本文来自移动Labs。
6G是引领数字化转型和数字经济的基础技术，是集通信、计算、感知、AI等一体的全新多维能力服务体系，实现更立体的覆盖、更精准的定位、更可靠的安全、更深度的感知，6G网络需要支撑多样性的通信场景。基于5G无线网络做“减法”实现“至简”的6G无线网络，已经成为业界无线网络的主要研究方向之一。近日，移动Labs邀请到中国移动研究院未来研究所主任研究员孙军帅接受采访，围绕6G无线网络的研究进行探讨。
专|家|简|介
孙军帅
博士，中国移动研究院未来研究院主任研究员。2005年以来先后从事3G/4G/5G无线网络架构和功能，无线协议栈框架和功能相关的产品研发、新技术研究，以及相应的标准化与产业推动工作，目前主要从事面向至简、柔性、按需、智慧内生等特征的统一标准的6G无线网络架构和功能、协议栈框架和功能的研究工作。
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5G无线网络做“减法”--减刚性，增弹性
5G无线网络的信令控制和数据传输仍然沿用了4G以来的方式---终端在网络中的行为完全有无线信令控制，当UE有新的需求时，通过无线信令进行建立、修改或者释放；在每个传输时间间隔内，通过动态调度进行无线资源的分配。为了实现无线信令的精准控制，定义了庞杂的无线信令控制机制，包括多载波聚合、双/多连接、主/辅小区（集）、多层级的逻辑传输映射、移动性控制流程等。
上述刚性控制方式不是一蹴而就，是经过多年标准化推进逐渐积累而形成的，目的是更好的服务于用户。上述刚性控制方式对于无线网络服务于单一业务类型或者场景时是有效的；随着5G多样性业务类型或者场景需求的增加（5G初期提出了三种业务类型，5G-A中业界有扩展到六种业务类型的呼声），这种刚性控制方式因为灵活性不足，或者变化时需要复杂的信令控制，逐渐无法适应多样性业务或者场景服务的需要；这样直接导致5G无线网络的标准化中引入了多个补丁式解决方案，针对某一个场景提供一套解决方案，不同场景对应的解决方案之间的兼容性统一问题逐渐弱化，提高了网络研发和运维的成本。
从国内和国际上目前各个6G研究组织对6G场景的研究来看，6G服务的场景无论是数量，还是与社会结合的深度都远远超过5G时代。所以，在设计6G无线网络时，要解决的首要问题是：6G无线网络如何在统一的网络架构之上采用统一的功能定义或者部署方式服务于多样性的需求。针对上述问题，我们以5G无线网络作为演进的起点，提出了“减刚性，增弹性”的5G无线网络“减法”方法论。
5G无线网络做“减法”不是把无线网络需要承担的功能简单地删除了之，而是“减刚性”--降低无线信令刚性控制方式，比如通过信令配置多种候选选项，“增弹性”---在无线信令配置的多种候选选项基础上，根据终端业务传输的需要灵活选择所需的网络功能。通过降低无线网络的刚性控制，释放无线网络灵活控制的活力，从而为DICT深度融合驱动无线网络腾挪出更多的空间，比如通过内生AI的方式使能终端和网络在信令配置的候选集合中选择合适的配置选项服务于当下的数据传输，通过端到端QoS体系实现网络算力的按需分配等。
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6G无线网络的“至简”--至简架构，至强功能
6G作为数字经济的基础平台，6G无线网络网络需要支撑千行百业，满足多样差异的业务保障需求，6G无线网络需要在在统一架构下具有保障多样差异，网络轻量极简，功能按需部署，服务按需定制等灵活能力。
通过“减刚性”，形成适用于多样性业务保障需求的统一至简架构；通过“增弹性”，形成针对多样性业务保障需求的统一模式的至强功能。至简架构设计统一、开放、弹性、简洁的网络架构和协议框架，与至强功能提供服务按需、智慧内生、即插即用的网络和业务能力，共同构建网络与业务深度融合的6G无线网络。
图1 6G至简网络网络架构
至简网络架构以云-边两级架构为基本形态，网络以“云”为基座，分布式灵活部署，服务按需激活边侧多形态空口，极简无线功能，即插即用。即插即用空口调度，面向统一接口的极简无线功能单元打造生态开放的面向场景的定制化AP，实现网络灵活扩展；多级智能连接适配，快慢结合智能连接控制，DICT深度融合技术驱动面向精准QoS保障的多级连接控制。
至简协议框架定义两级协议功能，简化协议层，提高协议灵活性，IP直连空口实现按需的无线空口路由选择；信令批量化配置，一次配置，多次按需随路选择，精简协议流程。融合简化新协议栈，将协议层和协议功能原子化，量体裁衣，按需裁剪，使能网络轻量化。
基于至简架构，以用户为中心设计SOF(面向服务的网络功能)，实现无线网络至强功能，构建面向服务的柔性网络能力，实现按需定制网络服务；SOF按需部署，按需激活；面向QoS的共享连接按需提供可靠连接服务，网络与业务双向感知，构建面向服务的柔性网络功能，使能6G/5G平滑衔接。
图2面向QoS保障的6G至简协议栈框架
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6G无线网络的“至简”--使能的关键技术
6G至简无线网络是对无线网络架构、无线协议栈框架、无线协议功能定义的一次全新的探索。
➤无线网络架构方面，6G至简无线网络解决方案融合与云化体系框架的算力，面向数据传输的多样性、突发性、多域性、高可靠性等特征，突破5G无线网络架构的逻辑约束，设计面向服务的无线网络至简架构和柔性功能，使能无线网络具有针对多样性需求提供按需服务的能力。基于云化体系框架，设计了协议层之间的交互机制，提升了数据的传输效率，初步使能无线网络的确定性数据传输能力。
➤无线协议栈框架方面，6G至简无线网络解决方案研究了按需灵活映射的无线承载体系和算网融合的无线QoS体系，使能无线网络针对每个数据包的QoS感知和保障计算融合到无线承载模型定义中。无线网络协议是无线承载在网络中的功能体现，通过无线网络算力的支撑使能无线网络服务于用户。通过把数据的QoS保障需求与协议功能融合设计，使能以QoS保障为目标把QoS保障能力与网络算力统一在无线网络中，从而实现了以QoS保障特征值为目标的端到端通信资源优化分配。
➤无线协议功能定义方面，针对用户和小区强绑定逻辑关系导致针对用户区分主辅小区的问题，构建用户扁平化小区模型，使能服务于同一个用户的所有小区无主辅区分，完全根据用户在每个小区内的无线传输质量，用户需要传输的数据数量和QoS保障需求，以及小区本身的负载决定一定调度周期内服务于该用户的小区，从而实现无线资源最优化分配。基于扁平化小区模型，用户和小区之间通过QoS化无线承载进行直接连接。QoS化无线承载是以MAC层为锚点，面向QoS保障需求的数据传输通道或者连接方式（全部由传输层完成数据传输时的QoS保障）。在跨层直连无线承载的基础上，进一步把面向连接的承载演进成面向QoS保障的连接方式。QoS化无线承载是指按照数据传输时所需的QoS保障特征值对数据包进行归类，形成若干个QoS保障特征值相同的数据流，以及与每一个数据流对应的若干种正交的QoS保障等级，每种QoS保障等级对应着一种连接方式。每个QoS等级所标识的数据传输保障要求内生融合到发送端和接收端之间的连接方式上。QoS化无线承载以QoS的形式确保了MAC层和其上层之间数据传输的可靠性和确定性；二者之间无需一定通过无线信令建立无线链路，只要能满足QoS要求的连接形式都可以使用，实现了按需灵活多样的承载选择。
6G至简无线网络解决方案中提出了全新的面向服务功能的SOF协议栈架构方案。基于扁平化小区模型，构建集合映射无线承载、跨层直连无线承载和QoS化无线承载，以及基于IP流的无线QoS架构和AI驱动的无线QoS架构等多种关键功能实例，SOF方案实现了UE移动时趋于零的切换频度，极大地降低了信令开销，实现了鲁棒的连接。SOF方案基于DICT深度融合，充分利用IT和DT的算力和安全机制，实现了算力内生和安全内生。SOF方案突破4G/5G时代以来的协议栈架构窠臼，面向云技术和全场景需求全新设计了协议栈架构，形成了无线管“总”、云端MAC管“快”、边端MAC管“准”、UP面管“（随路按）需”的多级融合控制体系，使能无线网络以统一标准的协议栈架构接纳按需功能服务的多样性终端，成为“万物移动互联”的基础设施。
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产学研合力，携手推进标准统一的6G无线网络
在6G的研究中，无线网络的深度变革已经成为业界共识之一，各种创新性的观点或者方案通过论文、白皮书、技术趋势报告等方式发表。作为移动通信中最基本，最重要的一部分，无线网络必然也必须是标准统一的网络。
孙军帅表示，中国移动作为世界上6G研究实力最强的公司之一，我们率先在业界提出了“至简、柔性、按需、智慧内生”的6G网络愿景，并用实践行动践行之。6G至简网络网络解决方案是这一践行的成果之一，至简---无线网络架构至简，协议层之间的逻辑约束关系至简，无线连接或者无线链路至简。柔性---网络服务柔性扩展，协议栈功能柔性运行，即插即用柔性连接。按需---按需网络服务，按需协议栈功能，按需无线资源控制。智慧内生---AI算法分割本地化、数据本地化、智能控制本地化。
至简的网络架构、协议功能和连接是无线网络基础，是无线云网络中“静态”部分：一次建立，全场景可用。
柔性的网络服务、协议功能和连接是无线网络能力，是无线云网络中“半静态”部分：一次建立，按需修改，多场景可用。
按需的网络服务、协议功能和连接是无线网络应用，是无线云网络中“动态”部分：按需激活，动态释放，一场景一服务。
智慧内生助力无线网络至简，驱动无线网络柔性，增强无线网络按需服务，为实现“架构至简，功能至强”提供算法支撑。
标准化研究：中国移动积极参与了IMT-2030与CCSA等行业组织中的无线网络相关的研究项目，并牵头了IMT-2030中无线网络架构和功能项目的研究工作。
孙军帅表示，面向最快2025年6G启动标准化的时间点，我们期待与产业界和学术界尽早在无线网络架构和协议栈框架上形成一致的方案，为在全球标准中体现中国力量奠定基础。
