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1、6G6G 無線網絡開放與云化技術無線網絡開放與云化技術白皮書白皮書中關村泛聯移動通信技術創新應用研究院中關村泛聯移動通信技術創新應用研究院中國移動研究院中國移動研究院北京佰才邦技術股份有限公司北京佰才邦技術股份有限公司京信網絡系統股份有限公司京信網絡系統股份有限公司聯想移動通信科技有限公司聯想移動通信科技有限公司20222022 年年 1212 月月前前言言本白皮書旨在分析 6G 無線網絡向開放與云化演進的驅動力、歷程與演進理念，并針對相關關鍵技術趨勢及挑戰進行剖析。希望能夠為產業在研究與設計 6G開放云化無線網絡相關技術、產品和解決方案時提供參考。目目 錄錄1 驅動力驅動力.11.1 新時代

2、國家戰略的要求.11.2 技術與產業發展的驅動.32 發展歷程與演進理念發展歷程與演進理念.53 關鍵技術關鍵技術.123.1 異構硬件虛擬化.123.2 多維能力編排調度.163.3 開放化體系.183.4 確定性服務.193.5 服務化 RAN.223.6 智能控制器.234 挑戰與展望挑戰與展望.23縮略語列表縮略語列表.26參考文獻參考文獻.27致致 謝謝.2711驅動力驅動力加快實施創新驅動發展戰略。堅持面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大加快實施創新驅動發展戰略。堅持面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，加快實現高水平科技自立自強。以國家戰

3、略需求為導向，集聚力需求、面向人民生命健康，加快實現高水平科技自立自強。以國家戰略需求為導向，集聚力量進行原創性引領性科技攻關，堅決打贏關鍵核心技術攻堅戰。加快實施一批具有戰略性全量進行原創性引領性科技攻關，堅決打贏關鍵核心技術攻堅戰。加快實施一批具有戰略性全局性前瞻性的國家重大科技項目，增強自主創新能力。局性前瞻性的國家重大科技項目，增強自主創新能力。高舉中國特色社會主義偉大旗幟，為全面建設社會主義現代化國家而團結奮斗在中國共產黨第二十次全國代表大會上的報告（2022 年 10 月 16 日）習近平6G 無線網絡是 6G 體系架構中的關鍵一環，其發展與演進既要順應創新型社會、碳達峰碳中和、數

4、字化轉型等時代變革的要求，與國家戰略高度契合；又要考慮智能化、靈活性、能力融合、產業發展等諸多新的技術、產業驅動因素的需求。從發展方向來看，6G 無線網絡將從傳統的移動通信網絡逐步轉變為通信、計算、大數據、感知、AI、安全一體融合的新型6G 移動信息網絡，開放與云化將成為未來無線網絡演進的重要趨勢。1.1新時代國家戰略的要求新時代國家戰略的要求構建創新型社會：打造開放基礎設施，構筑技術創新基座構建創新型社會：打造開放基礎設施，構筑技術創新基座當前，我國人口結構面臨老齡化、少子化、不婚化三大趨勢，人口增長明顯放緩，甚至進入負增長，該現狀的本質是在表達對“勞動人口數量”的擔憂。面對人口結構的重大變

5、化，如何對沖人口問題給經濟發展帶來的負面效應是一個重要的研究課題。除了積極的人口政策外，我們更應深入研究決定經濟增長的另一關鍵指標，即“勞動生產率”。該指標蘊含著經濟增長率與人口增長率之間的差距，基本可以看作是“人均收入”的對等指標，提高該指標可以有效彌補人口深度老齡化、少子化、勞動力減少等帶來的負面效應，從而降低人口增長率低迷對經濟的影響。能夠提升社會勞動生產率，進而提升國家經濟總量的驅動力就是“技術進步”，也就是我們常說的“創新”，即以科技創新驅動經濟發展。6G 技術本身就是一系列面向未來的廣泛、深入、系統的技術創新探索。不同于傳統移動通信技術，以基站為代表的 6G 無線網絡將不再僅僅是一

6、種通信設備，而是與水電、交通、能源等設施類似的新型信息基礎設施平臺?；谠苹夹g和開放理念，6G 無線網絡可以深度融合通信、計算、感知、智能等多種能力，從而面向整個社會打造的一個開放、智能、綠色2的技術創新基座，成為移動互聯網、云計算、人工智能、大數據、區塊鏈等關鍵數字經濟技術得以作用到具體的人和物上的橋梁，牽引整個數字經濟的發展。碳中和碳達峰：依托能源優勢，助力綠色發展碳中和碳達峰：依托能源優勢，助力綠色發展2030 年碳達峰，2060 年碳中和，這是中國作為一個大國對全人類生存環境的承諾。在具體實施層面，我們遵循兩條路徑：一是能源生產減碳，也就是清潔能源的生產去碳化；另一個是能源使用減碳，

7、就是一切生產生活的能源用電力替代。中國在清潔能源生產領域技術領先，全球市場上超過一半的裝備都是中國生產提供的，而且中國有獨步全球的能源互聯網系統，從供給側來講，我國當前的這些技術和設備囊括了光電、風電、水電、氫能、核電等清潔能源；從消費端來講，我國擁有生產生活電器化全球領先的生產制造、消費使用體系，給清潔能源一個消費的目的地。目前，我國有三橫四縱能源互聯網，這張網遍布了幾乎整個中國，地理跨度極大。一方面，強大的清潔能源基礎設施為 6G 無線網絡在內的新型信息基礎設施提供了堅實的能源供應基座。另一方面，龐大的能源互聯網亟需數字化、智能化改造，形成全方位的監控運維體系。而基于云化技術與開放理念，6

8、G 依靠海陸空天一體化的立體、多樣的覆蓋體系與通信、計算、感知、智能深度融合的能力體系，不僅可以滿足清潔能源發展的需求，為其提供一整套實現各類應用的基礎設施平臺，更是對能源基礎設施進行深度信息化、智能化升級的有效助力。電力能源基礎設施與 6G 信息基礎設施的協同組合可以成為我國實現碳達峰、碳中和的重要依托。此外，開放云化的 6G 無線網絡將擺脫傳統軟硬件緊耦合的無線網絡形式，實現軟件定義下的無線網絡能力，從而最大限度的降低硬件等基礎設施更新迭代的成本與資源消耗，這也符合國家碳達峰、碳中和的發展戰略。數字化轉型：提供靈活按需服務，助力千行百業數字化數字化轉型：提供靈活按需服務，助力千行百業數字化

9、社會的數字化轉型的本質是場景的數字化，場景數字化的目標是實現以數據為中心的云計算，而以數據為中心的云計算的根本目的是提升整個社會的運行效率。6G 是云計算獲取現實世界數字化數據的重要載體和抓手，是實現提升整個社會運行效率的基礎設施。6G 技術不僅著眼于更加優異的性能，還將著重強調對復雜多樣應用場景的適應性和可落地性。即 6G 無線網絡不僅提供更加高質量的通信服務，還需要深度適配千行百業的應用，提供靈活的按需服務能力，助力各行業數字化轉型。36G 發展前期，不僅是關鍵技術的研究窗口期，也是 6G 與各個行業應用達成共識的磨合期。磨合期必然有波動，甚至有對抗，這都是正常的。要實現 6G 對社會各方

10、面深度變革的助力，產業仍需堅定的從內部找降成本的技術手段，從全行業找應用模式，繼續不遺余力的細分應用場景，推動 6G 涌現新需求，盡早邁過規模臨界點，才能有機會實現應用帶動網絡的因果反轉?？梢源_定的一個趨勢即未來 6G 網絡、終端、應用等必將會更加復雜和多樣。為應對這些挑戰，我們必須在 6G 無線網絡的設計理念方面提前布局研究，在應用場景上足夠細化基礎上，讓網絡有足夠靈活性實現按需服務。6G 能在海陸空天體系發揮好多種能力融合的核心價值，必須要繼往開來，強化優勢。一方面，通過 5G 延續至今的內生降成本新技術，繼續推進 6G 成本預期與全行業達成統一共識；另一方面，通過繼續強化 6G 安全與多

11、種網絡能力體系的優勢，推進 6G 在未來行業應用中的迅速規?；?，持續攤低成本，讓各個行業買的便宜、建的便宜、用的便宜、改的便宜，通過6G 技術助力，實現行業高質量發展，形成優質的良性循環。為了實現對千行百業的深度融合，不僅需要在技術方案上有足夠的多樣性與靈活性，同時在網絡形態、產品形態、技術實現方式上也應當有更加多樣和靈活的嘗試，而基于云化技術的開放無線網絡是實現這一目標的重要方式。只有基于云化技術和開放理念從多個層面與維度對無線網絡進行深刻重構，才能承載足夠多樣的技術方案與能力體系，以匹配全球不同區域，不同行業的需求，從多樣的通用硬件中找出市場落地、規模應用的確定性。1.2技術與產業發展的驅

12、動技術與產業發展的驅動無線網絡開放的主要驅動因素：無線網絡開放的主要驅動因素：網絡智能化的需求：網絡智能化的需求：隨著人工智能技術的發展，網絡智能化成為了未來網絡發展的必然趨勢，特別是在 6G 網絡中，人工智能技術將會融入網絡架構，實現智慧內生。人工智能技術對 6G 網絡的賦能需要基于各類數據完成模型訓練等工作，而現有網絡所采用的軟硬件緊耦合設計受限于技術、產業等因素，難以實現對各類數據的實時、海量、按需、統一獲取。雖然以 O-RAN 為代表的標準組織在數據的開放方面做出了諸多有益探索，但是要滿足 6G 網絡對海量數據的獲取與共享的需求，網絡還需要從協議、接口、數據等多個方面進一步貫徹開放的設

13、計理念，從而實現對網絡數據的高效率的獲取與高質量的共享。網絡靈活性的需求網絡靈活性的需求：6G 技術將面向千行百業的各類應用各類場景，復雜化的場景和差異化的需求必然要求網絡具有足夠靈活性，例如對于 toB 市場，靈活快速的部署能力是核4心競爭力之一。而傳統相對封閉的無線網絡形態難以適應日益多樣化的市場需求，在按需定制的要求下往往需要大量的人力和物力進行長期反復的開發與測試。因此，開放的無線網絡架構是 6G 必然的趨勢?；诟娱_放的設計理念，無線網絡將基于更多的通用硬件與 IT 化的協議模塊，從而通過軟件定義的基站能力實現更加快速的迭代與個性化可能。產業生態發展的需求：產業生態發展的需求：隨著

14、無線網絡功能的日益復雜，相關產業門檻也日益提高。研發完整的無線網絡設備，往往需要大量的人力與物力，企業在元器件、硬件系統、軟件系統、通信算法等多個領域均需要大量且持久的投入，對于很多中小企業形成了巨大負擔，行業集中度日趨增高。過高的行業門檻制約了產業的繁榮與協同。而通過對網絡進行開放化改造，從硬件架構、軟件架構、協議、接口、數據等多個層面的進行開放化設計，可以大大降低行業的檻，有利于引入更多的公司參與 6G 產業，優勢互補，各取所長，從而實現跨行業的資源整合，提升行業的整體價值，構筑繁榮健壯生態。無線網絡云化的主要驅動因素：無線網絡云化的主要驅動因素：現網架構演進的需求：現網架構演進的需求：隨

15、著基站部署成本的增高與集中化管理運維的需求，集中化部署的 C-RAN 將成為無線網絡的主要部署形式。預計到 2025 年，中國移動新建基站 C-RAN的部署比例可達到 90%以上。大量集中化部署的基站構成了基站資源池，然而，目前網絡的基站由于主要采用專用軟硬件系統，主要通過系統內部的調用實現資源優化，還無法真正實現池化增益，資源利用率仍有巨大優化空間。而云化技術可以將大量物理資源抽象為虛擬資源，實現資源的按需分配，從而大大提高資源利用率。大量集中化的基站設備可以為無線網絡平臺云化提供了良好基礎，也為未來無線網絡承載更加豐富的業務與功能創造了可能。無線資源管理的需求：無線資源管理的需求：隨著頻譜

16、資源的日益緊張與通信基礎理論的逐漸成熟，通過單一頻段單一制式的接入網技術已難以滿足 6G 多樣化的應用場景。6G 網絡必然基于多維度組網技術，采用多種制式、多個頻段、多種架構，根據具體應用場景選擇最為合理的方案，這必然帶來無線資源管理的日益復雜，以及相應軟件、硬件多個維度的需求變化。這一趨勢要求網絡能夠更加動態靈活，實現動態調度資源，滿足多維度組網所需軟硬件資源的按需分配。而云化技術通過對將底層硬件的虛擬化以及相應的通信協議體系設計，實現云原生基礎上的 6G 無線網絡，從而快速實現定制化資源配置，動態擴縮容，通信協議版本迭代更新等系列新需求。5多種能力融合的需求：多種能力融合的需求：6G 無線

17、網絡將深入融合通信、計算、感知、AI 等新能力，實現DOICT 技術的一體化。然而，從目前的產業格局來看，相關能力以及應用仍然基于不同體系與平臺來構建。從技術需求來看，不用能力與應用對資源的需求也存在內在差異。例如通信物理層主要采用流水線式的處理實現加速，而人工智能處理往往需要并行多核處理完成圖像識別等應用，在摩爾定律日益放緩的背景下，面向具體領域的 DSA 芯片在未來會更加廣泛應用。6G 云化無線網絡可以實現各類資源在同一架構下的融合，將多種業務與實際物理資源解耦，從而可以承載更加豐富的 6G 無線網絡能力體系，提高用戶體驗，促進業務創新。綜上，可以看出，構建 6G 開放云化的無線網絡既是我

18、國經濟與社會發展的時代要求，也是 6G 自身內在的產業與技術驅動因素的需求，而基于以上理念打造的 6G 開放云化無線網絡將進一步幫助 6G 實現“數字孿生，智慧泛在”的愿景，為通信、計算、大數據、感知、AI、安全一體融合的新型 6G 移動信息網絡提供基礎載體。2發展歷程與演進理念發展歷程與演進理念構建 6G 開放云化無線網絡并非一蹴而就的簡單構想，而是無線網絡發展演進的必然內在趨勢。下面從早期的無線網絡架構開始到 5G 網絡架構，簡要介紹無線網絡的主體，即無線接入網（RAN）的演進歷程1：(1)傳統基站（傳統基站（BBU+RRU+天線）天線）最初的基站采用一體化方案，即基站設備的主體均被放在一

19、個機房或者一個機柜。隨后，基站架構逐步演進為了分布式基站，即基站分為幾個主要功能單元，通常包括 BBU（主要負責信號調制）、RRU（主要負責射頻處理）、饋線（連接 RRU 和天線）和天線（負責線纜上導行波和空氣中空間波之間的轉換）。其中，RRU 被放到天線身邊，所謂 RRU 拉遠。而 RAN 也逐漸演變成了 D-RAN（Distributed RAN），即接入網分布式，這樣大大縮短了 RRU 和天線之間饋線的長度，可以減少信號損耗，也可以降低饋線的成本；RRU 加天線體積較小，讓網絡規劃更加靈活。如下圖所示：6圖 2.1 D-RAN 示意圖在 D-RAN 的架構下，運營商仍然要承擔非常巨大的成

20、本，因為為了擺放 BBU 和相關的配套設備（電源、空調等），運營商還是需要租賃和建設很多的室內機房或方艙。(2)Centralized RAN（集中化無線接入網）（集中化無線接入網）4G 時代開始，集中化無線接入網成為了重要的部署形式。除了把 RRU 拉遠，還可以把BBU 集中起來，BBU 變成 BBU 基帶池1。分散的 BBU 變成 BBU 基帶池之后，更強大，可以統一管理和調度，資源調配更加靈活，這種集中化方式的優點有：極大減少基站機房數量，減少配套設備（特別是空調）的能耗，降低運營費用；拉遠之后的 RRU 搭配天線，可以安裝在離用戶更近距離的位置，距離近了，發射功率就低了，低的發射功率意

21、味著用戶終端電池壽命的延長和無線接入網絡功耗的降低。圖 2.2 C-RAN 示意圖7圖 2.3 D-RAN 到 C-RAN 的演變示意圖(3)5G 接入網（接入網（CU+DU+AAU）在 5G 網絡中，接入網不再是由 BBU、RRU、天線組成，而是被重構為 3 個功能實體：CU(Centralized Unit,集中單元)、DU(Distribute Unit,分布單元)、AAU(Active Antenna Unit,有源天線單元)。CU：原 BBU 的非實時部分將分割出來，重新定義為 CU，負責處理非實時協議和服務。DU：BBU 的剩余功能重新定義為 DU，負責處理物理層協議和實時服務。A

22、AU：BBU 的部分物理層處理功能（PHY_LOW）與原 RRU 及無源天線合并為 AAU。圖 2.4 5G 基站示意圖其中，CU 和 DU，以處理內容的實時性進行區分，AAU 就是 PHY_LOW+RRU+天線。圖 2.5 5G 基站協議棧結構示意圖5G 接入網可以實現靈活的 RAN 網元部署方式，如下圖所示：與傳統 4G 宏站一致，CU 與 DU 共硬件部署，構成 BBU 單元。DU 部署在 4G BBU 機房，CU 集中部署。8DU 集中部署，CU 更高層次集中。CU 與 DU 共站集中部署，類似 4G 的 C-RAN 方式。圖 2.6 5G 接入網部署方式示意圖(4)O-RANO-RA

23、N 組織及其相關標準在已有的協議與各個網元接口基礎之上對無線網絡進行了擴展，以支持無線接入網新的開放性、靈活性和智能化的要求。以 5G 為例，如下圖所示為 O-RAN的邏輯架構：圖 2.7 O-RAN 邏輯架構示意圖5G O-RAN 邏輯架構包括以下核心組件：O-RAN 無線單元（O-RU），用于處理較低部分的物理層；O-RAN 分布式單元（O-DU），用于基帶處理、調度、無線鏈路控制、媒體接入控制和較高部分的物理層；9O-RAN 中央單元（O-CU），用于分組數據聚合協議O-RAN 智能控制器（O-RIC），用于收集網絡信息并執行必要的優化任務；O-RAN 開放的云基礎設施平臺（O-Clou

24、d），用于完成云化編排工作。O-RAN 體系結構通過創建采用標準接口的分散和云化網絡來解決傳統 RAN 挑戰，具有四大優勢：轉型：賦能實現更加開放和完全可互操作的無線接入網；創新：不受廠商的限制考察各種產品、服務和特色選件，從中選出最新、最佳的 5G RAN組件，通過采用支持 4G、5G 乃至 6G 的體系結構，為未來做好準備；敏捷性：靈活地混合搭配來自多家廠商的 RAN 組件，構建合適的 5G 網絡；在多家專業化廠商的幫助下，更快部署和升級 5G 網絡；節省資本開支：借助富有競爭力的供應商生態系統，降低 5G 網絡部署成本。(5)6G 開放云化無線網絡開放云化無線網絡從 2G5G 接入網演進

25、歷程可知，無線網絡架構正從復雜實體網絡架構，逐步演變成開放的云化網絡架構。6G 時代，無線網絡的演進趨勢并非是對以往路徑的簡單顛覆，而是在對以往經驗的繼承與發展基礎上，進一步向開放與云化方向演進。6G 時代，隨著移動通信應用的拓展，業務和應用場景向著多元化和差異化的方向發展，對網絡能力的要求也朝著更多維度的角度發展，通信和計算、AI、大數據、感知、安全等的融合已成為重要趨勢，移動通信網絡作為調度各種資源滿足差異化客戶需要的平臺，必將繼續朝著開放和云化的方向發展。通過構建開放的網絡體系，可以實現接口、數據、產業等多個層面的開放共享，從而使能更多網絡能力的升級，推動應用生態的繁榮。通過云化，將適合

26、通信、計算、AI 和感知等能力支撐的不同硬件資源進行統一調度和管理2，靈活組合形成按需的能力配置，實現網絡能力和容量的彈性擴縮容，充分提升底層硬件資源的利用效率，降低網絡的綜合部署成本，還可以實現上層協議軟件和底層硬件的解耦，降低通信產品研發的門檻，實現快速的功能迭代。6G 無線網絡的具體演進策略需要與 6G 自身的無線網絡總體架構設想相適配，從無線網絡總體架構設想來看，6G 無線網絡將遵循敏捷、彈性、綠色、低成本、高度自治、降低干擾等基本設計原則，通過數字孿生網絡、通信-計算-感知-AI 多維能力協同、端到端服務化等關鍵技術理念，實現無線網絡向云化開放的新型基礎設施平臺演進。10圖 2.8

27、6G 無線網絡總體架構設想其中，最為關鍵的通信-計算-感知-AI 多維能力協同體系面向全新的需求，重構了 6G 無線網絡體系。從縱向看，無線網絡可以分為通信面、數據面、計算面、智能面、安全面、管理面，分別幫助 6G 無線網絡應對不同用戶的差異化需求。從橫向看，無線網絡將分為資源層、網絡功能層、應用與服務層三大層次，通過不同層次提供不同形式的資源與能力，實現高效協同。圖 2.9 通信與大數據、計算、AI 和安全的一體融合的 6G 無線網絡體系6G 無線網絡體系不僅是對網絡能力的發展增強，更是從根本設計思想的層面重塑了無線網絡。而為了有效適配 6G 無線網絡體系，6G 無線網絡的開放云化技術不能僅

28、僅機械照搬傳統云計算領域的技術方案，而是要根據無線網絡自身的特定，從底層硬件、虛擬化技術、云平臺設計、協議設計理念等諸多方面進行創新。如圖 2.10 所示，為承載 6G 無線網絡體系，6G 開放云化無線網絡的具體設計是與之對應的，6G 無線網絡的開放云化技術將在主要在以下方面演進：11無線網絡形態無線網絡形態：6G 無線接入網的基帶單元將進一步向更大規模的集中化方向發展，通過大量集中部署的基帶單元，實現池化效應，為平臺云化提供必要基礎，構建開放云化無線網絡。而傳統的射頻單元由于多維度組網的新趨勢，將會根據具體場景與需求，覆蓋從低到高的多個頻段，并涵蓋從通信到感知的多個功能，構成多頻段收發單元。

29、異構硬件虛擬化異構硬件虛擬化：硬件虛擬化是云計算技術的基礎，也是無線網絡實現云化的關鍵技術。無線網絡的底層硬件，尤其是承擔主要處理功能的基帶單元，將進一步向異構方向發展，即通過通用硬件與專用硬件的結合，融合不同架構、不同功能、不同定位的各類異構硬件，從而滿足多種多樣功能對底層硬件資源的多樣化需求。此外，各類異構硬件還將進一步基于虛擬化技術，實現資源的深度封裝抽象，從而向上層應用提供的資源統一管理與按需分配，達到軟件與硬件的協同。無線云平臺強化：無線云平臺強化：不同于傳統以 CPU 為核心的云平臺設計，6G 無線網絡的云平臺將采用面向異構硬件的設計理念，采用更加扁平化的方式為多種異構硬件提供資源

30、的統一管理、調度，并面向上層多種能力與應用，提供運維、應用等維度的管理功能。此外，低時延、嚴時序要求下的確定性處理能力也是 6G 無線云平臺不同于傳統云平臺的強化重點。云原生無線協議云原生無線協議：6G 無線網絡各層協議將探索逐步打破原有的分層、分信道架構，采用云原生理念，融合微服務等設計思想，對無線協議進行深度重構，從而進一步將接入網絡協議向軟件化、IT 化演進，實現上層協議/應用與底層云平臺的內在融合。接口開放：接口開放：相比于現有的關鍵接口的開放，6G 無線網絡將更加徹底的貫徹開放的思想，通過對無線網絡軟件、硬件各關鍵模塊的重構，建立統一標準的軟硬件接口體系與標準，并針對 6G 新增的各

31、類應用增加相應接口，從而實現不同領域、不同廠商、不同應用的無縫銜接，從技術標準制定之初便推進軟硬件解耦與以廠商互聯互通。數據共享數據共享：隨著 AI 技術和各類豐富應用逐步融合于無線網絡，網絡運行所產生的各類數據成為了網絡性能優化與提升用戶體驗的關鍵一環。6G 開放云化無線網絡將通過接口開放與設計數據共享相關新架構的方式，致力于實現隨時、隨地、按需獲取網絡的各類數據，保證各類應用可以實時、海量獲得高質量數據，從而實現數據的共享，讓無線網絡“活”起來。12圖 2.10 6G 開放云化無線網絡平臺設計方案示意圖構建 6G 開放云化無線網絡是 6G 技術與標準演進的關鍵環節。只有基于 6G 開放云化

32、無線網絡，才可以徹底實現通信、計算、大數據、感知、AI、安全一體融合，令 6G 無線網絡從傳統的移動通信網絡轉變為 6G 移動信息網絡，從而有效解決無線網絡面臨的高成本、高功耗、操作和維護難等主要問題，在無需人工參與的情況下支持網絡的自生成、自修復、自演進和自免疫34。3關鍵技術關鍵技術3.1異構硬件虛擬化異構硬件虛擬化云化系統使用通用服務器硬件，以降低網絡設備成本。軟硬件解耦及功能抽象，使網絡設備功能不再依賴于專用硬件，資源可以充分靈活共享，實現新業務的快速開發和部署，并基于實際業務需求進行自動部署、彈性伸縮、故障隔離和自愈等。但是，通用 CPU 提供計算資源通用性的同時，卻也喪失了專用性，

33、即不擅長特定任務處理，比如處理編解碼轉換、報文轉發、加解密等并行處理任務。此時，就需要使用物理加速卡進行協助。加速卡的使用解決了傳統專用電信設備向通用服務器遷移中遇到特定場景運算不足的問題，但在向動態靈活、按需調度的云化部署轉變時，卻成了一個必須解決的問題，因此 6G 無線網絡向開放云化演進的過程中，必須重新審視其他硬件架構與種類。5GPU 采用的是 SIMD/SIMT 架構，雖然本質上還是馮諾依曼架構，但減少了取值、譯碼開銷，GPU 同樣具有很強的通用性，以 NVIDIA 為代表的 GPU 廠商，培養了非常好的 GPU生態系統，為用戶提供了非常方便的開發環境，所以 GPU 在高性能計算、圖像

34、處理和 AI 領域都有非常廣泛的應用。13FPGA 為現場可編程門電路，可以認為是細粒度可重構芯片，FPGA 非常適合數據流驅動的計算架構，具有高空間并發和低時延的特點，理論上 FPGA 可以實現任意功能，但 FPGA開發周期比較長，同時對開發人員的專業技能要求也比較高，這些都影響了 FPGA 的應用場景。ASIC 是一種專用芯片，與傳統的通用芯片有一定的差異，是為了某種特定的需求而專門定制的芯片。ASIC 芯片的計算能力和計算效率都可以根據算法需要進行定制，所以 ASIC與通用芯片相比，具有以下幾個方面的優越性：體積小、功耗低、計算性能高、計算效率高、芯片出貨量越大成本越低。但是缺點也很明顯

35、，只能針對特定的某個或某幾個應用場景，一旦算法和流程變更可能導致 ASIC 無法滿足業務需求。在摩爾定律和登納德縮放定律的共同作用下，引領芯片行業 30 年的飛速發展，隨著摩爾定律放緩，登納德縮放定律失效，通用 CPU 的算力提升已經無法滿足當前對算力增長的需求?；陬I域定制（DSA）的異構計算，采用各種加速器來完成對特點業務的加速，從而達到提升系統算力和降低成本的目的，最典型的就是深度學習加速器，不管是采用 GPU、FPGA還是各類 NPU，相對于單純 CPU 的解決方案，可以將系統的算力提升數倍。除了硬件平臺逐漸向異構方向發展之外，更為主要的是對各類硬件資源的虛擬化。以 BBU 系統的構成

36、為例，其需要的資源一般包括：CPU、內存、存儲、網卡、加解密加速卡、物理層加速卡等。若將 BBU 改造為云化形式，即虛擬 BBU，按照按需使用的原則，在創建虛擬 BBU 時，動態向系統申請以上各資源，刪除虛擬 BBU 時釋放該資源。進一步，虛擬 BBU 規格也可根據業務量動態調整的，相應的其申請的資源也是動態可變的。若實現這個目的，我們需要能將資源劃分成較小的顆粒，以便應用能較精細的按需申請使用量，提高資源利用率。同時，由于硬件型號繁多，接口和部署方式也各存差異，為了使應用調用資源接口統一，一般在虛擬化時需要增加一個中間層，屏蔽底層差異，以一個通用資源接口供業務應用使用。組網架構如圖 3.1，

37、硬件資源池為云平臺物理硬件，虛擬資源池為在硬件資源基礎上虛擬出來供業務直接調用的資源。14圖 3.1 資源虛擬化其中 CPU、內存、存儲等在云平臺上已有成熟的方案進，這里不在累述。對網卡、加解密加速卡、物理層加速卡、AI 加速卡等外圍 ASIC/FPGA 等異構硬件，從CPU 角度可以統一視為 IO 虛擬化技術。一般而言，有軟件模擬、基于 VirtIO 的半虛擬化和設備直通（硬件輔助）三種方式，見圖 3.2。圖 3.2 IO 虛擬化方案硬件輔助的 IO 虛擬化主要包括英特爾 VT-d，AMD 的 IOMMU（AMD-Vi）和 PCI-SIG 的SR-IOV。前兩種屬于 DirectedI/O。

38、物理設備直接分配給虛擬機使用，通過硬件芯片完成 GPA到 HPA 的翻譯。SR-IOV 通過在硬件設備中增加一個 PCIe 設備，用于呈現一個 PF 或多個VF，從而可以將每個 VF 單獨分配給不同的虛機使用，虛擬機之間高效共享 PCIe 設備，并且它是在硬件中實現的，可以獲得能夠與裸機性能媲美的 I/O 性能。圖 3.3 SR-IOV 虛擬化目前，SR-IOV 在虛擬化中的應用較為成熟，被廣泛應用于對性能、傳輸速度要求高的場景中。網卡、加解密加速卡、物理層加速卡都使用 SR-IOV 技術進行了虛擬化。但 SR-IOV技術也并非完美，由于其基于硬件實現，硬件能支持的虛擬數量在硬件設計時已經確定

39、，并不能如軟件方案那樣靈活可配。當前很多 SR-IOV 設備只能支持 16 個 VF，對于少量虛擬的場景沒有問題，但如云游戲等需要對 GPU 做大量虛擬化的場景可能就不太適合。一個可能的選擇是結合 SR-IOV 和軟件虛擬化，達到既能夠滿足高性能要求又能夠滿足虛擬數量的要求。硬件虛擬化后就形成可以使用的虛擬化資源，但若云化系統中這類資源較多，資源的管15理將會存在很大難度。為解決這個難題，在 OpenStack 和 K8S 方案中都有類似的資源管理機制，以期降低維護難度。Operator/Device plugin 是 Kubernetes 提供的管理資源的框架。Device plugin 機

40、制使得設備商無需修改 K8S 核心代碼就可以讓自己的設備被 K8S 調用，Operator 機制進一步提供了設備自動發現、初始化、運行監控等虛擬機可以直接使用 VF 設備。隨著容器技術的成熟，設備廠商也提供了對應 SRIOV 容器組件。平臺廠家，圖 3.4 為 Redhat 在 OpenShift 中集成了開源的 sriov-network-operator，能夠自動完成網卡的虛擬化及配置，極大簡化了虛擬化設備的使用。Intel 最新的SE-O PWEK方案，也集成了FEC/NIC Operator 等多種硬件配置軟件，其中的 NodeFeature Discovery Operator 可以

41、完成節點級硬件信息的發現和配置。圖 3.4 sriov-network-operater 流程cyborg 是 OpenStack 用于管理硬件和軟件加速資源框架，可以通過 cyborg 列出、識別和發現加速器，掛載、卸載加速器實例。cyborg 的主要功能包括硬件資源的發現、資源上報、資源的管理等。對于一些特殊硬件的特殊功能或配置(如：FPGA 的編程等)也由 cyborg 來完成。圖 3.5 cyborg 加速器模型綜上，對于系統中 CPU、內存、硬盤及速率要求不高的外設，可以采用已經成熟的虛擬16化方案。對于運算要求較高的加速設備，采用擁有高性能、低時延、易擴展的 SR-IOV 等硬件輔

42、助虛擬化技術，可以更好實現相應虛擬化方案，而如何針對不同硬件，針對性對虛擬化方案進行優化，并形成統一的資源管理調度體系，實現彈性算力的提供，是 6G 無線網絡成功實現開放云化的關鍵。3.2多維能力編排調度多維能力編排調度6G 開放無線網絡將融合通信、計算、感知、智能等多種能力。而各類能力對平臺的需求差異化特征明顯。因此，多維能力的編排調度是實現各類能力深度融合的關鍵環節。按照不同層次，編排調度可以通過應用層、服務層、基礎設施層討論。應用層的編排調度是最為關鍵，同時也是最為復雜多樣的。由于各類應用自身內在差異，對編排調度的要求也差異較大。例如通信應用，往往要求嚴格的時序、超高的可靠性、超低的時延

43、，而互聯網應用往往對于并發量等關鍵指標關注較多。對于應用層，難以建立一套統一的編排調度方案，更加合理的方案是根據具體應用，建立針對性的編排調度體系，從而通過“因地制宜”的方式，提供定制化的編排調度方案。服務層是連接應用層與基礎設施層的橋梁，其主要為應用提供的通用性功能模塊，與具體部署場景與具體應用關聯性較高。例如服務層的檢測監控組件可以有效抓取各被監控組件狀態，提供監測報警等功能，這些組件為上層應用提供基礎服務，并且需要具有高可靠和分布式的特點，所以其編排和調度也是直接影響總體系統性能的關鍵之一?；A設施層提供了承載系統的基礎計算、網絡、存儲等資源。由于云計算本身就是分布式計算和虛擬化技術發展

44、綜合的產物,在基礎設施層,用戶共享作為基礎設施的云數據中心所提供的各類服務，在這種多用戶分配有限資源的情況下,資源調度算法則顯得尤為重要。例如容器技術是操作系統提供的一種可以限制、記錄、隔離進程組的物理資源機制。容器可以將某個軟件運行所需的所有資源打包到容器中，這樣軟件運行不需要依賴于特定的完整操作系統的文件系統，只需要軟件工作所需的庫資源和設置。這個軟件的運行因此而變得高效輕量并保證部署在任何環境中的該軟件都能始終如一地運行。容器沒有自己的內核，而且也沒有進行硬件虛擬。因此容器要比傳統虛擬機更為輕便，實時性更好。其中虛擬化資源管理基于Kubernetes 開源軟件進行商用增強，關鍵接口選用社

45、區標準，并根據業務和管理需求進行合理定制。虛擬化基于符合 OCI 標準開源軟件進行商用增強，所提供全部虛擬設備（虛擬端口、虛擬 CPU、虛擬內存等），并能夠通過 kubevirt 對虛擬機資源進行調度。17一種可能的調度架構設計如下圖所示：圖 3.6 一種多維能力編排調度示意圖基礎設施的編排調度主要面向異構計算節點資源實現統一的資源實時感知，并且對上層提供資源抽象和應用調度抽象，以滿足上層多場景需求的使用，具體如下：應用接口抽象層：該層銜接應用業務對資源的需求與系統資源的統一調度，以用戶友好的應用資源需求表示方式和交互界面屏蔽異構算力的資源調度復雜性，實現調度器使用 者與統一調度系統之間對作業

46、的聯動控制和實時反饋。插件式調度策略引擎：該引擎根據應用的資源需求匹配最佳的異構算力資源分配，作業調度流程和策略具有高度模塊化、靈活組合、可插件式擴展等能力。一方面滿足調度器管理者對系統資源分配目標的統一控制，如控制不同場景任務的資源分配額度、優化 系統特定維度資源的使用效率等；另一方面滿足調度器使用者的應用個性化資源 和業務模型需求，如控制多個應用間的運行依賴行為、資源競爭關系等。應用獲取可使用資源的調度過程主要分為作業排隊和資源分配兩個階段，其中作業排隊用于決定當前優先獲得調度資格的作業序列順序，影響作業調度順序的因素多種多樣，如當前用戶或所在組織的資源配額限制、作業之間的啟動依賴關系、作

47、業所在排隊序列的資源分配策略及可調度份額等。作業排隊階段選擇待調度作業后，由資源分配階段決定最終作業的最佳運行節點及其異構算力資源分配。資源分配的復雜度受系統的可選擇節點數量、異構算力的資源維度、作業的資源需求復雜度等多種因素影響。資源分配的決策等待時間直接影響到作業啟動速度，進而影響系統的整體資源利用率。調度策略層應具有過濾策略的插件式定制能力，以降低作業匹配最佳資源的計算開銷，提升統一調度框架的決策實時性。18調度策略配置層：提供對插件式調度策略的控制面管理能力，根據調度器系統所服務的應用場 景配置作業調度各階段的策略啟用行為，滿足目標應用的異構算力資源調度需求；提供對租戶面的資源配額、運

48、行限制等多維度層次化管理配置能力。資源實時感知層：該層實時收集系統內各節點的異構算力資源數量，感知硬件拓撲及運行健康 變化，反饋到調度引擎用于匹配作業的資源需求。資源信息感知的反饋及時性對調度引擎的決策實時性和準確性至關重要。3.3開放化開放化體系體系開放與共享是互聯網的核心精神，并促進了互聯網不斷繁榮發展；另一方面，比較而言，移動通信網絡在 4G 以前，幾乎都采用的是專有的技術，生態相對封閉，一定程度上限制了其自身發展。進入 5G 時代，為了賦能各行各業數字化轉型，移動網絡必須以更加開放的態度推動 CT與 IT 融合，以催生豐富的行業創新應用，促進生態繁榮。正如我們今天所看到的，5G 與云計

49、算、邊緣計算和 AI 技術融合，已孵化出 AI 質檢、5G 遠程控制等大量行業應用。領先運營商和供應商已經開始打造開放、靈活的 MEC 邊緣云平臺，可通過 API 開放網絡能力、IT 能力、工具和應用組件等，讓第三方開發者和行業伙伴可根據自己的業務需求快速定制開發、部署和上線新應用。同時，無線網絡白盒化、開放化已經成為焦點，包括德國電信、沃達豐、西班牙電信、意大利電信、AT&T 在內的歐美運營商均已宣布將大規模部署基于開放架構的移動通信網絡。6G 將會使通信技術變得更加開放，具體包括網絡架構、網絡能力、接口等方面進一步的開放，這有利于在 6G 時代實現網絡功能按需擴展、算法快速重構和性能迭代優

50、化?？梢灶A見 6G 網絡的硬件將更為集成化、模塊化和白盒化，軟件將更為本地化、個性柔性化和開源化，未來網絡基礎設施建設和優化升級將主要依托云存儲資源和軟件升級，充分挖掘各類軟件與系統對 6G 網絡控制作用。面對未來垂直應用的需求，垂直應用的場景強調的是服務提供快速、架構靈活可變、網絡能力完全開放、網絡與服務定制化等，白盒化/軟硬解耦的解決方案將成為重要趨勢。在接口層面，6G 網絡預期將在以下五個方面發生新的變化，以提高網絡部署和成本效率：網絡中需要引入數字孿生技術；需要考慮多方數據和資源的協同管理；支持云原生和基于微服務的網絡架構；需要簡化協議棧；需要進一步解耦信令和數據。19基于如上考慮，未

51、來可能的 6G 網絡的功能架構接口：數據采集面接口：包括全局的數據采集與處理以及本地的數據采集與處理兩種處理模式，在未來的很多場景中，用戶數據并不一定會被上傳到網絡中，而是在本地被處理和存儲。因此，需要集中式和分布式的數據處理和存儲。靈活的 AI 模塊接口：從整體角度來看，集中式 AI 和分布式 AI 都是需要的。集中式 AI平臺利用外部和內部數據進行全局處理，并根據具體用例的需求調用 AI 能力，然后將結果分發到特定執行域的 AI 平臺?；诖?，網絡將具備泛在 AI 能力。此外，網絡還應該能夠將感知功能作為服務提供給用戶。根據用戶的要求，幫助終端調度相應的 AI 算法和模型，便于用戶更好地使

52、用網絡的 AI 能力。智能安全系統接口：主要由智能策略引擎、安全能力庫和智能安全運維三部分組成。智能策略引擎根據 AI 學習模型、智能調整網元和安全設備的策略，構建安全能力庫。安全能力庫根據應用和業務的安全需求，或者網絡功能的網絡安全需求，精準部署安全功能，實現主動、縱深的安全防御。智能安全運維功能將實現基于 AI 和大數據的安全運維自動化。共享與協作功能接口：6G 系統將從外部引入 AI 能力或數據到網絡中，以提供新服務和新能力，或進一步提高數據處理效率。與此同時，網絡內的 AI 能力和分析的數據也將開放給第三方，以向其提供服務和所需的支持。除了 AI 能力和數據信息開放之外，安全能力、資源

53、、應用與服務需求以及網絡功能也將引入到 6G 網絡中或實現對外開放。3.4確定性服務確定性服務服務化架構給網絡帶來彈性，各個 RAN 處理單元將其對外接口以服務化形式進行封裝，支持基于業務需求的靈活編排，這往往需要對多個服務進行組裝，但隨著服務數目及服務間交互的的增加，系統的不確定性也將隨之升高，導致用戶的業務體驗難以保障。例如一個典型空口數據發送過程，需要經過應用層數據接收與緩存，數據包壓縮與分片，信道編碼，空口資源映射，射頻調制及發送等多個步驟，一般進行業務處理的時間流水設計時，不同模塊間的時延在毫米級甚至納秒級，模塊間數據傳輸帶寬可達數十到上百 Gbps，在傳統的網絡架構中，這些功能的部

54、署較為集中，各功能模塊間的傳輸時延和接口帶寬較易保障，但若將這些功能模塊全部服務化，甚至在物理位置的部署上也分布較遠，這就可能會導致處理時延過20大或接口帶寬不足的問題，從而使業務體驗不可預測。網絡如何在彈性網絡架構下提供具有SLA 保障的服務，將面臨較大挑戰。如果我們能確定每個服務的處理能力，并獲取服務間進行交互的能力，就有可能進行更具針對性的資源編排，從而使得業務的體驗得到保障?？赡艿募夹g方向包括時間協同體系，傳輸自適應機制，定時包處理驅動機制等，各個技術方向概述如下：時間協同體系在傳統 RAN 架構中，各個功能單元間的時間同步是設備的內部行為，可以基于私有中斷，內部定時器等方式實現，但在

55、服務化架構中，需要一種全新的方法，每一個網絡服務模塊(VNF/CNF，這里采用 VNF 為例)都需具備時間同步功能，并能標識其處理時延，每個服務在進行注冊時，發布的能力信息中需包括處理時延及時間同步的能力?？蓪⒎漳K劃分為非實時服務，近實時服務，實時服務三大類：非實時服務(Non-RT service)，其處理時延可在數百毫秒到數，時間同步精度在毫秒級。近實時服務(Near-RT service)，其處理時延可在數毫秒，時間同步精度在微秒級。實時服務(RT service)，其處理時延在幾十到數百微秒，時間同步精度在納秒級。一個部署的示例如下圖所示：圖 3.7 不同類型服務的時間協同示意圖圖

56、中的各個 VNF 可根據業務需要，實現不同程度的時間同步，具體的實現方案可基于網絡同步，GNSS 同步等技術進行演進。同時，各 VNF 需提供典型服務的處理時延上界，如VNF 基帶處理單元定義處理 8 條流，400MHz 帶寬的一個時隙最大需要 50 微秒。21基于統一的時間，智能編排調度可以對各服務的處理流水進行控制，基于 VNF 的處理時延能力，智能編排調度可以根據業務需求選擇最匹配的 VNF。傳輸自適應機制為完成一個業務需求，往往要對多個服務進行組裝，各個服務之間需要進行交互，此時接口能力將直接影響業務體驗，例如基帶處理 VNF 與射頻處理 VNF 間的前傳接口，其物理形態上一般采用光纖

57、，隨著光通信技術的發展，其傳輸能力發展到數百 Gbps 或 Tbps 級別，多個 VNF 可共享一個前傳鏈路，而基帶處理 MIMO 流數和工作帶寬的變化，對前傳接口的速率要求也有很大差異，因此在選擇 VNF 的同時，還需考慮各 VNF 間的接口能力，選擇匹配的 VNF 和交互接口。傳輸自適應包括接口能力感知，接口資源分配，接口路由配置等方面。接口能力可包括時延上界，傳輸速率，緩存大小等。接口能力感知方面需定義統一的機制，不論底層的物理形態如何，各服務模塊均需支持該協商機制，包括接口協商報文格式，接口協商流程等方面，接口協商的觸發流程可包括周期上報，事件觸發，隨流檢測等。接口資源分配和接口路由配

58、置需要和智能編排調度技術結合，根據業務需求實現較優的接口資源和路由配置。定時包處理驅動機制RAN 側在對各 VNF 和接口進行編排之后，就可以對各種控制，業務，管理數據包進行傳輸，但由于各 VNF 的處理時延和接口傳輸時延不可避免地發生抖動，為保障空口在準確的時間點進行信號發送和接收，需要設計相應的機制來消除抖動，保障各 VNF 的處理流水能高效銜接。一種方法是在每級 VNF 間傳輸的數據包中攜帶期望處理的時間點，接收端 VNF 先將數據包進行緩存，在對應時刻將匹配的數據包取出進行處理。相應機制如下圖所示：圖 3.8 定時包處理示例示例中 VNF1 在 T0 發出 MAC 層數據包，并攜帶要求

59、下級服務的處理時間 T1,數據包在T1 之前的某個時刻 T0+A 到達 VNF2，VNF2 先將數據包進行緩存，在 T1 時刻取出 MAC 包，22進行調制編碼，資源映射等處理后發送給 VNF3，并根據需在空口發送的時間設置要求 VNF3處理的時間 T2，VNF3 先緩存數據包，并在 T2 時刻進行變頻放大等操作后在空口發出。其中 T0，T1，T2 可以采用相對時間、幀號/子幀號/符號組合、新定義格式等。通過選擇實現滿足不同時延要求的 VNF 服務和接口組合，并基于定時包處理的方法驅動各服務單元在指定的時間點對數據包進行處理，可在服務化 RAN 架構下實現確定性的業務體驗保障。3.5服務化服務

60、化 RAN服務化架構可將無線網絡功能劃分為若干個“服務”，從而促進網絡高效化、軟件化、開放化。隨著無線網絡演進，底層硬件逐步從專用硬件向通用異構硬件演進，而基于通用異構硬件的云平臺可以實現資源按需分配與調度，從而更好滿足服務化架構下，不同“服務”對實時性與服務間交互的要求，實現控制面、用戶面服務的按需調用。因此，基于云化技術打造的底層軟硬件平臺可以滿足基于上層服務化架構設計的協議棧對靈活性和開放性的要求，二者設計理念是適配的。但是，雖然無線接入網的云化提供了基礎平臺，無線接入網協議如何向服務化演進還需要進行充分論證與試驗，從而保證無線網絡的基礎性能。3GPP 自 2018 年逐步引入服務化架構

61、，現已在核心網控制面、計費系統中實現了服務化。服務化架構所帶來的優勢正在逐步展現，因此在 6G 網絡中將有更多的網元實現服務化設計，從而通過基于云原生理念設計的協議，實現無線網絡的底層開放云化平臺與上層網元的深度融合。目前基站云化的探索工作中，多以集中單元（Centralized Unit，CU）和分布單元（DistributedUnit，DU）作為基本設計考量，其顆粒度較大，依然不能滿足特定新功能快速上線、靈活部署的需求；從接口角度，基站內部、基站之間、基站與核心網之間依然使用點對點專用接口互連，每當基站或相關核心網網絡功能發生改變時，都需要在相關接口上進行調整，標準化工作量大、運維管理復雜

62、度高。為了敏捷響應未來更加多樣化的業務功能需求、服務質量（Quality of Service，QoS）需求、管理策略需求、部署需求、開放需求，使網絡具備更強的前向兼容性，下一代無線接入網需要從服務能力角度著手發力，將無線網絡控制面功能與用戶面功能深度解耦，并重構為功能更細粒度的服務化 RAN。6RAN 的控制面功能通過服務化重構為多個服務，大致可以包括如下幾種類型：無線承載管理服務（Radio Bearer management Service，RBS）、連接與移動性管理服務（Connection23Mobility management Service，CMS）、本地定位服務（Local

63、Location Service，LLS）、多播廣播服務（Multicast Broadcast Service，MBS）、數據采集服務（Data Collection Service，DCS）、信令傳輸服務（Signaling Transmission Service，STS）、接入網開放服務（RAN Exposure Service，RES）等。RAN 控制面服務化可以與核心網的服務直接互訪，減少網絡中不必要的連接與移動性管理功能轉發。此外，RAN 的控制面服務與其他服務（包括核心網服務、其他 RAN 控制面服務）之間的交互可從串行交互轉為多方并行交互，由此可優化控制面流程。RAN 的用戶

64、面功能通過服務化重構為多個 RAN 用戶面服務，并在需要時按需靈活組合，以更好滿足多種業務需求。本質上，用戶面服務化旨在突破傳統分層協議設計理念，使功能與功能之間的調用關系不再受限于上下層協議關系，功能模塊之間可以靈活調用。3.6智能控制器智能控制器5G“以用戶為中心”的服務模式能高效地為相似位置或應用場景中的典型用戶提供良好性能的服務，但 5G 網絡架構和協議中沒有預先定義數據收集接口，基于實現的數據收集服務器/設備，如深度包檢測、數據探針等，無法及時提供高效的數據，數據有效性也面臨挑戰。這些因素導致了 API 接口 APP 的效率和性能遠落后于預期。6G 的目標是根據不同用戶業務的綜合、動

65、態、多維的服務要求，提供“以每個用戶為中心”的定制化服務，應對不同應用場景和網絡條件，采用自適應調度算法為用戶提供靈活可靠的端到端服務編排。因此除了需要向 5G RIC 一樣開放的 API 接口進行 AI 能力眾籌外，還需要增加數據收集模塊兒對數據采集、清理、處理和存儲，并向其他接口提供數據訂閱和更新服務，這些模塊兒是集中式的，也可以是分布式的，可以分布在網元和終端上。在數字世界里，先進的物聯網技術和人工智能算法將幫助我們加速向 6G 的服務目標演進，從而在業務層面實現最精細的服務顆粒度，保障每個用戶的個性化服務體驗。4挑戰與展望挑戰與展望6G 的目標是從根本上改變傳統無線網絡的能力與定位，從

66、單純以通信為中心逐步擴展到通信、計算、感知等多種能力融合。通過計算、數據、通信、感知、AI 等多種能力之間更加緊密的集成，有望實現 DOICT 多個領域技術的融合，將 6G 無線網絡將從傳統的移動通信網絡轉變為 6G 移動信息網絡，從而構筑技術創新基座，服務千行百業。246G 開放云化無線網絡是實現這一遠大目標的重要途徑。傳統軟硬件緊耦合的“黑盒子”模式難以適應 6G 的新定位之下對靈活性和開放性的新要求，而基于云化技術與開放理念，6G無線網絡將逐步擁抱 DOICT 融合的大趨勢，從更深層次和更廣維度拓展移動通信網絡的作用范疇，從而創造更加豐富的應用和市場機會，幫助更多企業參與到 6G 產業中

67、，構建更加開放繁榮的 6G 生態圈。同時，實現 6G 開放云化無線網絡同樣面臨大量挑戰：如何設計合理的軟硬件架構：如何設計合理的軟硬件架構：隨著云計算技術的發展與摩爾定律的放緩，云平臺越來越向著軟硬件融合的方向發展。一方面，越來多的任務通過卸載和硬件加速的方式提高性能，另一方面，業務與管理的分離、異構計算理念日益融合進入系統中。該理念在更加強調時序、時延、可靠性等指標的云化無線網絡中更加重要，此外，還需要考慮到系統開放的情況下如何保證性能與靈活性的平衡。因此，如何清晰定義軟硬件邊界，劃分系統層次，實現靈活部署的系統架構，將是未來 6G 開放云化無線網絡研究的重點。如何承載多種如何承載多種 6G

68、 系統能力：系統能力：6G 多維度組網必然帶來更加復雜的系統軟件棧與功能，而計算、感知、AI 等新功能的加入，更加提升了系統的復雜度。一方面，底層硬件需要更加多樣化與靈活化，從而適應不同能力的需求。另一方面，上層系統軟件同樣在設計之初即充分考慮復雜度、靈活性、性能等因素。此外，還需要一定的適配層，從而拉通上下層軟硬件功能。特別的，對于通信，多個頻帶多個功能的拉遠單元也必將帶來前傳網絡復雜度的增加，這同樣反應在無線網絡平臺的設計中。如何構建數據如何構建數據管理體系管理體系：6G 開放云化無線網絡的重要特征之一即數據的開放共享。然而，從實現角度，數據的開放必然帶來大量的流量與存儲需求，這與強調傳統

69、強調流式處理的通信應用對資源的需求差異巨大。因此，對于云化無線網絡，如何在最小的系統代價之下，對數據的獲取、存儲、管理等體系進行精巧設計，從而更好服務于內生 AI 等應用也是重要課題之一。如何解決安全問題：如何解決安全問題：更加開放的無線網絡必然帶來更多樣化的安全問題。雖然軟硬件解耦的體系可以帶來各類應用的統一管理，在一定程度上減少了系統碎片化的問題。但是，IT 化改造后的無線網絡必然會面臨更加復雜多樣的安全漏洞問題。在網絡安全日益嚴峻的背景下，安全問題是最為重要的研究課題之一。如何實現服務質量保障：如何實現服務質量保障：5G 網絡切片進行 SLA 保障的技術和 6G 服務化 RAN 技術可以

70、融合，可以通過不同類型的微服務組裝來實現相應的網絡切片，用于支持數據通信，算25力傳遞，電磁感知等功能，這種服務化架構將能夠靈活適應“空天地一體化”的網絡拓撲，也能滿足“人機物多元交互”的各類業務，當然由于網絡功能的重定義，各類服務的物理和邏輯部署形態也將發生較大變化，服務間交互方式也需重新定義，如何在這種彈性網絡下實現確定性的服務，面臨很大挑戰，主要的技術方向可能包括：高精度高可靠的服務間同步機制、算法、低成本硬件等；服務間接口能力協商機制、高速接口、確定性路由等；具有處理時間保證的數據流驅動機制、數據緩存排隊策略、高效時間戳設置及解析方法；基于 SLA 保障的智能服務編排調度技術、隨流 S

71、LA 感知等。如何帶動產業協同：如何帶動產業協同：6G 開放云化無線網絡的背后，是 DOICT 融合的必然趨勢。多個行業多個領域的交叉，必然帶來更加復雜的協同問題。一方面，6G 開放云化無線網絡需要各個領域各展所長，提供最為先進的技術方案；另一方面，6G 開放云化無線網絡同樣需要融合各個領域的頂層設計，從而實現各類技術的有機融合。這樣的工作很難由一家或者幾家企業完成，因此，更加有必要在 6G 開放云化無線網絡的研發中，探索新機制、新思路，從而更高效融合產學研用。6G 開放云化無線網絡的實現需要跨行業、學術界、開源社區和標準組織的不同參與者的共同努力。6G 開放云化無線網絡也必將融合革命性的技術

72、、商業模式和應用，為用戶帶來簡化和便利以及令人難以置信的新體驗。26縮略語列表縮略語列表縮略語英文全名中文解釋AAUActiveAntenna Unit有源天線單元AIArtificial Intelligence人工智能ASICApplication Specific Integrated Circuit專用集成電路BBUBaseband Unit基帶處理單元CMSConnection Mobility management Service連接與移動性管理服務CUCentralized Unit集中單元CPUCentral Processing Unit中央處理單元C-RANCentrali

73、zed RAN集中化無線接入網DCSData Collection Service數據采集服務D-RANDistributed RAN分布式無線接入網DUDistributed Unit分布單元FPGAField Programmable Gate Array現場可編程邏輯陣列LLSLocal Location Service本地定位服務MBSMulticast Broadcast Service多播廣播服務QoSQuality of Service服務質量RANRadioAccess Network無線接入網RBSRadio Bearer management Service無線承載管理服務

74、RESRAN Exposure Service接入網開放服務RICRAN Intelligent Controller無線接入網智能控制器RRURemote Radio Unit遠端射頻單元STSSignaling Transmission Service信令傳輸服務SIMDSingle Instruction Multiple Data單指令多數據流VNFVirtualised Network Function虛擬化的網絡功能模塊27參考文獻參考文獻1 From C-RAN TO O-RAN，中國移動研究院。2 6G Distributed Cloud and Communications

75、System,Next GAlliance(Aug 2022).3 劉光毅.6G 移動網絡架構 SOLIDS驅動力、特征及功能拓撲 2022 第一期.Engineer。4 中國移動 6G 網絡架構技術白皮書，中國移動研究院。5 基于云網融合的 6G 關鍵技術白皮書,中國電信股份有限公司研究院、網絡通信與安全紫金山實驗室。6 6G 服務化 RAN 白皮書，中國移動研究院。致致 謝謝衷心感謝以下單位對本白皮書撰寫的寶貴貢獻：中關村泛聯移動通信技術創新應用研究院：中關村泛聯移動通信技術創新應用研究院：徐飛、張鑫中國移動研究院：中國移動研究院：韓伯驍北京佰才邦技術股份有限公司：北京佰才邦技術股份有限公司：周明宇、宋斌、孫占東京信網絡系統股份有限公司京信網絡系統股份有限公司：林敏，李剛，陳林，劉震，方紹湖聯想移動通信科技有限公司：聯想移動通信科技有限公司：李學成、崔先鋒、張慧敏