發布時間:2024-03-27作者來源:金航標瀏覽:1405
6G網絡將在現有連接功能的基礎上增強,演變為一種能夠提供通信、感知、計算、智能、大數據、安全可信等多方面服務的新一代信息服務網絡。這種轉變將使網絡能力從簡單連接延伸至超越連接,以滿足6G新業務和關鍵指標的需求。
6G網絡架構的關鍵價值指標
新的業務需求是移動通信網絡發展的第一驅動力。當前ITU-R 已明確6G網絡的4項總體目標 (Overarching Aspects),包括可持續性,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,要求網絡內生支持AI 、感知、泛在連接等新能力,實現從移動通信向移動信息服務的重大轉變。
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新,網絡架構配合實現,其中6G峰值數據速率將達到50-200 Gb/s, 達到5G上限的2.5-10倍;用戶體驗數據速率達到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?。
網絡能力指標
第二類指標是面向6G新增的能力指標,也是網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(分布式數據處理、分布式學習、AI計算 、AI 模 型 執 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), 開放性與數字包容性等新指標將成為我們衡量網絡和服務能力的額外手段。與傳統的速率、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將從傳統通信網絡向多要素融合的新型信息服務網絡演進發展,同時對業務網絡架構的設計提出了新的要求。
6G 網絡能力
6G網絡架構設計主要考量支撐實現如下幾個維度的網絡能力:
服務范圍的擴展
(1)信息全過程服務
6G網絡架構將從僅支持傳統的信息傳輸服務,拓展到支持信息感知、傳輸、存儲、處理、利用等全過程服務,實現網絡平臺化、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,包括基于鄰近發現的U2U 、U2N近域連接,衛星接入和組網、固移融合接入,無源物聯網等。基于各種異構連接,6G可提供新的網中網的組網方式或服務,如體域網、家庭網、工業現場網、近域自組織網等。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網的極簡終端。6G泛在連接實現了全域立體空間的全覆蓋和連接的魯棒性,提供了端側新型服務的孵化環境。
6G網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。衛星網絡因其覆蓋范圍廣、可全球大規模組網的特點,能有效在地面網絡無 法覆蓋的偏遠地區和[敏感詞]環境中實現泛在覆蓋。對于沒有地面網絡的[敏感詞]環境或偏遠地區,衛星可作為接入將用戶的業務發送到地面網絡中,或者星上形成獨立自治網絡,直接為用戶提供服務。實現全球全域無死角覆蓋,支撐廣域萬物智聯,推動地面通信與衛星通信產業生態深度融合。
服務能力的擴展
(1)確定性網絡
6G網絡架構需要滿足和匹配多樣化分級化的業務需求,設計可預測、可度量、可保障的通信底座,滿足業務對帶寬、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同和多層融合,將促進網絡的確定性范式由橋接式向內生式轉變,形成端到端確定性融合網絡架構。充分發揮網絡的AI能力,輔助網絡的智能預測、實時調度、閉環監管,以滿足確定性業務的SLA需求和提供確定性服務質量保障。
(2)數據驅動
網絡架構設計應適應以數據為中心DOICT融合發展的趨勢,通過架構設計和優化,提高各種數據的傳輸效率、處理效率、和流轉效率,提升數據服務效率和數據消費體驗,兼顧數據監管、安全隱私保護的需 求,促進數據開放共享和權益保護,最大限度發揮數據的潛在價值。
(3)通感融合
6G網絡新增無線感知能力,在網絡架構中增加無線感知功能用于接收無線感知業務請求、執行無線感知控制、無線感知業務數據處理、無線感知結果的對外開放等,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點,獲得終端提供的無線感知數據,并可以將無線感知結果向終端開放。
(4)智慧內生
6G網絡內生支持AI功能 ,AI能力賦能網絡各處以及終端,具備AI能力的終端和網絡各節點均可以參與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聯接,實現終端和網絡跨域的AI操作。
(5)多模態業務
車聯網、工業物聯網、VR/AR各種新應用、服務層出不窮,網絡通信從 “in time” 延伸到 “on time”, 網絡業務除了QoS保障,還需滿足用戶個性化QoE 。6G網絡架構需降低網絡復雜性,提高網絡控制和管理 的靈活性,增強對網絡新技術、新協議的支持能力,充分滿足不斷新增的業務需求。
支持面向自然人、數字人、智能或非智能終端設備的多模態通信交互模式,包括但不限于文本、語音、圖像、視頻、光場、腦波、數據指令、語義特征等結構化或非結構化的模式與形態。并且結合網絡內生的AI算力、大模型以及語義知識庫等能力增強,可實現多模態之間的無縫自由轉換,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信息、數據、語義和意圖的準確傳遞,而最小化終端能力、上下文環境、用戶狀態等帶來的交互方式約束。
網絡自身的增強
(1)高能效網絡
在國家雙碳戰略引導下,6G網絡發展需要持續向綠色低碳演進。6G網絡架構需要遵循綠色、可持續發展和智簡設計原則,對信息流和工作流以及二者所需的能量供給進行系統級協同調度,提升網絡整體能效。
(2)網絡數字孿生
網絡數字孿生通過構建物理網絡的虛擬孿生體,在數字化虛擬空間實現對物理網絡的建模、仿真、預測和推演,最大限度利用物理網絡的信息和條件,來進行網絡狀態等的預測和推演,并最終實現對物理網絡的實時反饋和控制。通過將數字孿生技術應用于6G網絡可以有效應對通信網絡靈活性不足、網絡新技術研發和部署周期長、網絡優化和演進升級成本高風險大的挑戰,最終助力實現網絡的自學習、自驗證、自優化、自演進。
(3)網絡韌性
6G網絡作為DOICT深度融合的核心基礎設施,正推動著社會各行業的數字化革新。其支持異構動態環境的靈活部署,但也使得系統的復雜性不斷攀升。在網絡服務中,任何形式的故障、篡改或性能下降都可能帶來嚴重的破壞,甚至可能引發災難性的后果。因此,6G網絡必須具備卓越的大規模彈性、可靠性及可用性,并且這些特性需要與網絡和服務復雜性的增長保持同步提升。為了確保網絡的穩健性和韌性,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網絡的韌性和彈性。
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