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面向未来6G网络的智能管控架构与关键技术

一、引言

当前5G（the5thGeneration）移动通信正逐步商用化。

同时，通信网络向着一体化融合网络发展，其泛在化、社会

化、智慧化、情境化等新型应用形态与模式，导致现有5G

网络技术在信息广度、速度及深度上难以满足“网络资源随

需即用”的要求。因此，6G（the6thGeneration）网络研究逐

步开展。“网络随需即用”是对网络管控的重大挑战，当前

以人工为主的策略式管理控制方案将难以满足网络的高度

弹性和动态要求。本文基于未来6G网络的需求，研究未来

网络的智能管控架构和关键技术，旨在为未来的6G网络的

无线侧和核心侧的网络资源调度、业务质量保障提供可参考

的解决方案。

二、6G网络管控需求

（一）16G网络发展愿景

2019年6月6日，工业和信息化部向中国电信、中国移

动、中国联通、中国广电发放了5G商用牌照，中国正式进

入5G商用元年，其支持的应用涵盖增强型移动宽带

（enhancedMobileBroadBand,eMBB）、超可靠低时延通信

（ultraReliableLowLatencyCommunications,uRLLC）以及大规模

机器通信（massiveMachineTypeCommunication,mMTC）三大

应用场景。然而，5G网络的三种应用场景难以同时实现，网

络资源的弹性配置能力较弱，远不能满足未来的超高带宽、

超密连接、超低时延需求。为了解决这些问题，6G技术被提

上了日程。

6G网络的愿景是实现泛在无线智能。在人工智能（Arti

ficialIntelligence,AI）理论、新兴材料和集成天线相关技术的

驱动下，6G的长期演进将产生新突破，甚至构建新世界。特

别是，6G定义中包含三个维度的内容：即移动超宽带、超级

物联网和人工智能。其中，机器学习（MachineLearning，ML）

技术是人工智能的有希望的候选技术。通过上述技术，目标

是实现人、机、物、灵（Genie）四元空间的深度融合与应用，

其中Genie基于实时采集的大量数据和高效机器学习技术，

完成用户意图的获取以及决策的制定。相对现有的5G网络

三大应用场景，6G将提升各方面的性能，包括1Tbps峰值速

率，1Gbps的用户体验速率，低于50微秒的时延，每公里范

围内100万连接数，1Gbps/m2的吞吐量密度，此外，在计

算效率和频谱效率上分别提升100倍和10倍，如下图1所

示。

未来6G将更加侧重于以人类个性化需求为中心，立足

陆地、拥抱海洋、谋划空天，通过天基网络、海基网络、陆

基网络相互协作融合，形成覆盖全球范围的高精度和高可靠

性网络，为人类提供无处不在、无时不在、无人不在和无事

不在的信息基础设施。

为了实现6G的“网络资源随需即用”，需要依托自主计

算和人工智能技术，构建完整的面向人、机、物融合的全析

网络架构，实现对主客观信息的全面解析。为了支撑这些网

络架构下的业务的服务质量（QualityofService，QoS）和用户

体验质量（QualityofExperience，QoE），亟需主动的、智能的、

可靠的网络弹性资源调度技术，这就对网络的管控技术提出

了更高的要求。

（二）6G网络智能管控需求分析

伴随着网络架构的不断演进，网络结构越来越复杂，网

络节点数量呈指数级增长，网络管理技术也在不断发展。为

了提升网络管理的效率，降低运营支出成本，基于自主计算

的网络管控成为了一种有效的解决方案。

从网络管控的相关技术来看，6G网络管理的需求是将传

统集中、局部、层次式的网络管理与调度演进至人、机、物

融合的三元网络协同管理，支持边缘智能和适配优化，实现

全网资源的多级协同调度。为了实现智慧连接，复杂庞大的

6G网络需要智能化管控。依据6G的愿景和网络特征，6G

网络的管控需求主要体现在如下几个方面：

1．全景数据感知、分析和处理的需求

6G网络业务要实现随心所想的服务，需要构建包含主观

和客观世界的全景数据模型。一方面需要完成人的主观意图

的感知和解析，提出可行的人机接口数据交换机制；另一方

面，需要完成对现有网络环境的全面快速感知、分析和处理。

2．自适应的资源主动调度需求