6G智简网络架构及关键技术

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2025-11-17 11:18
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移动通信网络已成为现代社会不可或缺的基础设施。面对6G时代日益复杂的业务需求与网络架构,智简网络的理念应运而生,旨在破解功能冗余、运维低效等难题,推动网络向通感算智深度融合演进。本文聚焦于智简网络的设计理念,提出通过架构重构与技术革新,打造功能简约、智能内生、灵活高效的新型网络。具体的,首先分析了6G网络的驱动力,包括业务发展需求、网络运维痛点、AI技术引入的挑战。针对上述挑战,提出智简网络架构和四大特征:从多能力烟囱式部署到通感算智多能力一体融合、从单一服务到通感算智多能力差异化服务、从外挂式AI到内生式AI,以及网络运维从事后高成本处理到事前低成本干预。基于以上架构,详细阐述了智简网络的关键技术,包括通算资源统一管理、服务化RAN、内生AI以及网络数字孪生。这些技术为6G网络的高效、智能、灵活运行提供了有力支撑。

6G网络演进的驱动力

技术演进与业务需求双轮驱动移动通信网络发展。6G“数字孪生、智慧泛在”的愿景推动网络向智能化演进,其发展根本动因主要来自以下三方面:

一是业务发展。ToB行业需求愈发呈现出定制化、碎片化的特征,对带宽、时延、可靠性、定位及计算等能力提出高度个性化的要求。现有网络架构和功能相对固化,难以敏捷、经济地适配多样场景,导致部署周期长、成本高、效率低的问题,亟需通过网络能力与服务的模块化、灵活组装和按需供给,以敏捷、经济、高效的方式响应行业需求。

二是网络运维。5G网络功能复杂、参数繁多,依赖大量人工运维,效率低下;专用设备堆叠导致资源难以跨域共享与按需分配,从而推高建设与运维成本,制约新业务快速部署。6G需通过架构层面的根本性设计解决复杂性和高成本的问题。

三是AI的引入。AI在运维中潜力巨大,但AI模型训练与部署的效率和效果受限于数据获取、治理及跨厂商互通。面向6G,“智”需从运维态延伸至运行态,实现感知-决策-执行的闭环自治,并推动通信、感知、计算与AI能力的内生融合与一体化设计,避免外挂叠加带来的低效问题。

6G智简网络

6G智简网络架构以云化为底座、端到端服务化为基因、内生AI为智能引擎、数字孪生为低成本预验证支持,通过功能的模块化与灵活调用、服务的高效与智能编排管控,以最小的功能集按需适配碎片化、个性化业务需求。该架构旨在打造通感算智一体融合的综合能力体系,满足更加丰富的场景需求。如图1所示,6G智简网络架构通过四大关键设计转变,构建更加智能、高效、灵活的网络体系,以更好的支撑通感算智深度融合。

图1 6G智简网络架构

转变1:从烟囱式堆叠到平台化共享:打破专用设备孤岛,通过异构硬件云化与算力池化,实现资源统一管理与按需调度,支撑通感算智融合的弹性、低时延需求。

转变2:从单一式服务到可定制服务:5G虽引入服务化架构与网络切片,但其核心理念未延伸至RAN,仍依赖频率隔离和空口配置,难以满足多样化需求。6G需实现端到端服务化,支持通感算智多维能力的定义与协同编排,通过灵活组合网络功能,提供按需定制的差异化服务。

转变3:从外挂式AI到内生式AI:智能应用需求呈现更加多样化和复杂化的特点。需推动AI深度融入网络架构,提供数据、算力、算法与网络功能一体化的内生AI环境,支持AI全生命周期运行,实现感知-决策-执行闭环。

转变4:从事后高成本运维到事前低成本干预:网络数字孪生可构建虚拟化预验证环境,实现网络状态预测与AI决策仿真。通过预测性维护,提前识别潜在故障并自动干预,推动运维从“事后修复”向“事前预防”转变。

6G智简网络关键技术

为实现6G网络中的智简,需要重点突破通算资源统一管理、服务化RAN、内生AI和网络数字孪生等关键技术。

(一)通算资源统一管理

计算、AI、感知等能力是6G网络核心能力要素,云原生基站凭借灵活可编程特性,为多能力协同提供基础。需构建云化异构资源统一管理框架,实现对算力资源的全生命周期统一调度,提高利用率。通过抢占式调度与高实时内核,实现微秒级时延,满足工业控制等高实时需求;采用软硬件协同优化,支持400MHz大带宽处理,保障高清视频、XR等业务;突破对象化软件管理方案限制,实现资源池化共享与自动化运维。

(二)服务化RAN

6G将通感算智能力以服务的形式灵活引入到RAN,并通过服务化接口按需调用,实现功能可插拔与网络可定制。支持面向场景需求按需组合多个服务,构建出不同的网络功能。作为RAN迈向服务化的第一步,RAN能力开放框架存在两种发展路径。

路径一:延续式开放

选项1:RAN能力经核心网NEF间接开放,RAN与NEF间通过服务化接口交互;选项2:RAN侧引入能力开放功能,直接对接应用使能层。

路径二:定制化开放

突破NEF单一入口,支持RAN、UE及第三方通过CAPIF-4接口将能力直注册至CAPIF core function;引入意图驱动智能编排,自动组合多源能力并封装为高层API,降低调用门槛,提升业务需求与能力的匹配度。

(三)内生AI

在6G智简网络中,通过通算数智融合的编管控技术,实现AI业务需求到网络资源的映射,满足多样化的AI服务需求。

AI服务编排:专注于大规模时间尺度下批量任务处理,致力于实现快速部署AI服务。依据AI需求和执行逻辑,对网络中的AI功能进行合理组合,形成完整的AI服务。

AI任务管理:针对小时间尺度下的单个任务,关注于保障单个用户的AI服务质量。考虑通信、计算、数据与智能各环节的耦合性,进行精准调度。

AI多维资源控制:聚焦于实时控制网络中的连接、计算、数据和模型四要素资源,确保每个环节的执行符合通信时延、计算时延等关键指标要求。

(四)网络数字孪生

网络数字孪生通过构建物理网络的高精度虚拟映射,为6G智简网络的智能运维与AI决策预验证提供关键支撑:

1)高效数据采集与生成:快速获取设备状态、流量、用户行为等多维数据,保障虚实同步;

2)高精度孪生建模:融合注意力机制与神经网络,精准刻画网络时空特性;引入扩散模型实现多DT模型协同优化,在有限资源下提升建模精度与效率;

3)智能编排与管理:采用多模态解析技术,将任务分解为数据、模型与算力需求,结合网络拓扑进行自动化部署,实现闭环动态管理;

4)高性能仿真与预验证:在虚拟环境中仿真AI策略与网络行为,提前预测性能变化,验证决策可行性,规避现网风险。

结论

6G智简网络并非简单的能力叠加或性能提升,而是“化繁为简、以智驭简”的系统性架构重塑。通过构建以云化为底座、端到端服务化为基因、内生AI为智能引擎的新型网络架构,6G可实现从传统通信网络向智能服务平台的本质跨越。通过通算资源统一管理、服务化RAN、内生AI以及网络数字孪生等关键技术,6G网络将实现更加智能、高效、灵活的运行,有效解决5G网络复杂度高、能耗大、对业务适应能力弱等行业痛点。

THE END
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