2023 6G网络体系架构白皮书-全域覆盖场景智联

6G网络白皮体书系架构 本白皮书版权专属中信科移动通信技术股份有限公司（以下简称“中信科移动”）所有，并受法律保护。如需基于非商业目的引用、转载、传播或以其他方式合理使用本白皮书的全部或部分内容，应完整注明来源。违反前述声明者，中信科移动将追究其法律和商业道德之责任。 CONTENTS 目录 第一章：6G网络发展新需求02 第二章：6G网络体系架构设计新理念04 第三章：6G网络“三层五面”智简赋能体系架构06 第四章：6G网络智简赋能体系新三层10 4.1基础设施层11 4.2网络功能层12 4.3服务与能力开放层12 第五章：6G网络智简赋能功能新五面14 5.1赋能面15 5.2数据面23 5.3控制面25 5.4用户面27 5.5编排管理面29 展望与结论33 6G网络发展新需求 NEWREQUIREMENTSOF6GNETWORKDEVELOPMENT 03 6G网络体系架构 随着人类社会逐渐进入数字化时代，数字世界与物理世界深度交互融合，6G网络成为未来网络的中流砥柱。6G网络架构的设计，既要考虑与现有网络的兼容性和继承性，又要考虑6G场景下的多样化业务场景、新兴垂直行业用户的复杂通信需求以及网络与应用的协同/适配能力。各类新技术融合发展，推动6G网络向全域覆盖、万物智联、可信安全、绿色低碳的方向发展。 多样化业务场景 移动通信网络从基础的语音业务发展到5G时代的三大典型场景业务，业务场景逐步向通信感知融合和普惠智能的方向发展。面对丰富的业务形式和智能接入设备应用场景，未来网络架构需要设计重构和优化以提供更加优质的业务体验。 随着无人驾驶、智能家居、虚拟现实等未来业务的发展，用户需求不断演进，人机交互愈加密切， 网络需要提供更高比特率、更低时延抖动和更高可靠性。6G网络努力实现空、天、地、海一体化无缝覆盖，向全域万物智联的方向迈进。 创新性技术融合 DOICT（Data,Operational,Information,CommunicationTechnology）融合驱动移动通信网络变革和能力升级，打造智简赋能6G，形成智慧内生网络。在未来的大数据时代，6G网络强大的计算能力需要更高的安全与隐私技术保驾护航，6G网络架构的设计将兼顾智能服务和可信安全机制，促进相关领域发展。 高需求商业模式 科技发展与社会发展息息相关，沉浸式体验现实、全息通信、数字孪生、智慧交通等业务需求不断涌现，全面加快数字化转型成为我国经济增长的新趋势。个人用户，智能穿戴设备和智能家居等新型产品的普及化为用户提供个性化需求，提高用户生活质量和服务体验；垂直行业，如今更多的是人机互联、万物互通的商业模式，数据应用服务为许 多行业带来新的发展机遇，数据型驱动产业成为未来企业主要存在形式。6G网络的高吞吐量、低时延、超精确定位、安全内生、多网络融合互通特点，为未来商业模式和垂直行业发展提供了更多可能性。 持续型社会责任 “双碳”战略的提出加速推动通信产业的节能和绿色化改革，目前网络能耗较高且难以持续，不能满足国家和行业对于网络绿色节能、智能运维、柔性可编排、共享能力、安全内生的要求。极端天气与疫情等重大不可抗力事件、低碳经济社会发展需求和人 类社会美好生活需求驱动建立更加稳定和低碳的智能网络，推动6G网络迈向绿色低碳集约通信方向。 2 6G网络体系架构设计新理念 NEWCONCEPTSOF6GNETWORKARCHITECTUREDESIGN 05 6G网络体系架构 由于业务场景的多样化、DOICT技术的融合、高需求的商业模式、持续型的社会责任，使得6G网络面临新的挑战，因此中信科移动在进行6G网络体系架构设计时，秉承智简、可编程、内生、分布式、服务化、数字孪生的设计理念。 随着网络接入规模不断增大和网络需求的多样化，降低6G网络架构的复杂度，可以达到轻量化网络架构的目标，提高网络运行效率，降低网络运行维护成本。同时，6G网络将基于大数据和人工智能技术，不断提高网络的智能化水平，最终形成智能端到端体系，主要包括智能终端、智能边缘网络、智能核心网和智能业务应用。 坚持智简理念坚持分布式理念 现以用户为中心的控制和管理，可以满足天、地、 空、海等多种异构接入场景和网络性能需求。伴随网络规模的不断增大，6G网络呈现集中加分布式联合部署方式，实现网络资源互补和按需组网的目标。 为了满足多样化场景的业务需求，6G网络将突破中心化的限制，构建分布式自治网络，实 随着6G网络结构的多样化和应用场景的定制 到了业界的广泛关注。6G可编程网络能够消除网络差异性，实现网络按需编排、资源灵活部署、路由动态规划、网络故障快速定位与修复，使6G网络能够满足业务多样化需求。同时，智能内生与可编程的深度融合，为6G网络的编排与实现提供了助力。 化，可编程技术作为6G网络的关键技术之一，得 面的功能分离，但是5G的用户面和无线底层架构虚拟化程度不高，网络全场景适应能力有限，约束了网络灵活部署的能力。通过增加接入网服务化和核心网用户面服务化，使得软硬资源充分解耦，灵活调配，有助于增加网络柔性，最大限度地提升网络的适应能力。 5G实现了网络功能模块化，控制面与用户 坚持可编程理念坚持服务化理念 由于现有AI与移动通信网络缺乏深度融合、算力网络与移动通信网独立管理、网络防护方式缺乏动态性和灵动性等缺陷，6G网络体系架构需要融合智能内生、算力内生、安全内生的能力，实现网络无所不达，算力无处不在，智能无所不及。 随着人工智能的不断发展，感知和信息的不断泛在化，6G网络融入数字孪生技术，将基于物理世界形成一个虚拟化的数字孪生世界，实现虚实映射与交互。数字孪生世界可以精准反映和实时预测物理世界中每个智能体的状态，提高了整个网络的运行效率和资源效率。 坚持内生理念坚持数字孪生理念 6G网络“三层五面”智简赋能体系架构 NEWARCHITECTUREOF'THREE-LAYERANDFIVE-PLANE'INTELLIGENTSIMPLICITYEMPOWERMENT6GNETWORK 07 6G网络体系架构 本着智简、可编程、内生、分布式、服务化和数字孪生的设计理念，本白皮书提出三层五面的6G智简赋能网络体系架构，总体上呈现三层五面的体系结构及智简赋能的网络特性，架构如图1所示： 服务与能力开放层 数据服务感知和定位服务 算力服务 AI能力网络能力 算力能力 连接服务 AI服务 安全能力 编排管理面 ·虚实交互·多维资源感知 ·网络资源编排·服务能力编排 数据面 ·智能数据分析·数据访问共享 ·安全隐私保护·数据采集处理 ·分布式可信存储 ·FCAPS 智能 安全 网络功能层赋能面 算力 ... 用户面 ·全面可编程·转发路径管理 控制面 ·通感融合·移动性管理 ·智能接入·多维业务管理 ·智能策略 ·服务化&微服务 ·多维业务转发·即插即用 基础设施层 泛在终端设备（MTC,V2X,UAV,D2D） 泛在接入设备 泛在网络设备泛在计算设备 图1-三层五面智能赋能6G网络体系架构 首先，从层次上自下而上分为三层，包括基础设施层、网络功能层和服务与能力开放层。 基础设施层 为网络功能层的功能生成提供相应基础设施和多维资源，涵盖泛在的接入设备、网络设备和计算 设备等基础设施，以及可编程的计算、存储、网络、数据和AI等多维资源。 网络功能层 基于下层的基础设施层提供的泛在基础设施，将动态分布式的资源互联，通过对多维资源的统一协 同调度，为上层的服务与能力开放层所需的服务或能力提供通感算智数安等网络功能，支持不同网络系统中用户所需的拆分、组合或扩展的原子化功能。 服务与能力开放层 对下层的网络功能进行提取、封装和组合，为网络内部业务或外部应用按需提供可以开放的能力或服务，涵盖连接以及数据、计算、智能和编排管理等多种能力或服务，支持运营商网络具备更多价值，为多样化业务场景下的用户带来更好的业务体验。 08 6G网络体系架构 其次，从功能上分为五面，包括赋能面、数据面、控制面、用户面和编排管理面，分别负责智能、算力、安全等内生功能、数据管理、网络控制、路由转发、 编排管理五大类网络功能。其中，赋能面和数据面是6G相对5G的新增功能面。 赋能面 是一个逻辑面，从逻辑上描述赋予网络内生能 力的智能、算力、安全等网络功能，在实现上其功能模块可位于其他功能面。6G网络体系架构在设计之初就考虑对智能、算力和安全等内生能力的全面支持，故将赋能面作为6G网络的基础功能底座，构建随需取用、灵活高效的内生能力资源池。基于赋能面，6G网络可以不需要外界干预，对内利用内生能力自主优化网络性能，实现网络自治；对外赋予各行业应用更多新服务的支持，提升用户体验。 数据面 负责全网所有数据的采集、处理、分析和服务等数据管理功能。在“万物智联，数字孪生”的需求驱动下提高数据服务性能、降低数据传输对带 宽的开销，以及全网数据的统一协同管理，将会对6G在提供安全可信共享的数据服务、数据智能处理和分析等方面创造更多价值。同时，数据面通过功能和数据解耦可以实现网络状态的可靠迁移，提高 移动性管理性能，使能星地融合等频繁切换场景。控制面、用户面和编排管理面是6G相对5G的 增强功能面。 增强的6G控制面、用户面和编排管理面，一方面涵盖传统连接能力和新增智能、算力、安全等能力相关的控制、转发和编排管理功能；另一方面以赋能面为基础功能底座，使能网络具备智能、算力和安全等相关内生能力，多种能力相辅相成有效提升6G网络整体性能。 控制面 向全服务化演进，支持星地融合的统一至简接 入和跨层跨域资源的一体化精准控制，助力智能/安全/算力等内生能力与新型架构的深度融合，基于赋能面底座赋予的内生能力实现接入网和核心网的动态分割和融合重构，以及通感算智数安等多维业务的智能高效安全的协同管理和控制。 用户面 向着服务化方向演进，支持通感算智数安等多维业务的全面高性能转发，通过可编程技术支持新协议或功能的快速部署和技术创新，以及为各行业用户提供确定性转发的分级体验。 编排管理面 涵盖连接服务相关资源管理和服务编排，以及智数感算安等多维度的资源感知、管理和一体化编排，通过对资源的联合优化和弹性编排，完成感知、分析、决策和评估的闭环智能管控，实现网络能力的随选和均衡应用，支持星地融合的一体化按需编管，最大化资源利用率。同时，编排管理面支持深度融合数字孪生网络，以虚控实以实现持续对物理网络的最优化状态寻优和仿真验证。 09 6G网络体系架构 基于“三层五面”的网络体系架构，6G网络将具备智简赋能的网络特性。 智简：随着网络规模的快速扩展以及业务需 求的动态变化，网络可能越来越复杂。为了避免网络复杂叠加，6G网络需要在设计时就采用智慧内生、高效简洁的轻量化网络体系架构，基于内生智能，按需编排网络功能和资源，实现网络复杂性的降低。考虑到全场景的泛在连接，业务需求动态变化以及网络的灵活扩展，6G网络需要具备统一架构下的即插即用功能。 6G网络的智简可以体现在以下方面： 架构智简：支持端到端全服务化，面向场景需求灵活拆分重组网络功能，支持对多维资源的统一编排，实现以用户为中心的调度和管控，建立弹性可重构的网络架构。 功能智简：支持柔性按需编排原子化功能和网络功能的优化重构。 协议智简：全域采用统一协议支持星地融合跨域交互，通过面向场景的协议可编程支持各行业差 异化需求，统一空口传输协议和组网协议提升端到端网络性能。 流程智简：控制流程和数据交互流程等全流程体系化设计、模块化合成和分布式高效协同。 终端智简：支持星地融合等多种空口技术融合，实现终端无差别的极简极智网络接入。 基础设施智简：泛在资源池，为网络提供可编程和动态的硬件或软件资源。 赋能：6G时代，网络不再是单纯提供连接服务的通信网络，而是集连接、智能、算力、安全、数据等为一体的融合网络，需要支持将多种能力和服务一体化编排管控，