网络架构向6G的演进

V1.0 ngmn.org 网络架构向6G的演变由NGMN联盟 对于公共文件（P）：© 2025 Next Generation Mobile Networks Alliance e.V. 版权所有。未经Next Generation Mobile Networks Alliance e.V.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 NGMN Alliance e.V. 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 内容 摘要：Executive Summary��������������������������� 因素影响建筑演变 ������������������������8 2.1 解决5G的差距和局限性........................................................................................82.2 支持新的场景和需求.............................................................................................92.3 适应潜在RAN变化.................................................................................................92.4 融合新兴技术趋势.................................................................................................10 036G网络架构设计原则 �����������������11 04���������������������������������������������������������������������������13挑战与前进之路 0506参考文献：15缩略语列表�������������������������������4.1 挑战������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������13 4.2 标准化考虑因素 �����������������������������������������������������������������������������������������������13 4.3 下一步行动������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������13 致谢������������������������������������� 管理摘要 挑战： 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 ключевыефакторы、设计原理以及挑战。 •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。 前进方向： 关键发现： •促进整个行业内的协作和对齐至关重要。 • 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。 •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。 •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。 • 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。 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。 • 支持新场景： 6G应支持演进的IMT-2030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）。 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的《“6G立场声明：运营商视角”》[1]设想，6G是通信网络到2030年代的优雅演进，为用户提供引人入胜的新服务和能力。历史上，网络架构在塑造整个移动系统的效率和潜力方面发挥了关键作用。许多人认为，在6G时代，新兴的服务和场景将推动对网络架构日益增长的需求，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网络架构的设计和明确迁移策略是标准化过程的基础。 成员们已开始针对网络架构向6G演进的研究。此外，NGMN对其董事会成员进行了一项调查，以收集他们对6G架构演进关键领域的看法。 基于这些研究和调查结果的洞察，本出版物旨在引导行业重新思考6G网络的价值和需求，以期在关键方面促成早期共识。鉴于网络架构主题的广泛范围和在有限时间内达成共识的挑战，本文件主要关注选定的领域，重点关注核心网络视角。它包括从5G学到的经验教训、由新的服务需求驱动的架构演变动力、对新空气接口和RAN技术趋势的支持、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架构的共有愿景上达成一致，促进标准和生态系统发展的协调方法。 然而，关于6G网络架构的共识尚未达成。NGMN移动网络运营商成员目前处于各自4G和5G网络演进的不同阶段。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。 这种MNO（移动网络运营商）间的异质性，对最适合6G演进路径提出了多样化的观点。考虑的选项包括采用全新的6G核心，扩展和增强现有的5G核心，甚至将4G EPC的元素集成到混合核心中。这些挑战与在5G标准化过程中遇到的挑战相呼应，其中多样化的迁移选项（NSA和SA）引入了显著的复杂性。在需要在灵活性、满足运营商之间不同水平的5G网络演进需求，以及确保6G的简单性之间找到适当的平衡，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网络架构的适当时机，许多人强调在3GPP标准化之前实现一致性的紧迫性。为此，NGMN MNO成员与NGMN的供应商合作伙伴和学术界合作， 02影响因素影响建筑演变 2.1 解决5G的差距与限制 由于大规模MIMO天线部署、波束成形以及高频段和宽频带的运营，无线系统中存在挑战。此外，为了支持对时延敏感的服务，5G网络允许将用户面和计算能力放置在边缘，这因为额外的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的兴起，其承诺提供更高的数据速率、更低的延迟、更广泛的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的关注点，并需要采取额外措施来降低整体能耗。 5G网络架构与之前的几代相比实现了显著的跨越，其采用的服务化架构（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持续带来显著的进步，但仍可能存在需要解决的差距。从移动网络运营商（MNO）的角度来看，网络复杂性、与旧系统的集成复杂性以及能源效率被认为是现有5G网络中的前三大关注点，而覆盖范围、漫游和可扩展性也被强调为需要关注的议题。 覆盖范围和远程地区的连通性 几个运营原因（例如部署限制、无线电传播特性、共享基础设施的复杂性）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的连接体验。 网络复杂性 5G支持更多的无线接入技术（RATs）、新的频段组合、网络切片和不同的功能。网络的复杂性不仅源自先进的4G和5G网络，还源自整合遗留系统和与其他系统互操作的相关挑战。5G引入了若干种互操作架构选项（例如SA、NSA）。一些标准化的互操作架构选项在实际中尚未得到实施，而标准化和/或实施的不同选择可能导致更平滑的迁移到SA。这样的不同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的复杂性。如果出现一个新的6G核心，这种复杂性将进一步放大，并且这种新的复杂性需要得到辩明。应该尽可能考虑减少复杂性。 美国小企业管理局（SBA）和云原生支持 5GC（核心）包含混合了SBA API和传统的点对点协议，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实现中的应用。 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设备的长期使用寿命，漫游架构的变更需要仔细考虑。与之前的世代不同，5G的会话管理信令 能源效率 尽管5G带来了显著进步，5G的推广也揭示了能源消耗问题。 在移动网络和核心网络之间，以及在无线接入网（RAN）和核心网络之间的路由被转发至家庭会话管理功能（SMF）。对于6G的N1和N2接口的任何演进，若导致漫游接口存在差异，需要在考虑潜在5GC漫游协议的重用性时进行考量。 弹性（56%），网络与计算之间的协调（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，这些要求中的任何一个都不需要对现有的网络架构进行根本性的改变。 新的空中接口 NGMN承认了在6G空中接口中提高效率和降低成本的潜在益处。然而，这些进步必须与现有的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。部署新的6G无线电接入技术（RAT）将因为需要管理多个RAT而显著增加网络架构的复杂性。然而，支持双连接以及潜在的同RAT频谱共享将有助于提高数据速率。新的创新应优先考虑减少操作和技术复杂性。 IMT-2030 情景与能力 未来网络架构需要考虑如何有效支持IMT-2030使用场景、功能和需求的发展变化。ITU-R对于2030及以后时期的IMT框架[7]扩大了IMT-2020中定义的三个使用场景，并引入了三个新场景：无处不在的连接、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的关键领域将IMT-2020中的九个功能扩展到十五个：覆盖范围、与传感相关的功能、与人工智能相关的功能、可持续性、互操作性和定位。 尽管一些移动网络运营商（MNOs）主张保留现有的空中接口技术，许多MNOs建议新6G空中接口应着重于在关键领域相较于5G高级版提供实质性的改进，包括提高频谱效率、ISAC以