网络架构向6G的演进

网络架构向6G的演变 V10ngmnorg 网络架构向6G的演变 由NGMN联盟 版本：10 日期：2025年2月18日 文件类型最终交付成果 保密等级：公共 项目：网络架构向6G的演进 项目负责人：全兆，大卫利斯特，贾伊德普阿比钱尼 编者：JeanSchwoererKevinHolleyTaoSun 标准专家：克里斯普登尼 NGMN项目经理：SparshSighal 批准日期：NGMN联盟董事会，2025年2月6日 对于公共文件（P）：2025NextGenerationMobileNetworksAllianceeV版权所有。未经NextGenerationMobileNetworksAllianceeV事先书面许可，本文件任何部分不得以任何形式或通过任何手段进行复制或传播。 本文件所载信息代表NGMNAllianceeV在出版日期关于讨论事项的当前观点。本文件提供“现状”并无任何保证，包括对商业性、无侵权性或适用性的保证。放弃一切使用本文件信息相关（包括对任何财产权侵权的责任）责任。在本文件中没有明确或暗示地对任何知识产权授予许可证。本文件仅作信息目的分发，可未经通知修改。读者不得根据本文件设计产品。 文档历史 日期 版本 作者 变化 15112024 V011 陶松，中国移动通信集团公 司初稿 19122024 V02 全振，中国移动通信集团公 司内部草稿及调查报告 02012025 V03 全振，中国移动通信集团公 执行摘要，司缩写 和附录 07012025 V031 全振，中国移动通信集团公 解决Turkcell的反馈；司 格式 10012025 V032 全振，中国移动通信集团公 放置相关调查 司结果数字直接置于其下相应部分 14012025 V04 全振，中国移动通信集团公 司一份用于合作伙伴审查的清洁版本 17012025 V05 全振，中国移动通信集团公 司成员达成一致版本。 内容 摘要：ExecutiveSummary 01引言 02因素影响建筑演变8 21解决5G差距和局限性8 22支持新场景和需求9 23适应潜在RAN变化9 24融合新兴技术趋势10 036G网络架构设计原则 04挑战与前进之路 11 13 41挑战 1342标准化考虑因素 05 1343下一步行动 缩略语列表 13 06参考文献：15 致谢 管理摘要 NGMN下一代移动网络联盟启动与NGMN移动网络运营商（MNO）成员、供应商和学术界（NGMN联盟成员）合作的联合研究，以引导网络架构向6G演进。本出版物探讨了影响可能架构变化的、设计原理以及挑战。 挑战： 在标准化过程中就5G向6G迁移的设计达成共识。 管理复杂性、基础设施升级努力和识别关键业务案例。 关键发现： 6G网络架构演进的早期阶段： 关于定义网络架构向6G演进的工作仍处于早期阶段 ：由于移动网络运营商（MNO）在5G1网络成熟度上的差异，从非独立组网（NSA）到独立组网（SA ），导致在演进路径上存在不同的观点。 前进方向： 促进整个行业内的协作和对齐至关重要。 确保为6G架构研究分配充足的时间，以有效地利用从5G实施中获得的见解和经验。 解决5G的差距和局限性： 尽管5G取得了显著进步，但仍然存在挑战，包括网络复杂性、能源效率、覆盖范围有限、可扩展性和灵活性等问题。 支持新场景： 6G应支持演进的IMT2030场景、新服务（例如，人工智能、传感、沉浸式通信）以及要求（例如，增强和新的能力）。 优先考虑成本效益和部署灵活性，以解决客户和运营商对成功的3GPP标准化多样化的需求。 结论： 本出版物为引导网络架构向6G演进提供了一个有价值的框架。认识到不同移动网络运营商（MNO）的多样化需求和演进阶段，在提供灵活性和确保简单、长期可持续的6G架构之间找到平衡至关重要。NGMN呼吁加强行业合作以应对这些挑战并遵守提出的设计原则 。促进行业合作可以为通信网络的成功和可持续未来铺平道路。 适应RAN变化： 潜在新型空中接口和新兴技术（例如，人工智能机器学习、云原生）的影响需要仔细考虑。 建筑演变原则： 关键设计原则包括促进创新、以模块化方式交付新功能、网络简化、可持续性、可靠性、云原生方法以及从5G无缝迁移。 01引言 NGMN《“6G立场声明：运营商视角”》1设想，6G是通信网络到2030年代优雅演进，为用户提供引人入胜新服务和能力。历史上，网络架构在塑造整个移动系统效率和潜力方面发挥了关键作用。许多人认为，在6G时代，新兴服务和场景将推动对网络架构日益增长需求，以超越传统连接并整合多维度能力。通过适当融入人工智能（AI）、计算、感知和增强安全，6G网络架构设计和明确迁移策略是标准化过程基础。 然而，关于6G网络架构共识尚未达成。NGMN移动网络运营商成员目前处于各自4G和5G网络演进不同阶段。一些已经过渡到5G独立（SA）模式，而另一些仍在非独立（NSA）配置或处于中间阶段。 成员们已开始针对网络架构向6G演进研究。此外，NGMN对其董事会成员进行了一项调查，以收集他们对6G架构演进关键领域看法。 基于这些研究和调查结果洞察，本出版物旨在引导行业重新思考6G网络价值和需求，以期在关键方面促成早期共识。鉴于网络架构主题广泛范围和在有限时间内达成共识挑战，本文件主要关注选定领域，重点关注核心网络视角。它包括从5G学到经验教训、由新服务需求驱动架构演变动力、对新空气接口和RAN技术趋势支持、迁移策略、设计原则 、挑战和前进方向。这种协作方法旨在使行业在6G架构共有愿景上达成一致，促进标准和生态系统发展 协调方法。 这种MNO（移动网络运营商）间异质性，对最适合6G演进路径提出了多样化观点。考虑选项包括采用全新6G核心，扩展和增强现有5G核心，甚至将4GEPC元素集成到混合核心中。这些挑战与在5G标准化过程中遇到挑战相呼应，其中多样化迁移选项（NSA和SA）引入了显著复杂性。在需要在灵活性、满足运营商之间不同水平5G网络演进需求，以及确保6G简单性之间找到适当平衡，仍然是一个关键挑战。 认识到这些挑战，大多数NGMN移动网络运营商（MNO）成员认为，现在是开始研究6G网络架构适当时机，许多人强调在3GPP标准化之前实现一致性紧迫性。为此，NGMNMNO成员与NGMN供应商合作伙伴和学术界合作， 02影响因素影响建筑演变 21解决5G差距与限制 5G网络架构与之前几代相比实现了显著跨越，其采用服务化架构（SBA）使得云原生部署成为可能。这些创新提高了灵活性和可扩展性，使得网络编排更加动态和适应性强。尽管5G持续带来显著进步，但仍可能存在需要解决差距。从移动网络运营商（MNO）角度来看，网络复杂性、与旧系统集成复杂性以及能源效率被认为是现有5G网络中前三大关注点，而覆盖范围、漫游和可扩展性也被强调为需要关注议题。 由于大规模MIMO天线部署、波束成形以及高频段和宽频带运营，无线系统中存在挑战。此外，为了支持对时延敏感服务，5G网络允许将用户面和计算能力放置在边缘，这因为额外边缘硬件和聚合开销而导致处理需求和能源使用增加。随着6G兴起，其承诺提供更高数据速率、更低延迟、更广泛设备连接性以及提供人工智能和计算服务，能效将成为一个更加关键关注点，并需要采取额外措施来降低整体能耗。 网络复杂性5G支持更多无线接入技术（RATs）、新频段组合、网络切片和不同功能。网络复杂性不仅源自 先进4G和5G网络，还源自整合遗留系统和与其他系统互操作相关挑战。5G引入了若干种互操作架构选项（例如SA、NSA）。一些标准化互操作架构选项在实际中尚未得到实施，而标准化和或实施不同选择可能导致更平滑迁移到SA。这样不同5G核心选项也引发了在标准化、开发和商业网络运营部署中复杂性。如果出现一个新6G核心，这种复杂性将进一步放大，并且这种新复杂性需要得到辩明。应该尽可能考虑减少复杂性。 覆盖范围和远程地区连通性 几个运营原因（例如部署限制、无线电传播特性、共享基础设施复杂性）使得在农村和偏远地区（或室内位置）提供覆盖具有挑战性。6G应继续通过实现移动、固定和非地面网络（NTNs）之间无缝互操作来提升用户连接体验。 美国小企业管理局（SBA）和云原生支持5GC（核心）包含混合了SBAAPI和传统点对点协议，其中NF有时以非云原生方式实现。这种混合方式 在灵活性、可扩展性和弹性方面带来了挑战。预计6G将进一步扩展SBA接口，并推广云原生原则在NF实现中应用。 能源效率 尽管5G带来了显著进步，5G推广也揭示了能源消耗问题。 漫游与全球可用性 漫游以提供全球服务可用性是一个重要特性，尤其是在机器对机器（M2M）服务中（许多设备是“永久漫游者”）。鉴于M2M设备长期使用寿命，漫游架构 变更需要仔细考虑。与之前世代不同，5G会话管理信令 在移动网络和核心网络之间，以及在无线入网（RAN）和核心网络之间路由被转发至家庭会话管理功能（SMF）。对于6GN1和N2口任何演进，若导致漫游口存在差异，需要在考虑潜在5GC漫游协议重用性时进行考量。 弹性（56），网络与计算之间协调（44），去中心化和分布式架构（44），以及可持续性（44 ）也在优先事项中排名较高。然而，少数移动网络运营商也指出，这些要求中任何一个都不需要对现有 网络架构进行根本性改变。 22支持新场景和需求23适应潜在频谱变更 新空中口 IMT2030情景与能力NGMN承认了在6G空中口中提高效率和降低成本 未来网络架构需要考虑如何有效支持IMT2030使用场景、功能和需求发展变化。ITUR对于2030及以后时期IMT框架7扩大了IMT2020中定义三个使用场景，并引入了三个新场景：无处不在连、人工智能与通信以及集成传感与通信。同样，该框架通过增加六个新关键领域将IMT2020中九个功能扩展到十五个：覆盖范围、与传感相关功能、与人工智能相关功能、可持续性、互操作性和定位。 潜在益处。然而，这些进步必须与现有性能和成本基准进行仔细评估，以确保它们能够带来实际价值 。部署新6G无线电入技术（RAT）将因为需要管理多个RAT而显著增加网络架构复杂性。然而，支持双连以及潜在同RAT频谱共享将有助于提高数据速率。新创新应优先考虑减少操作和技术复杂性 。 新服务2022年，NGMN在其《6G用例与分析》出版物3中确定了十四个潜在通用用例。到2024年，在NGMN 移动网络运营商成员中开展一项内部调查揭示了，大约一半参与移动网络运营商将以下四个关键领域作为优先事项：传感辅助通信、多机器人网络与协作 、AI代理驱动交互和多边生态系统。一些受访移动网络运营商选择了VRAR、自动驾驶汽车、智能交通、工业40应用、智能家庭城市以及物联网（IoT） 。然而，一些移动网络运营商表示，所有这些新服务都可以通过当前5G实现，或者通过软件升级而不必引入新架构。 尽管一些移动网络运营商（MNOs）主张保留现有空中口技术，许多MNOs建议新6G空中口应着重于在关键领域相较于5G高级版提供实质性改进，包括提高频谱效率、ISAC以及密集低成本设备连性。 如果采用新6G空口口，根据内部调查，60移动网络运营商（MNO）更倾向于将其与5GSA核心网络锚定，而40更倾向于采用专用6G核心网络。为了实现最佳6G无线入网（RAN）演进，核心网络可能进行提升包括与人工智能机器学习紧密集成、具有边缘计算功能更加分布式架构、增强网络切片以提供更灵活和定制化网络服务来满足多样化应用需求。虚拟化提升必须促进各种无线入技术部署 ，从而实现动态资源分配。新无线入技术（RAT ）不应逆转近年来向更开放多厂商RAN迈进趋势 ，通过确保及时规范RAN口（包括前传口）互操作性测试来实现。 新要求 关于因新要求触发架构变化问题，大多数移动网络运营商（MNOs）在调查中选择了自主网络管理（78 ）和AI原生设计（67）。集成感知与通信（56 ），网络弹性及 24积极