信息通信

6G网络的这些关键问题,中国移动研究院首席专家说清楚了

作者:刘晶来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2020-06-27 08:19我要评论

移动通信,商用一代研发一代。我国5G商用已满一年, 6G的研究在去年启动。面向2030年,移动通信会发生哪些改变,6G将带来哪些应用,6G的网络结构又将如何构成?中国移动研究院首席专家、6G项目总监刘光毅在日前由中国移动研究院主办的“6G系列研讨会”第二次会议上,详细阐述了6G需要具备的技术特征和网络架构。

6G网络将达到什么能力

刘光毅认为,通过对应用场景的理解和分析,6G网络性能指标的定位包括了几个方面:一是6G网络的峰值速率要达到太比特级(Tbps);

二是用户体验速率达到吉比特级(Gbps);

三是用户的时延接近实时处理海量数据;

四是无线网络的可靠性接近有线传输;

五是6G流量密度和连接数密度比5G提升至少10倍,甚至千倍;

六是支持高速移动通信,速度突破1000公里/小时,不仅支持高速铁路的通信覆盖,还支持对飞机的覆盖;

七是在频谱效率上能够有两到三倍的提升。

刘光毅说,我们希望6G网络能够带来一些全新的能力,比如达到亚米级甚至厘米级的定位精度,还有超低的时延抖动和超高的安全性,以及全新的网络智慧等级。为了满足这些指标,6G需要在频谱的使用范围、使用效率、网络架构、功能以及安全和AI方面进行全新的变革,以此满足6G业务和应用需求。

6G网络演进三个驱动力

随着移动通信技术发展,网络架构在不断变化,3G用三层架构,4G采用全IP架构。5G则引入了IT和大数据技术,实现5G核心网的SBA、控制面和用户面分离、网络切片技术等,在无线网上NG-RAN引入CU-DU分离架构,带来灵活部署的结构。

那么,6G网络是什么样的结构?

刘光毅表示,从整个网络演进和变革来看,设计6G网络要考虑三方向的驱动力。一是新业务、新应用、新场景带来什么样的需求;二是解决现网问题和面临的挑战,去年5G NSA建设带来高能耗、高成本、运维效率低等挑战,未来网络设计要考虑如何改变这些现状;三是随着云计算、大数据 、AI技术的进步,新技术发展带来了驱动力。

在解决现网问题和面临的挑战上,刘光毅认为有四个问题比较突出。一是要进一步解决时延问题。固化的协议结构成为实现更低时延的瓶颈,对于5G无线网络来说,协议结构是分层的,所有业务要一层一层处理,每一层的处理都会有时延,构成一个业务传输时延的瓶颈。要进一步缩短空口的时延,势必要打破这个结构。

二是网络切片的支持技术要进一步演进,5G支持端到端切片,但在标准设计之初,切片的设计和优化在无线网和核心网是分别考虑的,二者是否能够很好衔接有待SA商用验证,这需要在6G网络设计中考虑。

三是要解决单一的网络结构带来的高成本和高功耗问题。目前5G网络部署是以基站为单位,全功能部署,这会使整个建设的成本高、功耗高,在6G网络要做变革,根治这两大问题。

四是大规模基站部署成本高、运维难度不断提升,要思考用AI和大数据实现网络运维的智能化,但由于5G网络设计之初没有完整地考虑对这些功能的支持,目前所做的智能化运维突破,很难做到全网运维支撑。相信6G时代,网络运维的自动化必将是一个新的发展方向。

刘光毅表示,受新业务、新应用、新场景驱动,要求6G网络有更高可靠性,更低用户面和控制面的时延,更高的流量密度、设备密度。而云计算、大数据 、AI都会在6G网络中进行深度融合,使网络更高效、更智能。

6G网络结构六个基本特征

2019年,中国移动提出6G将有五个方面特征,今年刘光毅认为,还可以加上数字孪生的基本特征。

6G网络第一个特征是按需服务。6G会有更多新业务、新场景,用户多元化、个性化,网络要进一步提升感知能力,包括行为、业务、意图的感知,根据用户业务需求配置网络资源,提供体验保障。

第二个特征是至简网络,多种接入技术接入一张核心网,接入网实现即插即用。通过架构、功能、协议的简化,实现网络精准服务的同时,节省成本、节约能耗。实现轻量级的无线网络。未来接入网络分为两层,一层是信令接入层,另一层是数据接入层。通过分开部署,节约基站部署的数量,基站功能可以分阶段按需加载,而不是全功能基站加载。

第三个特征是柔性网络,以用户为中心,按需网络生成,而且网随人动。网络功能去中心化管理,支持独立的网元和服务的伸缩、演进和灵活的部署,实现端到端的微服务化网络。

第四个特征是智慧内生。AI技术有长足进步,5G已经考虑使用AI的智慧化,但5G的AI是一种外挂式或者说是嫁接式的应用,很难做到像人类神经网络一样的一种内在能力。期望6G网络中,能够把AI做成神经系统。为了满足智慧内生,需要在6G网络中引入数据收集面和智能面,通过数据收集面对6G网络全域数据进行收集;智能面使这些数据按需调用,根据不同的AI场景提供不同的AI支持。

第五个特征是数字孪生。未来的网络是数字孪生的网络,可以对每一个网元、每一个基站、每个用户的服务在虚拟空间的在线状态做实时监控,对运行轨迹提前预测,对服务可能出现的掉线提前干预,避免网络事故发生。还可以对新功能提前验证,实现网络自我演进。

第六个特征是安全内生。6G网络的安全尤显重要,据预测未来战争的发生可能不是对物理世界的攻击,而是对孪生世界的攻击。

刘光毅说,结合DICT发展的趋势,我们在5G网络发展中看到的经验和教训,期待6G能够在以下五个方向变革,一是引入数字孪生,二是实现多方数据和资源的协同管理;三是实现端到端的微服务化设计;四是至简基站;五是数据和信令的分离,进而带来整个网络部署效率和成本的提升。基于此,刘光毅提出未来网络逻辑架构的建议,未来网络将由“三层、四面”组成。三层包括:资源层、功能层、服务层,资源层提供底层的无线、计算、存储等基础资源,为功能层的功能生成提供支撑和服务,功能层为服务层的业务和应用提供支撑。在功能层引入数据收集面、智能面、共享与协作面、安全面,实现安全内生、智慧内生。

从关键技术到网络架构,6G尚处于发展前期。5G将通信网络带向万物互联,希望6G能使这一愿景遍地开花。 


责任编辑:赵强
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