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6G Intelligente, vollständig vernetzte Netzwerkarchitektur

Erscheinungsdatum: 2021Quelle des Autors: KinghelmAufrufe: 871


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6G-Themen (2021 – Ausgabe 4)


6G Intelligente, vollständig vernetzte Netzwerkarchitektur

Zhang Linfeng, Lin Yilin, Wang Qingyang

(Forschungsinstitut der China Telecom Corporation Limited, Guangzhou 510630, Guangdong, China)


【Zusammenfassung】 Derzeit hat die Branche zahlreiche Analysen und Untersuchungen zur 6G-Vision, zu Geschäftsszenarien und Schlüsseltechnologien durchgeführt, und die Netzwerkarchitektur ist die Grundlage für die Verwirklichung der 6G-Vision und der Geschäftsanforderungen. Zunächst werden die Netzwerkarchitekturanforderungen der 6G-Vision analysiert, dann werden die Schlüsselfaktoren erörtert, die beim Entwurf der 6G-Netzwerkarchitektur berücksichtigt werden müssen, und schließlich wird eine Idee für eine intelligente und vollständig vernetzte 6G-Netzwerkarchitektur vorgeschlagen.


【Schlüsselwörter】6G; intelligente Vollverbindung; Netzwerkarchitektur



doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2021.04.007        

CLC-Nummer: TN929.5 Dokumentcode: A  

Article ID:1006-1010(2021)04-0045-05

Zitierformat: Zhang Linfeng, Lin Yilin, Wang Qingyang. 6G Intelligente, vollständig vernetzte Netzwerkarchitektur [J]. Mobilkommunikation, 2021,45(4): 45-49.



 

 

 

 


Einführung


Rückblickend auf die Entwicklungsgeschichte der Mobilkommunikation stellte 1G analoge Sprache, 2G digitale Sprache und SMS und 3G mobile Datendienste bereit, wodurch sich die Entwicklung des mobilen Internets schrittweise entfaltete. 4G bietet mobilen Breitband-Internetzugang, und es entstehen zunehmend mobile Multimedia-Videodienste. Gleichzeitig wurden aufgrund der größeren Netzwerkbandbreite und der rasanten Entwicklung von Smartphones verschiedene mobile APP-Anwendungen schnell populär, wie z. B. soziale Netzwerke, Bezahlen, Einkaufen, Navigation, Taxi, Essen zum Mitnehmen sowie mobile Kurzvideos und andere Anwendungen hat die Lebensweise der Menschen stark verändert. Das Ziel des 5G-Netzwerks ist die Vernetzung aller Dinge. Neben der Unterstützung von eMBB-erweiterten mobilen Breitbandszenarien werden auch URLLC-Anwendungsszenarien mit hoher Zuverlässigkeit und geringer Latenz sowie eMTC-erweiterte Maschinenkommunikationsszenarien unterstützt, wodurch Tausende von Branchen unterstützt und die soziale Entwicklung durch umfassende Anwendungsszenarien gefördert werden. . Man kann sagen, dass 4G das Leben verändert hat. 5G verändert nicht nur das Leben, sondern stärkt auch Industrien und verändert die Gesellschaft. Das 6G-Netz für 2030 hat das Potenzial, die Welt zu verändern, einschließlich der physischen Welt und der digitalen Welt.


1 Architekturanforderungen für die 6G-Netzwerkvision


Gartners Top-Ten-Technologietrends für vier aufeinanderfolgende Jahre von 2018 bis 2020 machten deutlich, dass der Trend von KI und künstlicher Intelligenz hin zu technischen Anwendungen unvermeidlich geworden ist. KI ermöglicht es Maschinen, sich anzupassen, zu argumentieren und Lösungen bereitzustellen. KI hat drei Entwicklungsstufen durchlaufen: Die erste ist die rechnerische Intelligenz, die speichern und berechnen kann; die zweite ist die Wahrnehmungsintelligenz, die zuhören, sprechen, sehen und erkennen kann; und dann die kognitive Intelligenz, die in der Lage ist zu verstehen und zu denken und es Computern somit ermöglicht, wie Menschen zu verstehen und zu denken. Derzeit treten vor allem Computerintelligenz und Wahrnehmungsintelligenz in die praktische Phase ein. Während der Entwicklung mobiler Kommunikationsnetze von 4G auf 5G sind die Rechenressourcen immer umfangreicher geworden und haben sich schrittweise vom Netzwerkzentrum zum Netzwerkrand ausgeweitet. Auch die Datenressourcen sind immer umfangreicher geworden und bilden die Grundlage für KI-Anwendungen. Beispielsweise wird das selbstorganisierende Netzwerk SON seit 4G angewendet, und 5G führte in den R16- und R17-Standards die Netzwerkdatenanalysefunktion NWDAF (Network Data Analytics Function) und die Managementdatenanalysefunktion MDAF (Management Data Analytic Function) ein. Die Definition von eNA[1] basiert hauptsächlich auf der Analyse großer Datenmengen, um die Fähigkeit zur intelligenten Planung und Betriebsverwaltung des Netzwerks zu verbessern. In der tatsächlichen Netzwerkskala umfasst die Bereitstellung jedoch Datenformate aus mehreren Quellen und mehreren Anbietern und mehreren Geräten Es ist schwieriger, eine einheitliche Standardisierung zu erreichen. Groß [2], der tatsächliche Anwendungseffekt benötigt auch Zeit zum Testen.


Mit Blick auf die 6G-Netzwerkvision weist sie mindestens die folgenden Merkmale auf:

(1) Immersive Erfahrung [3]: Verwenden Sie die Kombination von XR, Holographie, digitalem Zwilling und anderen Multimedia-Technologien, um sensorische Informationen wie Sehen, Hören, Berühren usw. zu simulieren, um eine hochrealistische Umgebung zu schaffen und den Benutzern bereitzustellen Immersive Echtzeiterlebnisse und interaktives Geschäft könnten populär werden. 5G basiert hauptsächlich auf XR-Technologie, während 6G auf Holographie und digitalem Zwilling basieren wird und XR kombinieren kann, um ein immersiveres und farbenfroheres neues Geschäftserlebnis zu bieten, einschließlich holographischer Kommunikation [4], holographischer Realität und Zwillingsrealität. Diese Art von Dienst verkörpert die Verschmelzung von Kommunikation und Wahrnehmung und stellt höhere Anforderungen an die Multi-Sensing-Interaktion, den Echtzeit-Bildkomprimierungsalgorithmus und die Echtzeit-Steuerungsfähigkeit der Netzwerksignalisierung.


(2) Netzwerkintelligenz [2, 5]: 5G-Netzwerke führen ein gewisses Maß an Intelligenz in Standard- oder tatsächlich eingesetzte Netzwerke ein, aber derzeit ist die Intelligenz auf verschiedenen Ebenen relativ isoliert, beispielsweise auf der Ebene des Zugangsnetzwerks, des Kernnetzwerks und der Netzwerkverwaltung Die Intelligenz hat grundsätzlich keine Verknüpfung oder einen geschlossenen Kreislauf gebildet. Die Branche geht allgemein davon aus, dass die Intelligenz von 6G in Endgeräten, drahtlosen Netzwerken, Kernnetzen, Trägernetzen und Netzwerkmanagement weiter verbessert wird und gleichzeitig eine intelligente Koordination auf verschiedenen Ebenen die Gesamtintelligenz des 6G-Netzwerks bilden wird. Darüber hinaus wird intelligente Technologie auf mehreren Ebenen von 6G-Netzwerken und -Anwendungen angewendet und bietet intelligente, allgegenwärtige Konnektivität für Benutzer, Anwendungen und die Gesellschaft. Im 6G-Zeitalter wird die Kommunikation tief in die KI integriert sein. KI wird Netzwerke stärken, Netzwerke werden KI-Anwendungen stärken und intelligente Konnektivität wird überall sein.


(3) Integration von Himmel und Erde [6]: 3GPP führte NTN [7] (Non-Terrestrial Network, nicht-terrestrisches Netzwerk) in der R17-Version von 5G ein, das die Integration von Satelliten- und Mobilkommunikationsnetzen im transparenten Modus unterstützt Regenerationsmodus. Die Branche geht davon aus, dass 6G eine allgegenwärtige dreidimensionale Abdeckung für weiträumige, spärliche Szenarien bietet und die Integration von Weltraum und Erde realisiert, sodass mehr Geschäftsszenarien wie abgelegene Gebiete, Luftfahrt, Navigation und Hochgeschwindigkeitszüge bedient werden können. Gleichzeitig sollte das 6G-Netzwerk auch eine intelligente Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Netzwerkzugängen wie Himmel und Erde und eine intelligente allgegenwärtige Verbindung realisieren.


(4) Festnetz-Mobilfunk-Konvergenz: 3GPP etablierte 5WWC[8] (Wireless and Wireline Convergence for the 5G System), ATSSS (Access Traffic Steering, Switching and Splitting) und 5G LAN (5G Local Area Network) in der R16-Version von 5G. Weitere Projekte bezogen sich auf die Fixed-Shift-Fusion. Unter anderem unterstützt 5WWC den festen drahtlosen und kabelgebundenen Zugang (einschließlich PON), den einheitlichen Zugriff auf das 5GC-Kernnetzwerk und realisiert die einheitliche Authentifizierung mehrerer Zugriffsmethoden. Es eignet sich für industrielle Anwendungsszenarien, in denen mehrere Zugriffsmethoden wie 5G, WLAN und PON nebeneinander existieren (Fabrik/Park), sowie für Heimszenarien (WLAN im ganzen Haus + Heimbreitband). ATSSS realisiert darüber hinaus die intelligente Multi-Access- und Multi-Stream-Planung von 5G und WLAN. 5G LAN realisiert die Einrichtung eines lokalen Netzwerks über UPF zwischen 5G-UEs, und das 5G-UE und die kabelgebundenen Terminals des Unternehmensintranets können ein integriertes lokales Festnetz-Mobilnetzwerk bilden und so eine großflächige virtuelle lokale Netzwerklösung bereitstellen Unternehmen. 6G erfordert eine integrierte Netzwerkarchitektur mit mehreren Netzwerken [9], und es wird erwartet, dass 6G eine breitere und umfassendere Integration von Weltraum und Erde sowie die Integration von Festnetz und Mobilfunk erreichen kann.


(5) Endogene Sicherheit [10]: Das 5G-Netzwerk basiert auf einem Cloud-nativen Design und ermöglicht die Integration des 5G-Netzwerks und der NFVI-Cloud-Infrastruktur. Darüber hinaus basiert 5G auf einer serviceorientierten Kommunikationsarchitektur, das Signalisierungsprotokoll basiert direkt auf HTTPv2 und unterstützt Restful-Schnittstellen extern. Gleichzeitig wird 5G durch die Einführung von MEC Edge Computing offener und lässt sich besser in Internetanwendungen integrieren. Es erhöht zwar die geschäftliche Flexibilität und den Umfang, bringt aber auch die Sicherheitsrisiken mit sich, denen die NFVI-Cloud-Infrastruktur und das Internet ausgesetzt sind. Daher muss zu Beginn des 6G-Netzwerkdesigns darüber nachgedacht werden, wie die Peinlichkeit vermieden werden kann, dass 5G-Netzwerke die Sicherheit nur durch externe Sicherheitslösungen verbessern, aus der Entwicklung der Blockchain-Technologie lernen und verteilte Identitätsauthentifizierung, Zero Trust usw. kombinieren können vertrauenswürdige Netzwerke, die in der Branche diskutiert werden. Der Aufbau eines endogenen Sicherheitsmechanismus ist zu einem Problem geworden, das beim Entwurf der 6G-Netzwerkarchitektur gelöst werden muss.


2 allgemeine Überlegungen zum Design der 6G-Netzwerkarchitektur


Anhand der Entwicklung der ersten Generation analoger Mobilfunknetze bis hin zum aktuellen 5G-Netz lässt sich erkennen, dass keine Netzwerkarchitektur völlig aus dem Nichts von der Vorgängergeneration getrennt ist. Basierend auf den Anforderungen unterschiedlicher Geschäfts- und Anwendungsszenarien und den Auswirkungen des technologischen Fortschritts unterscheidet sich jede Generation der Netzwerkarchitektur jedoch erheblich von der vorherigen Generation, sowohl durch Vererbung als auch durch Änderung.


Daher werden beim Design der 6G-Netzwerkarchitektur folgende Überlegungen berücksichtigt:

(1) Routenwahl: 6G ist eine Brücke, die die reale Welt und die virtuelle Welt verbindet. Es ist der Motor für die harmonische Entwicklung der menschlichen Gesellschaft und der natürlichen Umwelt. Es hat eine größere historische Mission als 5G. 6G kann nicht einfach auf Basis von 5G weiterentwickelt werden. Es wird empfohlen, revolutionären Spitzentechnologien Vorrang einzuräumen, die mit 5G einen erheblichen Generationsunterschied darstellen werden.


(2) Grüner Umweltschutz: Von Beginn des 6G-Architekturentwurfs an sollte grüner Umweltschutz als Grundvoraussetzung für die Forschung und Entwicklung sowie den Betrieb von 6G angesehen werden, um zum „Kohlenstoffpeak“ Chinas im Jahr 2030 beizutragen. 6G sollte eine dynamische Planung implementieren Schonung der Ressourcen durch Einführung intelligenter Technologie zur Maximierung der Ressourceneffizienz. Bei den Ressourcen handelt es sich hier nicht nur um Ressourcen der drahtlosen Luftschnittstelle, sondern auch um Ressourcen auf allen Ebenen des Netzwerks. Wie die Gesamtenergieeffizienz des Netzwerks durch globale intelligente Planung und Steuerung optimal gestaltet werden kann, ist ein wichtiges Problem, das 6G lösen muss.

(3) Betrachten Sie das Grundgerüst, das die vollständige Konnektivität unterstützt: Die vollständige Konnektivität umfasst zwei Arten von Verbindungen: Satellitenzugang und Bodenzugang, und der Bodenzugang umfasst zwei Kategorien von drahtlosen Verbindungen und kabelgebundenen Verbindungen. Das 6G-Grundgerüst sollte berücksichtigen, wie eine intelligente Verwaltung vollständiger Verbindungen in allgegenwärtigen Zugangsszenarien erreicht werden kann, in denen verschiedene Verbindungen im Weltraum, auf der Erde, auf See, im Festnetz und im Mobilfunk nebeneinander existieren, und wie allgegenwärtige Verbindungen realisiert werden können, die jederzeit und überall verfügbar sind und den Benutzern Folgendes bieten diverse maßgeschneiderte QoS-Dienste.

(4) Berücksichtigung der Anforderungen neuer Dienste und neuer Szenarien: 4G-Netze basieren hauptsächlich auf 2C-Diensten. Die Ausweitung der Bandbreite hat eine Reihe mobiler Internetdienste hervorgebracht, die das Leben der Menschen bereichern. 5G wird 2B-Anwendungen erweitern und neue Entwicklungsimpulse in alle Lebensbereiche bringen. . Das 6G-Netzwerk muss die Anforderungen einer harmonischen Entwicklung der menschlichen Gesellschaft und der natürlichen Welt im Jahr 2030 und darüber hinaus berücksichtigen, einschließlich der Bereitstellung allgegenwärtiger und allgegenwärtiger Konnektivität sowie Netzwerkflexibilität und Programmierbarkeit, um individuelle Anforderungen zu erfüllen.




(5) Betrachten Sie den Segen der technologischen Innovation in domänenübergreifenden Bereichen: Das SDN-Konzept und die NFV-Technologie wurden in gewissem Umfang in der späteren Phase des 4G-Netzwerks angewendet und wurden in 5G vollständig angewendet; Auch Technologien in IT-Bereichen wie Cloud Computing, Container, Microservices und HTTP wurden eingeführt. Das 5G-Netz macht das Netz flexibler; Durch die Einführung von Big Data und KI-Technologie verfügt das 5G-Netzwerk auch über vorläufige Informationen. In der vorläufigen Forschung zu 6G sind innovative Ideen wie die Integration von KI und Luftschnittstellentechnologie sowie die Anwendung von Blockchain bei der gemeinsamen Nutzung von Frequenzen entstanden. Daher wird das zukünftige 6G-Netzwerk die tiefe Integration von ICDT unterstützen, und beim Entwurf der Netzwerkarchitektur muss vollständig berücksichtigt werden, wie verschiedene neue Technologien absorbiert werden, um das 6G-Netzwerk der Cloud-Netzwerk-Edge-End-Integration zu realisieren [11–12].



3 Annahme einer intelligenten, vollständig vernetzten 6G-Netzwerkarchitektur


Im Vergleich zu 5G wird das zukunftsorientierte 6G-Netzwerk eine höhere Spitzenrate, eine geringere End-to-End-Latenz und eine dichtere Anzahl von Verbindungen bieten und umfangreichere und komplexere Geschäftsszenarien und -anwendungen, insbesondere KI-basierte Anwendungen, unterstützen. Allgegenwärtige Funktionen, ob in der Cloud, auf allen Ebenen des Netzwerks, drahtlos oder auf Terminals, werden „intelligente“ Funktionen unterstützen.


Die geplante intelligente, vollständig vernetzte 6G-Netzwerkarchitektur umfasst aus horizontaler Sicht drei Teile: Zugangsnetzwerk, Randnetzwerk und Kernnetzwerk. Das Zugangsnetzwerk bietet Satellitenzugang, drahtlosen und mobilen Zugang sowie drahtgebundenen Zugang. Das Edge-Netzwerk ist allgegenwärtig und wird vom Edge-Netzwerk gesteuert. Es bietet regionale Mobilitäts- und Zugriffsdienste und wird normalerweise in der Edge-Cloud bereitgestellt. Das Kernnetzwerk realisiert die Verbindung jedes Edge-Netzwerks und die Verbindung mit dem Internet-Netzwerk, das normalerweise bereitgestellt wird die Kernwolke. Das Zugangsnetz, das Randnetz und das Kernnetz können vom selben Betreiber oder von verschiedenen Betreibern bereitgestellt werden und können auch von mehreren Parteien im Rahmen einer gemeinsamen Konstruktion und gemeinsamen Nutzung bereitgestellt werden.

Aus vertikaler Sicht umfasst die intelligente, vollständig verbundene 6G-Netzwerkarchitektur von unten nach oben drei Schichten: Cloud-Netzwerk-Integrationsschicht, intelligente Netzwerkschicht und intelligente Serviceschicht, wie in Abbildung 1 dargestellt.



Die Cloud-Netzwerk-Integrationsschicht ist die Infrastruktur für die Bereitstellung von 6G-Netzwerken und stellt herkömmliche Trägernetzwerkverbindungen, Cloud-Computing-Ressourcen und Cloud-Netzwerk-Betriebssysteme für 6G-Netzwerke bereit. Schließlich wird die Ressourcenversorgung einer neuen Informationsinfrastruktur realisiert, die prägnant, agil, offen, integriert, sicher und intelligent ist.


Die intelligente Netzwerkschicht ist die Kernfunktionsschicht des 6G-Netzwerks, die die intelligente Steuerung der Signalisierung und die intelligente Verarbeitung von Benutzerdaten realisiert und dem Designprinzip folgt, dass Steuerung und Träger möglichst unabhängig voneinander arbeiten. Die Implementierung des Kernnetzwerks und des Edge-Netzwerks unterscheidet sich jedoch wie folgt:


(1) Kernnetzwerk: Es besteht aus einer Kommunikationsebene und einer Verwaltungsebene. Die Kommunikationsebene ist von oben nach unten in drei Schichten unterteilt: intelligente Dienststeuerung (Steuerebene), intelligente Verbindungsplanung (Steuerebene) und intelligente Kernverarbeitung (Benutzerebene), die jeweils die Sitzungssteuerung auf der Dienstebene und die Sitzungssteuerung implementieren auf der Netzwerkebene und implementieren Sie eine intelligente Weiterleitung und Medienverarbeitung für Benutzerdatenströme aus Edge-Netzwerken. Durch das geschichtete Design realisiert die Signalisierungsebene eine flexible und intelligente Planung von Mehrkanal- und Multi-Flow-Strategien auf der Serviceschicht und der Netzwerkschicht. Die Benutzerebene verfügt außerdem über die Intelligenz des unabhängigen Routings und realisiert eine verteilte Weiterleitungsverarbeitung durch P2P-Netzwerke. Die Verwaltungsebene umfasst eine intelligente Datenerfassung und -steuerung sowie ein intelligentes Betriebsmanagement, wodurch intelligente Erfassung, Big-Data-Analyse, KI-Modellierung und Datentraining realisiert werden, und kann dadurch durch die Kommunikation der Signalisierungsebene oder der Benutzerebene einen geschlossenen Feedback-Kreislauf realisieren Verbesserung der Effizienz des Netzwerkbetriebs und der Netzwerkwartung. Der Grad der Automatisierung, der Grad der geschäftsorientierten Abläufe und die Fähigkeit, die Netzwerksicherheit intelligent zu verteidigen, verwirklichen nach und nach die Autonomie und Selbstentwicklung des Netzwerks.

(2) Edge-Netzwerk: Nach dem Prinzip der Trennung von Kontrolle und Träger und einem extrem vereinfachten Design realisieren intelligente Zugriffskontrolle (Kontrollebene) und intelligente Edge-Weiterleitung (Benutzerebene) eine verteilte Edge-Zugriffskontrolle und Mobilitätsverwaltung sowie Benutzerdaten-Edge Weiterleitung und Verarbeitung von Strömen. Alle Edge-Netzwerke und Kernnetzwerke teilen sich eine Mobilitätsmanagement-Datenbank, was technisch durch Blockchain oder Distributed Ledgers erreicht werden kann. Wenn der Benutzer lokal zugreift, sich innerhalb eines Bereichs bewegt oder nur vom Edge-Netzwerk bereitgestellte Dienste nutzt, implementiert das Edge-Netzwerk das Mobilitätsmanagement und die autonome Steuerung des Edge-Zugriffs, und die Signalisierungsebene des Kernnetzwerks muss dabei nicht beteiligt werden Zeit; Wenn sich der Benutzer in einem Roaming-Szenario befindet, führen das Randnetzwerk und das Kernnetzwerk gemeinsam die Signalisierungssteuerung durch. Das Edge-Netzwerk verfügt über ein hohes Maß an Intelligenz. Neben der intelligenten Steuerung der aktuellen Zugriffsschicht-Vollverbindung verfügt es auch über ein hohes Maß an Autonomie und Selbstentwicklungsfähigkeiten, was praktisch ist, um die Betriebsschwelle zu senken und Drittpartner für die Teilnahme am Edge-Netzwerk zu gewinnen. regionale Betriebsdienstleistungen.


Die intelligente Netzwerkschicht sollte in der konkreten Implementierung mit verschiedenen Infrastrukturen kompatibel sein. Gleichzeitig sollten funktionale Einheiten über flexible Anpassungsmöglichkeiten und gute Skalierbarkeit verfügen und eine dynamische On-Demand-Bereitstellung und elastische Skalierung entsprechend den Geschäftsszenarien unterstützen. Daher sollte das granulare Design funktionaler Einheiten flexibler sein und die Vereinbarungen zwischen Einheiten sollten flexibel, dynamisch und flexibel sein. Merkmale wie Einfachheit, sodass die Kernfunktionen des 6G-Netzwerks programmierbar und choreografiert sind und P2P-Netzwerke unterstützen.


Die intelligente Serviceschicht stellt hauptsächlich Dienste für 6G-Netzwerkanwendungen bereit. Erstens unterstützt es die intelligente Interaktion. Das zukünftige Mobilfunknetz sollte die KI-Anwendungsszenarien und Anforderungen für Verbraucher und Branchen berücksichtigen und die Verbindung zwischen KI-Terminals und KI-Anwendungen realisieren. Diese Verbindung kann Rechenanforderungen, Steueranweisungen oder Modelle übertragen. Daten können auch eine neuartige und intelligente Interaktionsmethode sein, beispielsweise eine Gehirn-Computer-Schnittstelle. Zweitens unterstützt es externe intelligente Dienste, einschließlich AI as a Service, Blockchain as a Service usw., sowie verschiedene Dienste für alle Szenarien von 2C, 2H und 2B. Die vom 6G-Netzwerk bereitgestellten intelligenten Dienste unterscheiden sich von der traditionellen zentralisierten Leistungseröffnung auf Basis von NEF. Um sich an den Entwicklungstrend von WEB3 anzupassen, werden verteilte On-Chain-Dienste (z. B. Computerdienste) durch die Verbindung mit der Blockchain oder dem Distributed-Ledger-System bereitgestellt. Algorithmendienste, Datendienste usw.) dürften zum Mainstream werden.


Aus Sicht des Netzwerks werden Informationen nicht zentral bereitgestellt, sondern bewegen sich von der Zentralisierung zur Verteilung. In verschiedenen Einheiten wie der Cloud, dem Netzwerk, dem Edge und dem Terminal können intelligente Steuerungsfunktionen vorhanden sein. Je nach Anwendungsunterschied verwenden einige Anwendungen Kernintelligenz. Einige Anwendungen werden hauptsächlich von Edge-Intelligenz und einige Anwendungen von Terminal-Intelligenz dominiert und bilden so ein intelligentes, vollständig verbundenes Architektursystem für die Edge-End-Zusammenarbeit zwischen Cloud und Netzwerk. Innerhalb des Netzwerks ist die Intelligenz auch auf mehrere Schichten und mehrere funktionale Einheiten verteilt. Durch die intelligente Koordination mehrerer Schichten wird eine intelligente vollständige Verbindungssteuerung der Zugriffsschicht, der Netzwerkschicht und der Serviceschicht realisiert. Aus Sicht der Terminals bietet das 6G-Netzwerk eine weiträumige, allgegenwärtige Verbindung zwischen Himmel, Erde und Meer und unterstützt den Satellitenzugang, den drahtlosen und mobilen Zugang, den kabelgebundenen Zugang und andere umfassende Zugriffsszenarien sowie die vollständige Anwendungsebene. Verbindungsdienste. Die Kernbedeutung einer intelligenten Vollverbindung besteht darin, dass das Netzwerk Benutzern durch intelligentes Verbindungsmanagement Zugriff auf Dienste in allen Geschäftsszenarien bieten soll.


4 Technische Vorteile der intelligenten, vollständig vernetzten 6G-Netzwerkarchitektur


Im Vergleich zum 5G-Netzwerk bietet die in diesem Dokument vorgeschlagene intelligente, vollständig vernetzte 6G-Netzwerkarchitektur die folgenden technischen Vorteile:


(1) Die Rollen des Edge-Netzwerks und des Kernnetzwerks sind getrennt: Das Edge-Netzwerk ist für das Mobilitätsmanagement, die Zugangskontrolle und die lokale Verbindungssteuerung verantwortlich, während das Kernnetzwerk für die Backbone-Verbindungssteuerung verantwortlich ist und einen neuen Multi-Operator unterstützt Geschäftsmodell der Zusammenarbeit und ökologisches Umfeld. Betreiber haben mehr Flexibilität bei der gemeinsamen Konstruktion und gemeinsamen Nutzung.


(2) Die Steuerungsebene und die Benutzerebene arbeiten unabhängig voneinander und ihre Schnittstellen sind extrem vereinfacht: Die traditionelle SDN-Architektur übernimmt die Idee der Trennung von Steuerung und Träger. Die Kontrollebenen-Entität verfügt über starke Richtlinienintelligenz und kontrolliert vollständig das Verhalten der Benutzerebenen-Entität. Entitäten auf Benutzerebene können nur gemäß den Richtlinien der Kontrollebene ausgeführt werden und verfügen über keine autonome Entscheidungsfähigkeit. Da die Benutzerebene vollständig von der Steuerebene gesteuert wird und nicht unabhängig voneinander arbeiten kann, scheinen die beiden oberflächlich betrachtet getrennt zu sein, tatsächlich sind sie jedoch eng miteinander verbunden und können nicht unabhängig voneinander arbeiten. In der intelligenten, vollständig verbundenen Netzwerkarchitektur sind die Steuerebene und die Benutzerebene vollständig getrennt und lose gekoppelt. Die Netzwerkfunktionseinheiten der Kontrollebene und der Benutzerebene unterstützen beide die autonome Vernetzung des P2P-Modus. Angestrebt wird, dass beide unabhängig voneinander arbeiten und die Benutzerebene auch bei einem Ausfall der Kontrollebene Notfalldienste für Benutzer bereitstellen kann. Die Benutzerebene verfügt außerdem über starke Richtlinieninformationen. Es kann unabhängig eine Routing-Auswahl durchführen und an die Steuerungsebene berichten und kann auch gemäß den spezifischen Richtlinien der Steuerungsebene ausgeführt werden, was die Autonomie des Edge-Netzwerks verbessert und das Netzwerk insgesamt skalierbarer macht. Sex.


(3) Verteilte Netzwerkintelligenz: 5G R16 definiert ein eNA-Framework, das auf NWDAF-Netzwerkelementen und Big-Data-Analyse basiert und eine zentralisierte Intelligenz darstellt, während 6G eine endogene verteilte intelligente KI-Zusammenarbeit einführt, die auf maschinellem Lernen (z. B. Deep Learning) basiert ). , Federated Learning) unterstützt als endogene Technologieimplementierung die mehrschichtige intelligente Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Schichten des Netzwerks sowie die intelligente Zusammenarbeit mehrerer Parteien zwischen dem Terminal und dem 6G-Cloud-Netzwerkrand.


(4) Vollständige Verbindungssteuerung und -planung: 5G R17 NTN realisiert die Satelliten-Boden-Integration, 5WWC realisiert die kabelgebundene und drahtlose Integration, jedes Schema ist unabhängig überlagert und jedes Schema ist für bestimmte Szenarien geeignet. In der intelligenten, vollständig vernetzten 6G-Netzwerkarchitektur wird die Edge-Netzwerklösung nativ alle Zugriffsmethoden wie Satellitenzugriff, drahtlosen und mobilen Zugriff und kabelgebundenen Zugriff sowie die gemeinsame Nutzung von Mobilitätsstandortdaten unterstützen.


5 abschließende Bemerkungen


Das Ziel von 6G besteht darin, die Anforderungen von Mobilfunknetzen aus Geschäftsanwendungen, technologischem Fortschritt und gesellschaftlicher Entwicklung nach 2030 zu erfüllen, und die 6G-Netzwerkarchitektur ist die Grundlage zur Erreichung dieses Ziels. Basierend auf den aktuellen Aussichten der 6G-Vision, der Berücksichtigung der Merkmale der Weiterentwicklungsarchitektur des Mobilfunknetzes und der vorläufigen Beurteilung des technologischen Fortschritts schlägt dieses Papier die Annahme einer intelligenten und vollständig vernetzten 6G-Netzwerkarchitektur vor. Allerdings befindet sich die 6G-Forschung noch im Anfangsstadium und die 6G-Standardarbeit hat noch nicht offiziell begonnen. Basierend auf der schrittweisen Vertiefung der Forschung ist es notwendig, diese auf der Grundlage der aktuellen Architekturannahme weiter zu verfeinern und zu optimieren.





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