以用户为中心的6G接入网技术研究-2024全球6G技术大会

目录 目录....................................................................................................................................1第1章引言..................................................................................................................21.1文档结构.............................................................................................................21.2背景.....................................................................................................................21.3概念及目标.........................................................................................................3第2章场景和需求......................................................................................................32.1应用场景.............................................................................................................32.2需求.....................................................................................................................42.3评估指标.............................................................................................................6第3章系统设计..........................................................................................................73.1功能特征.............................................................................................................73.2架构及演进.........................................................................................................9第4章关键技术........................................................................................................144.1接入及连接管理技术.......................................................................................144.2组网及部署关键技术.......................................................................................164.3移动性管理技术...............................................................................................184.4灵活高效的用户面传输技术...........................................................................224.5以用户为中心的资源编排...............................................................................234.6分布式多天线技术...........................................................................................254.7终端关键技术...................................................................................................264.8以用户为中心的融合技术...............................................................................27第5章总结和展望....................................................................................................27参考文献......................................................................................................................28缩略语..........................................................................................................................28致谢..............................................................................................................................30 第1章引言 1.1文档结构 第6代移动通信网络有望引入新的性能指标和应用方案，以用户为中心网络将成为推动实现6G愿景的关键技术，因为其突破了传统基站为中心网络并与信息产业的新兴技术形成了有效融合。ITU-R在《2030年及以后地面国际移动电信系统的未来技术趋势》报告中指出，作为一种新型接入网架构，以用户为中心的架构技术可以增强无线网络[1]。 本白皮书对6G以用户为中心的接入网技术进行研究。首先介绍以用户为中心的接入网技术研究的背景，说明6G中以用户为中心的概念和目标。第二章介绍了以用户为中心接入网的场景需求与评估指标，第三章介绍了以用户为中心的接入网系统设计，包括五大功能特征和架构设计，第四章介绍了以用户为中心接入网的关键技术，第五章进行了总结和展望。 1.2背景 面对日益复杂的网络环境和多样化的业务需求，传统蜂窝架构的局限性日益凸显。小区边缘数据传输较高的路径损耗和邻近小区不可预测的干扰，导致小区中心和小区边缘之间的用户数据速率不平衡。此外，在移动过程中，蜂窝边缘的切换可能导致业务中断和延迟。随着蜂窝覆盖范围不断缩小，上述问题变得更加严重。为了提高网络的服务质量和鲁棒性，人们提出了许多边缘增强和移动性优化方案并制定了标准规范： 针对边缘数据传输，4G、5G先后提出了CoMP和Multi-TRP等关键技术。CoMP可以实现单基站下不同小区对单个用户进行相同或不同数据的发送与接收[2]。Multi-TRP可以通过多个TRP联合为单个用户进行相同或不同数据的发送与接收[3]。但是由于单个DU的用户规模/覆盖区域有限、DU间多TRP协作的动态效果受到通过CU进行跨DU操作的限制以及终端在DU间切换时造成的时延增加/数据中断，这种优化只以有限的增益提高了边缘性能，并带来了额外的系统复杂性。 针对移动性增强，5G引入了CHO、DAPS、LTM等技术，用于解决终端切换时的业务连续性和无损切换问题。CHO是将切换条件配置给UE，UE基于条件判定切换时机。DAPS是同时激活两套协议栈，从而实现切换过程中的数据传输无中断。LTM则通过L1/L2信令执行测量上报和小区切换，减少移动性延迟[3]。可见，CHO、DAPS和LTM都是对切换过程进行优化，并没有消除切换过程。终端在移动时仍需要执行切换操作，在小小区覆盖环境下将会更加频繁，由此增加了终端和网络的信令交互、以及终端和网络的耗电量，而小小区覆盖在6G中将会更为普遍。另外，这些增强的特性虽然提供了一定的增益，但是各有限制，而且要求终端具有对应的能力，导致终端的设计复杂度变大。 此外，基于C-RAN定义超级小区解决方案多次在业界被讨论。但考虑到基于现有技术的物理层设计，如终端基于PCI、C-RNTI的寻址方式等，超级小区的用户数上限只能是当前标准设计中可支持的最大用户数，这种方式不仅没有从根本解决现有无线网络的逻辑约束，反而又新增了“超级小区”这一层逻辑约束，带来了系统复杂度的增加。 综上可见，6G以前移动通信一直致力于基于蜂窝网基本架构进行增量式的修正，虽然引入了一些增强技术，起到了一定的性能增益，但是受限于基站侧小区和用户终端的强绑定关系，一方面不能从根本上解决问题，不能适用于所有终端；另一方面对基站和终端都引入了很大的复杂度，不利于设备成本和运营成本的维护。 1.3概念及目标 在6G时代呈现出了一些新趋势，新场景、新频段、新技术的驱动，使我们不得不重新重视、思考和拓展对以用户为中心的认识。在这个过程中，“用户”的内涵进一步拓展，包括手机等toC用户和行业应用、网络租户等toB用户/客户，涵盖内容提供和消费两端；“中心”则指向通过可定制网络使用户拥有一定自主权，通过网络基础设施（通道、算力、感知、智能等）开放为用户提供友好的网络交互和定制化，以及完善的用户体验评估体系。 以用户为中心的目标由来已久，从应用层，网络服务最终是端到端的用户需求满足，从物理层传输技术，最佳传输性能是不考虑蜂窝网限制的任意节点连接，但这两方面设想在5G网络中是无法实际满足的。要实现最终的端到端以用户为中心和物理层传输技术不受蜂窝网架构约束的最优化，需要对接入网进行逻辑重构。6GUCAN（UserCentricAccessNetwork，以用户为中心接入网络）是不受高层节点部署约束的，以用户和业务为中心，灵活组织网络节点和资源为用户服务的接入网络。UCAN将灵活适配用户和业务的需求，从初始就以用户的一致性体验（即UE在任何位置都可以按需得到资源进行上下行传输）为设计目标，避免复杂、冗余打补丁式的构造，遵循技术演进和产业化发展的规律进行系统架构和关键技术研究[4]。 UCAN的典型特征包括： 架构和组网方面，网络将为用户提供更高的自由度，支持基于用户画像的深度定制，不同用户和业务应用可对应不同网络架构组织和部署形式。网络长期跟踪维护用户上下文，感知、分析和智能预测与用户和业务有关的信息，从而细分和友好处理用户/终端的诉求，快速构建新业务和部署无线传输服务，提供高效的连接管理机制和拓扑自适应机制，例如基于用户意图驱动和用户兴趣感知。 资源方面，云计算、大数据、AI等新技术的发展，助力网络建立和维护对连接、算力、数