6G網(wǎng)絡(luò)是什么?很顯然，它是未來5G應(yīng)用的升級(jí)版。然而，5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用是不斷發(fā)展變化的，未來6G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用仍需要不斷探索。

典型6G應(yīng)用有哪些？

目前，業(yè)界討論比較多的6G愿景主要集中在以下3個(gè)方面——

數(shù)字孿生

數(shù)字孿生首先將物理世界中的實(shí)體進(jìn)行建模，然后將模型映射到虛擬世界中，從而展現(xiàn)對(duì)應(yīng)實(shí)體的全生命周期過程。數(shù)字孿生可應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。例如，目前數(shù)字孿生在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)實(shí)踐應(yīng)用，人體數(shù)字孿生和數(shù)字孿生城市等也將有所突破。數(shù)字孿生基于物理世界能夠生成一個(gè)數(shù)字化的孿生虛擬世界，通過引入人工智能(AI)和大數(shù)據(jù)分析，可以進(jìn)行多領(lǐng)域大量的物理模型建立、信息數(shù)據(jù)處理、多維度綜合結(jié)果推演等。這將對(duì)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的傳輸速率、實(shí)時(shí)性和連接規(guī)模提出新的挑戰(zhàn)。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也將借助網(wǎng)絡(luò)模塊的數(shù)字孿生體進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化。

擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(XR)與全息通信

作為5G的重要應(yīng)用場(chǎng)景之一，虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)將在6G時(shí)代全面演進(jìn)到XR。得益于新的顯示技術(shù)、傳感和成像設(shè)備，以及低功耗專用處理器的飛速發(fā)展，可穿戴設(shè)備將使物理現(xiàn)實(shí)擴(kuò)展到數(shù)字空間。此外，借助XR技術(shù)，全息3D投影技術(shù)可廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，例如醫(yī)療、娛樂、教育和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)?；谖锢憝h(huán)境的捕捉和虛擬世界的高保真度，全息XR將與AI、分布式云計(jì)算緊密結(jié)合，以滿足無線網(wǎng)絡(luò)的高性能需求——高傳輸速率、低時(shí)延、高可靠和高精度定位。

全域萬物智聯(lián)

在未來，6G頻譜將擴(kuò)展到太赫茲。在覆蓋的廣度上，6G將借助衛(wèi)星通信、無人機(jī)通信等空中運(yùn)載網(wǎng)絡(luò)，以及新空口技術(shù)等手段，來實(shí)現(xiàn)空、天、地、海全域無縫覆蓋的通信網(wǎng)絡(luò)和人、機(jī)、物全球業(yè)務(wù)層面的廣域智能連接。因此，6G網(wǎng)絡(luò)需要與計(jì)算進(jìn)行深度融合，以完成海量異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合接入和全時(shí)頻空域資源的分配協(xié)作，進(jìn)而滿足6G空天地海與人機(jī)物全域無縫覆蓋通信對(duì)智慧連接、泛在連接和安全連接的需求。

從5G網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用角度看6G

云網(wǎng)邊端融合成為發(fā)展趨勢(shì)

在5G時(shí)代，高速率和低時(shí)延是網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)特征，它們使無線接入的分量在整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中變得更重。這促進(jìn)了移動(dòng)邊緣計(jì)算的發(fā)展，使業(yè)務(wù)的產(chǎn)生、處理和應(yīng)用都可以在本地完成，而不再僅僅依靠遙遠(yuǎn)的集中單元。在6G應(yīng)用中，接入側(cè)的影響也會(huì)越來越深遠(yuǎn)，業(yè)務(wù)應(yīng)用的速率和時(shí)延要求會(huì)越來越高，移動(dòng)邊緣計(jì)算的作用也會(huì)更加凸顯。同時(shí)，隨著業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能要求的不斷提高，管道化的網(wǎng)絡(luò)顯然不能有效支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用的發(fā)展。因此，我們必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)形態(tài)和參數(shù)的改變與業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行整體考慮，以滿足在接入側(cè)邊緣云、網(wǎng)、應(yīng)用融合的現(xiàn)實(shí)需求。云、網(wǎng)、用的融合不僅可以在統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施上同時(shí)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力、計(jì)算能力、業(yè)務(wù)處理能力，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)應(yīng)用的有效支持，還可以基于業(yè)務(wù)屬性對(duì)網(wǎng)絡(luò)形態(tài)或者技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。然而，當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)所使用的云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施仍然存在過于沉重、效率較低的問題。為實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)融合的發(fā)展目標(biāo)，業(yè)界需要重視這一問題，并在技術(shù)推進(jìn)上共同努力。

在接入側(cè)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算能力提升的同時(shí)，未來很多終端的能力可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化。一些基礎(chǔ)性的通用業(yè)務(wù)支持能力(比如未來先進(jìn)的音視頻處理等)都可以卸載到邊緣計(jì)算平臺(tái)上，從而簡(jiǎn)化終端實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)，降低業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)難度和運(yùn)營(yíng)成本。屆時(shí)，6G網(wǎng)絡(luò)將在接入側(cè)發(fā)展成云、網(wǎng)、邊、端、用融合的一體化網(wǎng)絡(luò)。

支持垂直應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)能力增強(qiáng)

在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，獨(dú)立分隔的上下行鏈路通過頻分雙工(FDD)或者時(shí)分雙工(TDD)實(shí)現(xiàn)雙向通信。在理論上，雖然空中接口的物理資源在上下行鏈路間的分配比是可以靈活配置的，但是在工程實(shí)踐中，這些分配比一旦被設(shè)定就很難改動(dòng)。這是因?yàn)楦膭?dòng)可能帶來嚴(yán)重的系

統(tǒng)內(nèi)或者系統(tǒng)間干擾，導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能降低，甚至癱瘓。在過去，人們僅考慮移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用，用戶基本都是以下行速率為主，不存在動(dòng)態(tài)調(diào)整資源配比的需求。然而，在進(jìn)入5G時(shí)代以后，各種垂直應(yīng)用的業(yè)務(wù)具有與互聯(lián)網(wǎng)完全對(duì)立的特性，這些業(yè)務(wù)不再以下行速率為主，例如高清視頻直播、視頻質(zhì)量檢測(cè)、視頻監(jiān)控等。這種情況就需要改變上下行的資源配比。全雙工技術(shù)成為一種有效的技術(shù)手段，可以用來提供服務(wù)。因此，我們可以將全雙工技術(shù)與上下行資源配比的動(dòng)態(tài)調(diào)整結(jié)合起來，以靈活滿足上行業(yè)務(wù)量的需求。

應(yīng)用場(chǎng)景擴(kuò)展

目前，5G和5G增強(qiáng)技術(shù)的演進(jìn)主要圍繞增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(eMBB)、海量機(jī)器類通信(mMTC)、超可靠低時(shí)延通信(uRLLC)三大應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行。然而，隨著各類垂直應(yīng)用的不斷豐富，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)組合特性將是下一個(gè)重要的技術(shù)演進(jìn)方向。組合特性的演進(jìn)可以使5G三大場(chǎng)景擴(kuò)展為6個(gè)，甚至更多，以形成多邊形的應(yīng)用場(chǎng)景。這些典型的組合演進(jìn)方向主要包括：(1)eMBB與uRLLC組合。這種組合可以滿足高速率、高可靠環(huán)境的應(yīng)用需求，比如XR類業(yè)務(wù)。(2)eMBB與mMTC組合。這種組合可以滿足密集場(chǎng)景下的高速數(shù)據(jù)需求，比如智慧工廠和智慧城市環(huán)境中的視頻傳感器。(3)mMTC與uRLLC組合。這種組合可以滿足工業(yè)控制過程中控制單元的信息傳遞需求。這些不同場(chǎng)景的組合技術(shù)有助于人們探索6G初期的技術(shù)路線和相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)未來萬物智聯(lián)提供良好基礎(chǔ)。

無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn)

雖然5G網(wǎng)絡(luò)在單位比特上的功耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于4G網(wǎng)絡(luò)，但是由于工作頻段的關(guān)系，覆蓋同樣區(qū)域5G網(wǎng)絡(luò)的基站數(shù)量是4G基站的數(shù)倍，網(wǎng)絡(luò)的整體功耗卻遠(yuǎn)高于4G網(wǎng)絡(luò)。此外，目前5G網(wǎng)絡(luò)并不能帶來明顯高于4G的業(yè)務(wù)收入。很顯然，這樣的發(fā)展是不可持續(xù)的。6G時(shí)代無線網(wǎng)絡(luò)的工作頻率將向著更高的工作頻段推進(jìn)。傳統(tǒng)的集中化組網(wǎng)方式將面臨更大的挑戰(zhàn)。因此，我們必須探索新型的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，而不是在原有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡(jiǎn)單疊加。值得一提的是，在集中化組網(wǎng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，與分布式組網(wǎng)模式的結(jié)合可以降低鏈路損耗，提高能量效率和頻譜效率。當(dāng)然，這一過程會(huì)不可避免地遇到基礎(chǔ)設(shè)施和業(yè)務(wù)疏導(dǎo)方面的問題。因此，我們需要關(guān)注如何在多頻段、多空口的環(huán)境下構(gòu)建能夠進(jìn)行業(yè)務(wù)疏導(dǎo)的統(tǒng)一架構(gòu)。

無線網(wǎng)絡(luò)開放化

在全球運(yùn)營(yíng)商和制造商的共同努力下，無線網(wǎng)絡(luò)白盒化、開放化逐步成為一個(gè)熱門話題。雖然很多非技術(shù)因素使這個(gè)技術(shù)的研究本身變得十分敏感，但是面對(duì)垂直應(yīng)用的需求，白盒化/軟硬解耦的解決方案無疑具有廣闊的市場(chǎng)前景。垂直應(yīng)用的場(chǎng)景強(qiáng)調(diào)的是服務(wù)提供快速、架構(gòu)靈活可變、網(wǎng)絡(luò)能力完全開放、網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)定制化等。這些都不是傳統(tǒng)產(chǎn)品的強(qiáng)項(xiàng)，而是對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的新挑戰(zhàn)。正視這一挑戰(zhàn)并使之形成自主可控的優(yōu)勢(shì)是我們的努力方向之一。

云、網(wǎng)、邊、端融合的6G網(wǎng)絡(luò)

6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將以網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算的深度融合為引擎，突破傳統(tǒng)針對(duì)個(gè)人通信設(shè)計(jì)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)瓶頸，從云、網(wǎng)、邊、端、用的協(xié)同與融合的角度整體考慮，實(shí)現(xiàn)全頻域、全場(chǎng)景、全業(yè)務(wù)的靈活適配與資源協(xié)同，最終實(shí)現(xiàn)一體化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)目標(biāo)。

多層次深度融合

6G網(wǎng)絡(luò)憑借強(qiáng)大的AI與大數(shù)據(jù)分析計(jì)算，將成為集云、網(wǎng)、邊、端、用于一體的計(jì)算型、數(shù)據(jù)型網(wǎng)絡(luò)。這種一體化的6G網(wǎng)絡(luò)涉及以下幾個(gè)層次的融合：網(wǎng)元融合、資源協(xié)同、端云協(xié)同、邊緣AI和內(nèi)生安全。

網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)的適配

針對(duì)不同的業(yè)務(wù)需求，保障用戶體驗(yàn)是6G通信系統(tǒng)需要解決的核心問題。一方面，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部存在對(duì)基于業(yè)務(wù)QoS感知的智能精細(xì)化資源適配的需求，而5G網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)QoS機(jī)制仍舊存在一些問題，例如：業(yè)務(wù)區(qū)分顆粒度較粗，優(yōu)化調(diào)整的周期較長(zhǎng)，空口資源配置無法靈活適配網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化等。另一方面，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)與業(yè)務(wù)傳輸側(cè)割裂，導(dǎo)致業(yè)務(wù)在數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的傳輸無法與移動(dòng)側(cè)的網(wǎng)絡(luò)能力較好地實(shí)時(shí)匹配，造成用戶體驗(yàn)的下降。

因此，6G網(wǎng)絡(luò)一方面需要針對(duì)基于業(yè)務(wù)QoS智能感知的端到端通信機(jī)制(包括端到端各協(xié)議層的新型通信協(xié)議和各協(xié)議層智能業(yè)務(wù)感知的協(xié)同優(yōu)化機(jī)制)，實(shí)現(xiàn)端到端通信網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用傳輸能力的一致性，減小端到端通信中的短板對(duì)用戶體驗(yàn)的負(fù)面影響;另一方面需要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)能力的深度融合，在端到端通信的各個(gè)節(jié)點(diǎn)引入人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)，借助數(shù)字孿生來輔助網(wǎng)絡(luò)能力和資源與業(yè)務(wù)需求的精準(zhǔn)調(diào)配，在安全機(jī)制內(nèi)建立精準(zhǔn)測(cè)量、快速反饋與智能預(yù)調(diào)整的機(jī)制，真正做到端到端通信的網(wǎng)隨業(yè)動(dòng)。

根據(jù)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展周期的特點(diǎn)，業(yè)界預(yù)期在2030年左右可以實(shí)現(xiàn)6G商用。目前，移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)尚處于5G商用和6G研究的初級(jí)階段。現(xiàn)階段聚焦于面向6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的構(gòu)建具有重要意義。我們從5G網(wǎng)絡(luò)出發(fā)，探討6G的技術(shù)發(fā)展路徑和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并闡述云、網(wǎng)、邊、端、用深度融合的一體化網(wǎng)絡(luò)。我們相信，6G網(wǎng)絡(luò)將逐步經(jīng)歷概念成形、技術(shù)方案明晰、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定等過程，在成為協(xié)同、融合、一體化的網(wǎng)絡(luò)后，將以新的架構(gòu)形態(tài)來滿足多頻譜、全覆蓋、全應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)要求。

關(guān)鍵詞： 6G網(wǎng)絡(luò) 融合發(fā)展 開放化 業(yè)務(wù)疏導(dǎo)