組網(wǎng)、固移融合接入,無源物聯(lián)網(wǎng)等。基于各種異構連接,6G可提供新的網(wǎng)中網(wǎng)的組網(wǎng)方式或服務,如體域網(wǎng)、家庭網(wǎng)、工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)、近域自組織網(wǎng)等。6G 泛在連接支持各種異構終端的接入,終端可以集多種通信/接入模式、計算、感知、 業(yè)務能力、安全自保護、通話與短消息等功能于一體,也可以是支持無源物聯(lián)網(wǎng)的極簡終端。6G泛在連接實現(xiàn)了全域立體空間的全覆蓋和連接的魯棒性,提供了端側(cè)新型服務的孵化環(huán)境。
6G網(wǎng)絡需要提供廣域的連接能力,滿足天基、空基、地基用戶的隨時隨地通信需要。衛(wèi)星網(wǎng)絡因其覆蓋范圍廣、可全球大規(guī)模組網(wǎng)的特點,能有效在地面網(wǎng)絡無 法覆蓋的偏遠地區(qū)和[敏感詞]環(huán)境中實現(xiàn)泛在覆蓋。對于沒有地面網(wǎng)絡的[敏感詞]環(huán)境或偏遠地區(qū),衛(wèi)星可作為接入將用戶的業(yè)務發(fā)送到地面網(wǎng)絡中,或者星上形成獨立自治網(wǎng)絡,直接為用戶提供服務。實現(xiàn)全球全域無死角覆蓋,支撐廣域萬物智聯(lián),推動地面通信與衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)生態(tài)深度融合。
服務能力的擴展
(1)確定性網(wǎng)絡
6G網(wǎng)絡架構需要滿足和匹配多樣化分級化的業(yè)務需求,設計可預測、可度量、可保障的通信底座,滿足業(yè)務對帶寬、時延、抖動、可靠性等的通信性能的確定性需求。多種確定性技術的跨域協(xié)同和多層融合,將促進網(wǎng)絡的確定性范式由橋接式向內(nèi)生式轉(zhuǎn)變,形成端到端確定性融合網(wǎng)絡架構。充分發(fā)揮網(wǎng)絡的AI能力,輔助網(wǎng)絡的智能預測、實時調(diào)度、閉環(huán)監(jiān)管,以滿足確定性業(yè)務的SLA需求和提供確定性服務質(zhì)量保障。
(2)數(shù)據(jù)驅(qū)動
網(wǎng)絡架構設計應適應以數(shù)據(jù)為中心DOICT融合發(fā)展的趨勢,通過架構設計和優(yōu)化,提高各種數(shù)據(jù)的傳輸效率、處理效率、和流轉(zhuǎn)效率,提升數(shù)據(jù)服務效率和數(shù)據(jù)消費體驗,兼顧數(shù)據(jù)監(jiān)管、安全隱私保護的需 求,促進數(shù)據(jù)開放共享和權益保護,最大限度發(fā)揮數(shù)據(jù)的潛在價值。
(3)通感融合
6G網(wǎng)絡新增無線感知能力,在網(wǎng)絡架構中增加無線感知功能用于接收無線感知業(yè)務請求、執(zhí)行無線感知控制、無線感知業(yè)務數(shù)據(jù)處理、無線感知結(jié)果的對外開放等,無線感知功能支持選擇具有無線感知能力的終端作為無線感知節(jié)點,獲得終端提供的無線感知數(shù)據(jù),并可以將無線感知結(jié)果向終端開放。
(4)智慧內(nèi)生
6G網(wǎng)絡內(nèi)生支持AI功能 ,AI能力賦能網(wǎng)絡各處以及終端,具備AI能力的終端和網(wǎng)絡各節(jié)點均可以參與AI的訓練和推理,從而訓練出泛化能力強、[敏感詞]度高的AI模型。通過新的AI聯(lián)接,實現(xiàn)終端和網(wǎng)絡跨域的AI操作。
(5)多模態(tài)業(yè)務
車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、VR/AR各種新應用、服務層出不窮,網(wǎng)絡通信從 “in time” 延伸到 “on time”, 網(wǎng)絡業(yè)務除了QoS保障,還需滿足用戶個性化QoE 。6G網(wǎng)絡架構需降低網(wǎng)絡復雜性,提高網(wǎng)絡控制和管理 的靈活性,增強對網(wǎng)絡新技術、新協(xié)議的支持能力,充分滿足不斷新增的業(yè)務需求。
支持面向自然人、數(shù)字人、智能或非智能終端設備的多模態(tài)通信交互模式,包括但不限于文本、語音、圖像、視頻、光場、腦波、數(shù)據(jù)指令、語義特征等結(jié)構化或非結(jié)構化的模式與形態(tài)。并且結(jié)合網(wǎng)絡內(nèi)生的AI算力、大模型以及語義知識庫等能力增強,可實現(xiàn)多模態(tài)之間的無縫自由轉(zhuǎn)換,使得通信雙方能夠始終以[敏感詞]效和最符合用戶期望的方式實現(xiàn)信息、數(shù)據(jù)、語義和意圖的準確傳遞,而最小化終端能力、上下文環(huán)境、用戶狀態(tài)等帶來的交互方式約束。
網(wǎng)絡自身的增強
(1)高能效網(wǎng)絡
在國家雙碳戰(zhàn)略引導下,6G網(wǎng)絡發(fā)展需要持續(xù)向綠色低碳演進。6G網(wǎng)絡架構需要遵循綠色、可持續(xù)發(fā)展和智簡設計原則,對信息流和工作流以及二者所需的能量供給進行系統(tǒng)級協(xié)同調(diào)度,提升網(wǎng)絡整體能效。
(2)網(wǎng)絡數(shù)字孿生
網(wǎng)絡數(shù)字孿生通過構建物理網(wǎng)絡的虛擬孿生體,在數(shù)字化虛擬空間實現(xiàn)對物理網(wǎng)絡的建模、仿真、預測和推演,最大限度利用物理網(wǎng)絡的信息和條件,來進行網(wǎng)絡狀態(tài)等的預測和推演,并最終實現(xiàn)對物理網(wǎng)絡的實時反饋和控制。通過將數(shù)字孿生技術應用于6G網(wǎng)絡可以有效應對通信網(wǎng)絡靈活性不足、網(wǎng)絡新技術研發(fā)和部署周期長、網(wǎng)絡優(yōu)化和演進升級成本高風險大的挑戰(zhàn),最終助力實現(xiàn)網(wǎng)絡的自學習、自驗證、自優(yōu)化、自演進。
(3)網(wǎng)絡韌性
6G網(wǎng)絡作為DOICT深度融合的核心基礎設施,正推動著社會各行業(yè)的數(shù)字化革新。其支持異構動態(tài)環(huán)境的靈活部署,但也使得系統(tǒng)的復雜性不斷攀升。在網(wǎng)絡服務中,任何形式的故障、篡改或性能下降都可能帶來嚴重的破壞,甚至可能引發(fā)災難性的后果。因此,6G網(wǎng)絡必須具備卓越的大規(guī)模彈性、可靠性及可用性,并且這些特性需要與網(wǎng)絡和服務復雜性的增長保持同步提升。為了確保網(wǎng)絡的穩(wěn)健性和韌性,我們需從安全性、自適應能力、自治性以及可靠性等多個維度進行能力的構建與強化,從而全面提升6G網(wǎng)絡的韌性和彈性。
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