5G已經(jīng)展開了全面商用，隨著5G在垂直行業(yè)的不斷滲透，人們對于6G的設(shè)想也逐步提上日程。

5G已經(jīng)展開了全面商用，隨著5G在垂直行業(yè)的不斷滲透，人們對于6G的設(shè)想也逐步提上日程。面向2030+， 6G將在5G基礎(chǔ)上全面支持整個世界的數(shù)字化，并結(jié)合人工智能等技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)智慧的泛在可取、全面賦能萬事萬物，推動社會走向虛擬與現(xiàn)實結(jié)合的“數(shù)字孿生”世界，實現(xiàn)“數(shù)字孿生，智慧泛在”的美好愿景。

圍繞這一總體愿景，6G網(wǎng)絡(luò)將在智享生活、智賦生產(chǎn)、智煥社會三個方面催生全新的應(yīng)用場景，比如孿生數(shù)字人、全息交互、超能交通、通感互聯(lián)、智能交互等。

這些場景將需要太比特級的峰值速率、亞毫秒級的時延體驗、超過1000km/h的移動速度以及安全內(nèi)生、智慧內(nèi)生、數(shù)字孿生等新的網(wǎng)絡(luò)能力。為了滿足新場景和新業(yè)務(wù)的更高要求，6G空口技術(shù)和架構(gòu)需要相應(yīng)的變革。

本期的智能內(nèi)參，我們推薦中國移動通信有限公司研究院的報告《2030+技術(shù)趨勢白皮書》，對無線網(wǎng)絡(luò)的未來技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行了預(yù)測和探討，介紹了無線接入網(wǎng)潛在的關(guān)鍵技術(shù)。

未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

目前隨著信息通信技術(shù)與大數(shù)據(jù)、人工智能的深度融合，網(wǎng)絡(luò)泛在性的進(jìn)一步擴(kuò)展，用戶體驗和個性化服務(wù)需求的持續(xù)提升，許多新的使能技術(shù)不斷涌現(xiàn)的同時，未來網(wǎng)絡(luò)也呈現(xiàn)出如下一些大的特征與發(fā)展趨勢。

1、全頻譜通信

隨著通信需求的不斷提高，移動通信網(wǎng)絡(luò)需要更多的頻譜，由于6GHz以下的頻譜已經(jīng)分配殆盡，26GHz、39GHz的毫米波頻段也已經(jīng)分配給5G使用，需要研究更高頻段，如THz和可見光，以滿足更 高容量和超高體驗速率的需求。

可見光通常指頻段430~790THz （波長為380~750nm）的電磁波 ，有約400THz候選頻譜，太赫茲指的是頻段0.1~10THz （波長為30~3000微米）的電磁波叫有約10THz候選頻譜，兩者都具有大帶寬的特點(diǎn)，易于實現(xiàn)超高速率通信，是未來移動通信系統(tǒng)的一個潛在補(bǔ)充。

▲頻率分布

可見光和太赫茲的空間傳輸損耗都很大，因此在地面通信中不適用于遠(yuǎn)距離傳輸，而適合于在局域和短距離場景提供更大的容量和更高的速率。

為了提升覆蓋，可見光通信可利用其低功耗、低成本、易部署等特點(diǎn)，并與照明功能結(jié)合，采用超密集部署實現(xiàn)更廣泛的覆蓋；而太赫茲通信由于波長短，天線陣子尺寸小，發(fā)送功率低，因此更適合與超大規(guī)模天線結(jié)合使用，形成寬度更窄，方向性更好的太赫茲波束，有效地抑制干擾，提高覆蓋距離。

從整個6G移動通信網(wǎng)絡(luò)的部署來看，需要綜合考慮成本、需求和業(yè)務(wù)體驗，分場景地有效使用所有可用的頻率資源。6GHz以下的 頻段仍將發(fā)揮重要的作用，特別是提供無縫的網(wǎng)絡(luò)覆蓋等，毫米波將會發(fā)揮更重要的作用，THz和可見光頻段將會在局域和短距離場景提供更大的容量和更高的速率。

因此，可見光與太赫茲通信引入移動通信網(wǎng)絡(luò)后，需要考慮6GHz以下、毫米波、太赫茲、可見光等全部頻段的深度融合組網(wǎng)，實現(xiàn)各個頻段的動態(tài)互補(bǔ)，以優(yōu)化全網(wǎng)整體服務(wù)質(zhì)量、降低網(wǎng)絡(luò)能耗。

2、空天地一體

未來網(wǎng)絡(luò)在大幅度提高用戶體驗速率的同時，還要滿足飛機(jī)、輪船等機(jī)載船載互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求，保障高速移動的地面車輛、 高鐵等終端的服務(wù)連續(xù)性，支持即時搶險救災(zāi)、環(huán)境監(jiān)測、森林防 火、無人區(qū)巡檢、遠(yuǎn)洋集裝箱信息追蹤等海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備部署，實現(xiàn)人口稀少區(qū)域低成本覆蓋等需求。故未來的主要形式是將網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍拓展到太空、深山、深海、陸地等自然空間的立體覆蓋網(wǎng)絡(luò)，因此需要構(gòu)建空天地一體化網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)全球全域的三維立體“泛在覆蓋”。

空天地一體化網(wǎng)絡(luò)主要包括不同軌道衛(wèi)星構(gòu)成的天基、各種空中飛行器構(gòu)成的空基以及衛(wèi)星地面站和傳統(tǒng)地面網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的地基三部分，具有覆蓋范圍廣、可靈活部署、超低功耗、超高精度和不易受地面災(zāi)害影響等特點(diǎn)。

▲空天地一體化網(wǎng)絡(luò)

面向6G的空天地一體化將衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)作為地面通信網(wǎng)絡(luò)的重要補(bǔ)充和延伸，并將兩者深度融合，顯著提高用戶空口接入能力和立體覆蓋能力。通過空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的星地資源協(xié)作調(diào)度以及星地?zé)o縫漫游，可為用戶提供無感知的一致性服務(wù)，確保網(wǎng)絡(luò)韌性魯棒以及資源綠色集約。

3、DOICT 融合

6G是通信技術(shù)、信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、AI技術(shù)、控制技術(shù)深度融合的新一代移動通信系統(tǒng)，呈現(xiàn)出極強(qiáng)的跨學(xué)科、跨領(lǐng)域發(fā)展特征。6G“數(shù)字孿生、智慧泛在”愿景，需要從信息采集、信息傳遞、 信息計算、信息應(yīng)用多個環(huán)節(jié)端到端設(shè)計。DOICT融合將是6G端到端信息處理和服務(wù)架構(gòu)的發(fā)展趨勢。

ICT深度融合推動網(wǎng)絡(luò)全維可定義，是柔性網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。DICT深度融合推動人工智能與大數(shù)據(jù)全面滲透網(wǎng)絡(luò)，是智能網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。DOICT深度融合推動確定性網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，是自動化系統(tǒng)與數(shù)字孿生系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

DOICT將在大數(shù)據(jù)流動的基礎(chǔ)上實現(xiàn)云、網(wǎng)、邊、端、業(yè)深度融合，以區(qū)塊鏈為代表的手段創(chuàng)造可信環(huán)境，提升各方資源利用效率， 協(xié)同升級云邊計算能力、網(wǎng)絡(luò)能力、終端能力和業(yè)務(wù)能力。

4、網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)

隨著移動通信技術(shù)的快速發(fā)展，業(yè)務(wù)需求與場景更加多元化、個性化，未來6G網(wǎng)絡(luò)將采用更加靈活的可重構(gòu)架構(gòu)設(shè)計。

一方面基于共享的硬件資源，網(wǎng)絡(luò)為不同用戶的不同業(yè)務(wù)分配相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)和空口資源，實現(xiàn)端到端的按需服務(wù)，在提供極致服務(wù)的同時，實現(xiàn)資源共享，以最大化資源利用率，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本；另一方面，極簡的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、靈活可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)特性為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、升級及優(yōu)化提供極大的便利，進(jìn)一步降低運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本。另外，面向6G智慧內(nèi)生的特征需求，也對網(wǎng)絡(luò)提出了更強(qiáng)的計算能力以及可擴(kuò)展能力。

5、感知-通信-計算一體化

感知-通信-計算一體化是指在信息傳遞過程中，同步執(zhí)行信息采集與信息計算的端到端信息處理技術(shù)框架，將打破終端進(jìn)行信息采集、 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳遞和云邊進(jìn)行計算的煙囪式信息服務(wù)框架，是提供無人化、浸入式和數(shù)字孿生等感知通信計算高度耦合業(yè)務(wù)的技術(shù)需求。

感知-通信-計算一體化具體分為功能協(xié)同和功能融合兩個層次。在功能協(xié)同框架中，感知信息可以增強(qiáng)通信能力，通信可以擴(kuò)展感知維度和深度，計算可以進(jìn)行多維數(shù)據(jù)融合和大數(shù)據(jù)分析，感知可以增強(qiáng)計算模型與算法性能，通信可以帶來泛在計算，計算可以實現(xiàn)超大規(guī)模通信。

在功能融合框架中，感知信號和通信信號可以一體化波形設(shè)計與檢測，共享一套硬件設(shè)備。目前雷達(dá)通信一體化技術(shù)已成為熱點(diǎn)，將太赫茲探測能力與通信能力融合，以及將可見光成像與通信融合成為 6G潛在的技術(shù)趨勢。感知與計算融合成算力感知網(wǎng)絡(luò)，計算與網(wǎng)絡(luò) 融合實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)端到端可定義和微服務(wù)架構(gòu)。

未來，感知通信計算可以在軟件定義芯片技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上，實現(xiàn)功能可重構(gòu)。

▲感知-通信-計算一體化應(yīng)用場景

感知-通信-計算一體化的應(yīng)用場景包括無人化業(yè)務(wù)、浸入式業(yè)務(wù)和數(shù)字孿生業(yè)務(wù)。在無人化業(yè)務(wù)領(lǐng)域，提供智能體交互能力和協(xié)同機(jī)器學(xué)習(xí)能力，在浸入式業(yè)務(wù)領(lǐng)域，提供交互式XR的感知和渲染能力， 全息通信的感知、建模和顯示能力，在數(shù)字孿生業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供物理世界的感知、建模、推理和控制能力，在體域網(wǎng)領(lǐng)域提供人員監(jiān)控、人 體參數(shù)感知與干預(yù)能力。

無線使能技術(shù)

面對新應(yīng)用場景帶來的新指標(biāo)需求，比如Tbps量級的峰值速率、 Gbps級別的用戶體驗速率、近有線連接的時延等需求，僅依靠現(xiàn)有 的5G技術(shù)是難以滿足的，為此業(yè)界也在積極研究一些新技術(shù)、新架 構(gòu)、新設(shè)計，期望形成一些新的突破。本章將從基礎(chǔ)傳輸技術(shù)、協(xié)議與架構(gòu)設(shè)計以及自治網(wǎng)絡(luò)技術(shù)三個方面，對未來無線接入網(wǎng)潛在關(guān)鍵 技術(shù)進(jìn)行分析。

眾所周知，更大帶寬可以提升系統(tǒng)峰值速率，但是頻譜效率的提 升還需要依賴于物理層傳輸技術(shù)的發(fā)展。

1、分布式超大規(guī)模MIMO

引入超大規(guī)模MIMO后，4G/5G網(wǎng)絡(luò)容量得到了大幅提升，但 是由于路徑損耗以及小區(qū)間干擾，小區(qū)邊緣用戶體驗仍有待改善。分 布式超大規(guī)模MIMO將傳統(tǒng)的集中部署方式拓展至分布式部署，在多個分布式節(jié)點(diǎn)之間引入智能協(xié)作，實現(xiàn)資源的聯(lián)合調(diào)度和數(shù)據(jù)的聯(lián) 合發(fā)送，如下圖所示。通過分布式部署以及智能協(xié)作，一方面有效消除干擾，增強(qiáng)信號接收質(zhì)量；另一方面有效增強(qiáng)覆蓋，為用戶帶來無邊界性能體驗。在未來6G網(wǎng)絡(luò)，尤其是更高頻段、密集部署場景中 將呈現(xiàn)出極大應(yīng)用潛力。

▲分布式超大規(guī)模MIMO示意

業(yè)界已從理論上論證分布式MIMO在提升信道容量方面的優(yōu)勢。理論分析表明，在天線總數(shù)、發(fā)射總功率及覆蓋范圍相同條件下，分布式MIMO系統(tǒng)中由于始終存在更接近用戶的分布式節(jié)點(diǎn)，同時利用調(diào)度和賦形的智能協(xié)作，其性能較之集中式MIMO更為均勻，特別是對于邊緣用戶性能增益更為顯著。

分布式超大規(guī)模MIMO由于其天線規(guī)模、節(jié)點(diǎn)數(shù)顯著增多，對節(jié)點(diǎn)間信息交互能力、聯(lián)合的協(xié)作節(jié)點(diǎn)選擇和賦形方案設(shè)計、算法復(fù)雜度、干擾處理等提出了挑戰(zhàn)；同時，相干聯(lián)合發(fā)送對節(jié)點(diǎn)之間收發(fā)通道的一致性也提出了更高要求，需要進(jìn)一步研究空口校準(zhǔn)方案。

2、智能超表面

智能超表面（Reconfigurable Intelligent Surface， RIS）通過表面上的結(jié)構(gòu)單元對電磁波進(jìn)行控制，通過對每個結(jié)構(gòu)單元的參數(shù)、位置進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)對任意的電磁波反射/逐射幅度和相位分布的調(diào)整。在解決非視距傳輸、減小覆蓋空洞等傳統(tǒng)無線通信痛點(diǎn)問題具有積極意義。

下圖給出了一種RIS輔助下的無線通信的系統(tǒng)示意?；緦IS 進(jìn)行控制，RIS基于控制對自身結(jié)構(gòu)單元的幅度和相位進(jìn)行調(diào)整， 從而實現(xiàn)對基站發(fā)射信號的有控制地反射。與傳統(tǒng)中繼通信相比，RIS 可以工作在全雙工模式下，具有更高的頻譜利用率。RIS無需RF 鏈路，不需要大規(guī)模供電，在功耗和部署成本上都將具有優(yōu)勢。

▲RIS輔助通信系統(tǒng)

RIS在無線移動通信中的實際應(yīng)用效果，依賴于超材料的研究成 熟度以及數(shù)字控制超材料的精度和效率。同時，無源特性導(dǎo)致的超表面信道難估計問題、基站和RIS可實用聯(lián)合預(yù)編碼方案以及RIS網(wǎng) 絡(luò)架構(gòu)與控制方案都有待更深入的研究。

3、超奈奎斯特傳輸技術(shù)

在傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中，為了避免符號間干擾（ISI， Inter-Symbol Interference），通常采用奈奎斯特準(zhǔn)則，從而限制了發(fā)送的碼元速率。超奈奎斯特傳輸技術(shù)錯誤味找到引用源。采用更快的速率發(fā)送碼元，在傳輸時人為引入ISI，再通過接收端過采樣，利用更高級的接收機(jī)消除 ISI，如下圖所示，從而提升鏈路實際傳輸速率和頻譜利用率。

▲超奈奎斯特傳輸系統(tǒng)收發(fā)框圖示意

超奈奎斯特傳輸信號的功率譜密度只與發(fā)送濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)有關(guān)，并不會擴(kuò)展帶寬。下圖中對比了超奈奎斯特傳輸系統(tǒng)與傳統(tǒng)奈奎斯特系統(tǒng)的帶寬，其中基帶時域波形為矩形波，超奈奎斯特傳輸系統(tǒng)的重疊層數(shù)為4。從圖中可見，超奈奎斯特傳輸系統(tǒng)不會改變頻譜的分布形狀，即不會擴(kuò)展帶寬。

▲超奈奎斯特系統(tǒng)與奈奎斯特系統(tǒng)帶寬對比

在多天線天線系統(tǒng)中，利用超奈奎斯特傳輸技術(shù)，在發(fā)射天線之間產(chǎn)生延遲，利用過采樣創(chuàng)建虛擬的接收天線，可以在用戶側(cè)天線數(shù)量受限時提升空間復(fù)用和分集增益。因此即使是單天線用戶也可以實現(xiàn)空間復(fù)用增益。從下圖可以看出在高信噪比時，基于超奈奎斯特傳輸?shù)奶摂M天線系統(tǒng)相比傳統(tǒng)MISO增益明顯，信噪比10dB時， 可以獲得超40%的容量增益。

▲超奈奎斯特傳輸與傳統(tǒng)奈奎斯特傳輸系統(tǒng)容量對比

超奈奎斯特傳輸技術(shù)的最優(yōu)譯碼算法是基于最大似然序列估計的Viterbi譯碼算法，然而其復(fù)雜度隨重疊程度的增加呈指數(shù)增長。因此，低復(fù)雜度接收機(jī)設(shè)計對該系統(tǒng)的實用化發(fā)展至關(guān)重要。同時， 未來多載波、大規(guī)模天線仍是主流技術(shù)，如何與OFDM/MIMO技術(shù) 結(jié)合，并考慮實際多徑衰落信道對系統(tǒng)影響需要深入探討。

4、變換域波形

波形技術(shù)在歷代無線通信系統(tǒng)的空中接口設(shè)計中都占有舉足輕重的地位。4G和5G系統(tǒng)采用的OFDM波形，性能依賴于其子載波間的正交性。如果子載波間的正交性受到多普勒頻偏等因素的破壞， 性能往往會明顯下降。

▲變換域波形原理示意圖

變換域波形旨在克服OFDM波形的上述缺點(diǎn)。不同于傳統(tǒng)波形方案認(rèn)為發(fā)送符號位于經(jīng)典的時頻域，變換域波形認(rèn)為發(fā)送符號位于其他對偶域（如時延-頻率、時變-多普勒等對偶域），如下圖所示。通過對偶域間的變換，變換域符號可以達(dá)到一種多維分集的效果，從而將OFDM波形中的多普勒頻偏等不利因素作為一種分集自由度有效利用起來提升傳輸性能。

▲變換域波形與OFDM性能對比

上圖給出 500km/h移動環(huán)境中理想信道估計假設(shè)下變換域波形與OFDM間的誤塊率性能對比。仿真中考慮了CDL信道模型， 子載波間隔60kHz，信道編碼為1/3碼率的卷積碼，子載波個數(shù)為128，變換域波形考慮連續(xù)6個時域OFDM符號的聯(lián)合處理。結(jié)果表明變換域波形可以有效應(yīng)對高速移動環(huán)境中的多普勒頻偏，取得更優(yōu)的誤塊率性能。

盡管相關(guān)研究表明變換域波形方案在高速移動等場景下相比于傳統(tǒng)基于OFDM的波形方案可以取得明顯增益，但如何以較低的代價精確恢復(fù)發(fā)送信號是變換域波形研究中一個重要課題。另外，如何設(shè)計高效的參考信號以低開銷精確獲取多天線信道需要進(jìn)一步研究。

5、AI驅(qū)動的物理鏈路

自5G通信起，無線網(wǎng)絡(luò)的智能化成為一個重要課題，旨在實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源更加高效的分配與利用。AI技術(shù)作為目前無線網(wǎng)絡(luò)智能化的主要使能技術(shù)之一，正在滲透到核心網(wǎng)、網(wǎng)管、以及接入網(wǎng)的物理層和高層協(xié)議棧等各個層面。其中，物理層AI泛指利用人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)方法實現(xiàn)或增強(qiáng)無線網(wǎng)絡(luò)物理層功能的技術(shù)方案。

AI在物理層主要可以應(yīng)用于CSI處理、接收機(jī)設(shè)計以及端到端 鏈路設(shè)計等方面。例如，利用深度學(xué)習(xí)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來學(xué)習(xí)無線通信中高維CSI的壓縮表示，從而降低CSI反饋開銷；利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)從接收到的干擾信號到原始信號的逆映射，可以不需要顯式的信道估計與均衡；在特定的信道環(huán)境下聯(lián)合優(yōu)化發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，可以學(xué)習(xí)信道中的非理想效應(yīng)，提升傳輸性能。

然而以“黑盒”方式用AI模塊來代替?zhèn)鹘y(tǒng)物理層模塊在性能上 將很難超越傳統(tǒng)設(shè)計。相比之下，將人工智能方法與人類專家知識兩 者相結(jié)合的思路是可以汲取雙方優(yōu)點(diǎn)的更佳選擇。另外，要充分發(fā)揮 AI在降低開銷和復(fù)雜性方面的潛力，就需要對參考信號和空口資源分配進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計甚至多鏈路模塊之間的聯(lián)合設(shè)計，因此可能對現(xiàn)有 的空口框架與信令設(shè)計產(chǎn)生更多的影響。

6、即插即用鏈路控制

6G無線接入網(wǎng)需要具備覆蓋自動擴(kuò)展能力，以更好的完成立體全場景的覆蓋，當(dāng)新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體加入網(wǎng)絡(luò)時，能夠快速握手、即插即用，實現(xiàn)覆蓋擴(kuò)展。即插即用鏈路控制技術(shù)包括以下幾個方面：

流程感知：感知各種類型的接入請求，并啟動合適的握手及控制信令流程。對于不同種類的接入點(diǎn)，需要準(zhǔn)確識別，快速完成接入，實現(xiàn)覆蓋的靈活擴(kuò)展。

云對邊的控制協(xié)調(diào)：云端對邊緣接入點(diǎn)的靈活精準(zhǔn)管控，包括諸如接入控制、自動分配帶寬資源、鏈路間協(xié)調(diào)。云端的處理可以引入AI能力來支撐上述功能。

接入點(diǎn)的自生成自優(yōu)化：利用數(shù)字孿生/AI等技術(shù)對各種接入點(diǎn)進(jìn)行全自動化、全生命周期的管理和監(jiān)控。當(dāng)接入點(diǎn)新加入網(wǎng)絡(luò)時能 夠自動完成配置實現(xiàn)自生成；當(dāng)接入點(diǎn)運(yùn)行時，根據(jù)實時場景進(jìn)行參數(shù)調(diào)整、自動優(yōu)化，按需改進(jìn)服務(wù)，以更好的滿足用戶的需求。

▲即插即用鏈路控制

云和邊之間需要高速高效的傳輸通道以及大帶寬高實時性的傳 輸帶寬來確保即插即用接口間的信息實時交互，同時還需要強(qiáng)大的數(shù)字孿生和AI算法支撐完成對遠(yuǎn)端接入點(diǎn)的自動管控。

7、自適應(yīng)空口的QoS控制

6G時代將是高度數(shù)據(jù)化、智能化的時代。全息影像，XR業(yè)務(wù)、 虛擬空間感知與交互等新業(yè)務(wù)都對6G網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)質(zhì)量保障提出了更多的極致要求。

自適應(yīng)空口的QoS控制是基于端到端QoS約束，根據(jù)實時的空口傳輸特征、相對有限的空口資源、發(fā)送-反饋的時間約束等，實現(xiàn)空口傳輸數(shù)據(jù)的QoS保障，其是按需空口服務(wù)和高效網(wǎng)絡(luò)能力關(guān)鍵技術(shù)。

自適應(yīng)空口的QoS控制包括以下幾個方面：

1、靈活的QoS探測機(jī)制：結(jié)合AI/大數(shù)據(jù)技術(shù)，實現(xiàn)對承載的業(yè)務(wù)的QoS探測和建模，以及自適應(yīng)調(diào)整。

2、業(yè)務(wù)QoS和空口能力的深度融合：探索業(yè)務(wù)QoS和空口服務(wù)能力結(jié)合的全新的QoS機(jī)制。無線接入網(wǎng)基于業(yè)務(wù)的精準(zhǔn)需求，通過調(diào)度和無線資源管理將業(yè)務(wù)需求與實時的空口狀態(tài)相匹配。

3、AS層端到端的QoS機(jī)制：終端結(jié)合接入網(wǎng)提供的QoS信息進(jìn)行更精細(xì)的QoS管理，實現(xiàn)上下行數(shù)據(jù)在空口的精準(zhǔn)高效傳輸。

面向未來，6G網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)需求在不斷演進(jìn)發(fā)展，QoS機(jī)制涉及到核心網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、和接入網(wǎng)，結(jié)合核心網(wǎng)，傳輸層和接入網(wǎng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)的QoS機(jī)制是后續(xù)需要考慮的問題。

網(wǎng)絡(luò)使能技術(shù)

1、輕量化信令方案

從2G， 3G， 4G到5G的發(fā)展歷程來看，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)展和復(fù)雜度的日益劇增，導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的復(fù)雜冗余。按照已有網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢，支撐萬物互聯(lián)的6G網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度將呈幾何級增長。輕量化的信令方案是6G設(shè)計必然選擇。

6G的無線接入網(wǎng)需要按照統(tǒng)一的信令方案進(jìn)行設(shè)計，在統(tǒng)一的信令控制下融合多種空口接入技術(shù)，實現(xiàn)空口的統(tǒng)一控制，降低終端接入網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度。在協(xié)議棧功能設(shè)計方面，可以考慮差異化的協(xié)議功能設(shè)計，優(yōu)化協(xié)議功能分布和接口設(shè)計，結(jié)合AI技術(shù)進(jìn)一步增強(qiáng)協(xié)議功能。

在網(wǎng)絡(luò)功能方面，6G網(wǎng)絡(luò)可以分為廣覆蓋信令層和按需的數(shù)據(jù)層。通過信令面和用戶面分離的機(jī)制，采用統(tǒng)一的信令覆蓋層保證可靠的移動性管理和快速的業(yè)務(wù)接入；通過動態(tài)按需的數(shù)據(jù)層加載，滿 足網(wǎng)絡(luò)用戶的業(yè)務(wù)需求。二者之間靈活配合，以降低基站部署的數(shù)量， 提高用戶的業(yè)務(wù)感知體驗。

▲輕量化信令控制

輕量化信令方案需要高可靠、低時延、低成本的傳輸網(wǎng)支撐，傳輸網(wǎng)需要靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和足夠的帶寬。需要無線控制中心-傳輸網(wǎng)-網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)統(tǒng)籌一體化設(shè)計。另外，信令和業(yè)務(wù)分離需要統(tǒng)籌6G可用頻段，充分發(fā)揮廣覆蓋與業(yè)務(wù)靈活加載的優(yōu)勢。

2、端到端的服務(wù)化設(shè)計

隨著DOICT技術(shù)的深度融合以及大量新型業(yè)務(wù)的涌現(xiàn)，運(yùn)營商 需要網(wǎng)絡(luò)具有敏捷響應(yīng)新需求的能力，以快速提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)?；谠圃姆?wù)化技術(shù)是使能上述能力的重要技術(shù)，驅(qū)動協(xié)議功能向服務(wù)化架構(gòu)演進(jìn)?；诜?wù)化架構(gòu)的協(xié)議功能具有按照業(yè)務(wù)需求運(yùn)行協(xié)議功能的能力，技術(shù)特征體現(xiàn)在以下幾個方面：

1、云原生服務(wù)化技術(shù)驅(qū)動的協(xié)議功能：在遵守各協(xié)議層邏輯約束 關(guān)系的前提下，把協(xié)議功能實體重構(gòu)成可靈活組合的模塊，各個模塊 能夠按需靈活組合、部署和運(yùn)行實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)新業(yè)務(wù)服務(wù)能力。

2、云原生服務(wù)化技術(shù)驅(qū)動的接口：接入網(wǎng)內(nèi)部及外部的接口基于 云原生服務(wù)化接口形態(tài)和接口協(xié)議進(jìn)行重構(gòu)，已支撐協(xié)議功能模塊的靈活組合和網(wǎng)絡(luò)能力開放；

3、云原生服務(wù)化技術(shù)驅(qū)動的能力開放：向第三方提供方便快捷統(tǒng) 一的接入網(wǎng)信息交換機(jī)制和策略調(diào)整機(jī)制，實現(xiàn)融智共贏。

▲基于服務(wù)化架構(gòu)的協(xié)議

協(xié)議功能重構(gòu)后的功能包括基礎(chǔ)功能和增量功能兩大類：

1、基礎(chǔ)功能包括小區(qū)級功能，如連接管理、用戶面管理、UE節(jié) 能管理等功能以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

2、增量功能包括接入網(wǎng)服務(wù)注冊、數(shù)據(jù)采集與存儲、能力開放、 AI分析與決策等功能及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

接入網(wǎng)功能的高實時性和高靈活性對平臺的存儲、計算力和信息 交互的實時性都提出了很高的要求，DOICT深度融合技術(shù)能否支撐該要求還需要進(jìn)一步研究和驗證。同時，接入網(wǎng)功能耦合緊密，如何實現(xiàn)功能合理的“高內(nèi)聚低耦合”是一個龐雜的系統(tǒng)工程。而且，目前的服務(wù)化技術(shù)相對于傳統(tǒng)解決方案，帶來單設(shè)備成本的增加，如何實現(xiàn)成本和收益的平衡是系統(tǒng)性問題。

基于服務(wù)化架構(gòu)的協(xié)議運(yùn)行在云平臺上，利用云原生實現(xiàn)基于微服務(wù)化的開發(fā)、部署與管理。云原生平臺需要適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，實現(xiàn)高效、開放、跨多云的部署。

▲云化技術(shù)演進(jìn)趨勢

近20年，計算技術(shù)經(jīng)歷了從裸機(jī)到虛擬機(jī)、到容器的快速發(fā)展， 云原生已經(jīng)成為最適合云架構(gòu)的技術(shù)實踐。云原生是面向云應(yīng)用設(shè)計的一種思想理念，充分發(fā)揮云效能的最佳實踐路徑，可以幫助運(yùn)營商構(gòu)建彈性可靠、松耦合、易管理可觀測的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提升交付效率， 降低運(yùn)維復(fù)雜度。代表技術(shù)包括不可變基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)網(wǎng)格、聲明式API及Serverless等。云原生技術(shù)架構(gòu)具備以下典型特征：

極致的彈性能力可實現(xiàn)秒級甚至毫秒級的響應(yīng)；

高度自動化的調(diào)度機(jī)制可實現(xiàn)極強(qiáng)的自愈能力；

高度適配性可實現(xiàn)跨區(qū)域、跨平臺甚至跨服務(wù)商的規(guī)?；笠?guī)?？蓮?fù)制部署能力。

云原生大大降低了云計算的門檻，可以實現(xiàn)研發(fā)與運(yùn)維的跨域協(xié)同，提升開放迭代速度，并賦能業(yè)務(wù)創(chuàng)新。當(dāng)前云原生熱點(diǎn)技術(shù)正在呈現(xiàn)井噴式爆發(fā)，包括多云容器編排、云原生服務(wù)器、云原生存儲、云原生網(wǎng)絡(luò)、云原生數(shù)據(jù)庫、云原生消息隊列、服務(wù)網(wǎng)格、Serverless容器、函數(shù)即服務(wù)（FaaS）、后端即服務(wù)（BaaS）等。

電信服務(wù)對性能、低時延、可靠性、安全性、設(shè)備成本都有更高的要求，這些都需要云原生技術(shù)針對電信業(yè)務(wù)特點(diǎn)進(jìn)行演進(jìn)，以滿足電信業(yè)務(wù)高標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)。

3、智慧感知功能

面向6G的超低時延，高帶寬的云強(qiáng)交互式業(yè)務(wù)越來越多?，F(xiàn)有應(yīng)用層、業(yè)務(wù)傳輸層、移動網(wǎng)絡(luò)層“分層”和“煙囪式”的設(shè)計，造成數(shù)據(jù)包傳輸時延長，導(dǎo)致用戶體驗的下降。

為了實現(xiàn)業(yè)務(wù)傳輸能力和網(wǎng)絡(luò)能力的實時精準(zhǔn)匹配，需要引入端 到端網(wǎng)絡(luò)各協(xié)議層的高精度實時測量和反饋，使能協(xié)同優(yōu)化，并在網(wǎng)絡(luò)端引入智能處理功能，包括智能化估計和預(yù)測，一方面對測量和交互數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，實現(xiàn)降維和壓縮，另一方面根據(jù)應(yīng)用層&業(yè)務(wù)傳輸層的需求進(jìn)行訂閱和通知，降低對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拈_銷。

▲跨層聯(lián)合架構(gòu)設(shè)計

同時，對應(yīng)用層的傳輸需求進(jìn)行深度的智能化感知，在充分保障用戶隱私的前提下，實現(xiàn)包級別的傳輸需求實時感知和預(yù)測，為業(yè)務(wù)傳輸層的擁塞控制和移動網(wǎng)絡(luò)層資源調(diào)度提供精細(xì)顆粒度的指導(dǎo)。

智慧感知網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系需要多協(xié)議層、多網(wǎng)元、多技術(shù)領(lǐng)域協(xié)作， 面臨技術(shù)方案驗證難度大，以及潛在非標(biāo)功能的引入等諸多挑戰(zhàn)。同時，由于各協(xié)議層的聯(lián)合設(shè)計和交互的標(biāo)準(zhǔn)化涉及多個標(biāo)準(zhǔn)組織和工作組，各新技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)化中的推進(jìn)面臨很大挑戰(zhàn)。

4、基于數(shù)字孿生的網(wǎng)絡(luò)自治體系

數(shù)字孿生技術(shù)是指通過數(shù)字化手段將物理世界實體在數(shù)字世界建立一個虛擬實體，借此實現(xiàn)對物理世界實體實現(xiàn)動態(tài)觀察、分析、 仿真、控制與優(yōu)化。數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括功能建模、網(wǎng)元建模、網(wǎng)絡(luò)建模、網(wǎng)絡(luò)仿真、參數(shù)與性能模型、自動化測試、數(shù)據(jù)采集、大數(shù) 據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)、故障預(yù)測、拓?fù)渑c路由尋優(yōu)。從而把網(wǎng)絡(luò)每一個階段不好解決的難題轉(zhuǎn)換到數(shù)字世界來求解，通過監(jiān)控、預(yù)測、優(yōu)化、仿真，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自治能力。

▲數(shù)字孿生實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自治

基于數(shù)字孿生技術(shù)和人工智能技術(shù)，6G網(wǎng)絡(luò)將是具備自優(yōu)化、 自演進(jìn)和自生長能力的自治網(wǎng)絡(luò)。自優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)對未來網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的走勢 進(jìn)行提前預(yù)測，對可能發(fā)生的性能劣化進(jìn)行提前干預(yù)，數(shù)字域持續(xù)地對物理網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)狀態(tài)進(jìn)行尋優(yōu)和仿真驗證，并提前下發(fā)對應(yīng)的運(yùn)維 操作自動地對物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行校正。

自演進(jìn)網(wǎng)絡(luò)基于人工智能對網(wǎng)絡(luò)功 能的演化路徑進(jìn)行分析和決策，包括既有網(wǎng)絡(luò)功能的優(yōu)化增強(qiáng)和新功 能的設(shè)計、實現(xiàn)、驗證和實施。自生長網(wǎng)絡(luò)對不同業(yè)務(wù)需求進(jìn)行識別 和預(yù)測，自動編排和部署各域網(wǎng)絡(luò)功能，生成滿足業(yè)務(wù)需求的端到端 服務(wù)流；對容量欠缺的站點(diǎn)進(jìn)行自動擴(kuò)容，對尚無網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域進(jìn) 行自動規(guī)劃、硬件自啟動、軟件自加載。

數(shù)字孿生技術(shù)作為應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的新理念，需要在業(yè)界形成更多共識。從工業(yè)界以及其它行業(yè)的過程來看，這需要較長的時間。同時，數(shù)字孿生技術(shù)依賴大量的數(shù)據(jù)采集，這將增加設(shè)備成本，數(shù)據(jù)采集的方式也需要突破性的創(chuàng)新。

5、確定性數(shù)據(jù)傳輸

確定性的概念最初在IEEE提出并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。IEEE 802.1工作組于2007年創(chuàng)建了音頻視頻橋接（AVB）任務(wù)組，其目標(biāo)是用以太網(wǎng)取代家庭中的HDMI、揚(yáng)聲器和同軸電纜。隨著IEEE 802.1AVB標(biāo)準(zhǔn)在工作室、體育和娛樂場所的成功應(yīng)用，這一技術(shù)開始吸引工業(yè)界和汽車界的關(guān)注。

2012年，IEEE 802.1AVB任務(wù)組更名為時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）任務(wù)組。TSN標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展了AVB的技術(shù)，具有時間同步、 時延保證等確保實時性的機(jī)制，支持流量調(diào)度和整形、可靠性、配置 管理等相關(guān)協(xié)議。2015年，IETF成立了確定性網(wǎng)絡(luò)（DetNet）工作組， 致力于將基于以太網(wǎng)的確定性技術(shù)擴(kuò)展到廣域IP網(wǎng)絡(luò)，提供延遲、 丟包和抖動的最壞情況界限，以提供確定的數(shù)據(jù)傳輸。

從上可以看出，固定網(wǎng)絡(luò)的確定性傳輸已經(jīng)提出有10年的時間， 但是面向移動網(wǎng)絡(luò)的確定性傳輸研究才剛剛起步，這主要是由于1、 空口易受環(huán)境影響，傳輸質(zhì)量很難預(yù)測；2、缺乏端到端的確定性保障機(jī)制。

6G時代，確定性數(shù)據(jù)傳輸將成為6G網(wǎng)絡(luò)的代表能力，實現(xiàn)有界時延、低抖動、高可靠性以及高精度的時間同步等特性。需要攻克的難點(diǎn)包括以下幾方面：

1、無線空口如何實現(xiàn)靈活的資源預(yù)留和實時調(diào)度?？湛诘牟豢深A(yù)測性，是實現(xiàn)端到端確定性傳輸?shù)闹饕款i。這就要求在6G時代，首先空口的資源是足夠的、非受限的，數(shù)據(jù)報文在 接入網(wǎng)內(nèi)可以進(jìn)行實時靈活調(diào)度，保障報文可以在規(guī)定的時間內(nèi)處理完畢并且發(fā)出。

2、如何實現(xiàn)廣域的確定性傳輸機(jī)制。IEEE TSN技術(shù)的難以應(yīng)用于廣域，這主要是由于TSN系統(tǒng)中的 CNC無法進(jìn)行大規(guī)模的路徑運(yùn)算和準(zhǔn)確的實時調(diào)度，以及時間同步精度隨著路徑延長而越來越低。

3、如何實現(xiàn)跨層、跨域的確定性機(jī)制融合。5G時代，移動網(wǎng)絡(luò)依然是承載在IP之上的一層網(wǎng)絡(luò)，這對跨域 協(xié)同的確定性傳輸調(diào)度提出了嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。在6G時代，從網(wǎng)絡(luò)設(shè)計之初就希望能夠?qū)崿F(xiàn)異構(gòu)接入、固移融合、協(xié)同管理，移動網(wǎng)絡(luò)需要 吸取現(xiàn)有固定網(wǎng)絡(luò)的二層、三層確定性傳輸協(xié)議，實現(xiàn)部署融合、協(xié)議支持、協(xié)同調(diào)度，從而實現(xiàn)端到端跨層、跨域的確定性數(shù)據(jù)傳輸。

6、可編程網(wǎng)絡(luò)

6G網(wǎng)絡(luò)需要支持網(wǎng)絡(luò)可編程能力，實現(xiàn)接入、邊緣、核心、廣域、數(shù)據(jù)五網(wǎng)協(xié)同，從而使電信網(wǎng)絡(luò)具備跨多業(yè)務(wù)、多領(lǐng)域、全生命周期的全場景可定制能力。網(wǎng)絡(luò)可編程能力體現(xiàn)在很多的層次上，從下往上依次為芯片可編程（如P4、POF）、FIB可編程（如OpenFlow）、RIB可編程（如 BGP、PCEP）、設(shè)備OS可編程、設(shè)備配置可編程（如CLI、 NETCONF/YANG、OVSDB）、控制器可編程和業(yè)務(wù)可編程（如GBP、 NEMO）。

未來網(wǎng)絡(luò)需要從網(wǎng)元、協(xié)議、業(yè)務(wù)、管理四個維度滿足可編程能力：

1、設(shè)備網(wǎng)元可編程：隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類型呈現(xiàn)出多樣化、個性化態(tài)勢，面對用戶對新網(wǎng) 絡(luò)功能的需求層出不窮，設(shè)備網(wǎng)元的協(xié)議棧支持的網(wǎng)絡(luò)功能有限，所用的網(wǎng)卡芯片也不可能預(yù)測未來幾年內(nèi)所有可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)功能。網(wǎng)元作為網(wǎng)絡(luò)的基本組成，需要其硬件架構(gòu)允許用戶重新定義功能，能 夠按需完成不同類型協(xié)議、封裝‘解封裝的處理。

同時上層軟件體系結(jié)構(gòu)由功能劃分清晰的模塊或API組成，允許用戶重新組織這些模塊或調(diào)用接口來達(dá)到定制的目的，如分類、整形、QoS等。設(shè)備網(wǎng)元支持可編程，使得高效支持用戶的定制化和新協(xié)議持續(xù)演進(jìn)成為可能。

2、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可編程：電信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的職能劃分越來越模糊，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和架構(gòu)也 在互相滲透。隨著應(yīng)用場景不斷演進(jìn)，對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧功能的新需求層出不窮，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的演進(jìn)和創(chuàng)新也不斷涌現(xiàn)（如NewIP、SRv6、QUIC 等），面對新舊協(xié)議的長期并存，勢必要求端到端網(wǎng)內(nèi)、網(wǎng)間的協(xié)議 能夠支持同步切換，甚至根據(jù)用戶業(yè)務(wù)類型和質(zhì)量要求對切片端到端的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議按需進(jìn)行選擇。進(jìn)而實現(xiàn)后5G+網(wǎng)絡(luò)向6G網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)切換。

3、業(yè)務(wù)路徑可編程：端到端網(wǎng)絡(luò)承載越來越豐富的業(yè)務(wù)，我們需要看到網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)元完 成新業(yè)務(wù)升級的時間是有先后的。支持按需配置不同用戶數(shù)據(jù)使用不同業(yè)務(wù)處理路徑，既能采用利舊改造方案，又能實現(xiàn)向創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的逐步引流，平穩(wěn)切換，在有限成本基礎(chǔ)上滿足用戶需求的無限擴(kuò)展。進(jìn)一步地，從終端、接入網(wǎng)、核心網(wǎng)、廣域網(wǎng)、到數(shù)據(jù)中心全網(wǎng)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑可測、可調(diào)、才真正意義上實現(xiàn)端到端業(yè)務(wù)的、網(wǎng)、邊協(xié)同， 實現(xiàn)端到端的網(wǎng)絡(luò)保障。

4、管理方式可編程：隨著電信網(wǎng)絡(luò)日益復(fù)雜、網(wǎng)內(nèi)運(yùn)維成本居高不下、網(wǎng)間運(yùn)維壁壘遲未打通、導(dǎo)致商業(yè)變現(xiàn)能力不足、新業(yè)務(wù)上線速度減緩。管理方式課編程是指在監(jiān)控和管理方式上，網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)元應(yīng)支持多種或自定義的管理手段，促進(jìn)資源效率、能源效率、運(yùn)維效率的三個提升，成就面向用戶體驗的閉環(huán)自治網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

之前我們報道了5G在21個垂直行業(yè)中應(yīng)用，隨著5G的不斷普及，通信面向未來的需求會更加明確。相關(guān)的新業(yè)務(wù)、新應(yīng) 用、新服務(wù)、新材料的領(lǐng)域都在飛速發(fā)展，云計算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、 人工智能等新技術(shù)與通信技術(shù)也在不斷融合，這些迫切需要結(jié)合最新變化和發(fā)展趨勢不停地推動6G的設(shè)計和研究。雖然現(xiàn)階段對6G的設(shè)想似乎有些天馬行空，但技術(shù)的發(fā)展速度往往超過人們的預(yù)期。
編輯：lyn