6G 无线网络开放与云化技术 白皮书 中关村泛联移动通信技术创新应用研究院 中国移动研究院 北京佰才邦技术股份有限公司 京信网络系统股份有限公司 联想移动通信科技有限公司 2022 年 12 月 前 言 本白皮书旨在分析 6G 无线网络向开放与云化演进的驱动力、历程与演进理 念，并针对相关关键技术趋势及挑战进行剖析。希望能够为产业在研究与设计 6G 开放云化无线网络相关技术、产品和解决方案时提供参考。 6G 无线网络是 6G 体系架构中的关键一环，其发展与演进既要顺应创新型社会、碳达峰 碳中和、数字化转型等时代变革的要求，与国家战略高度契合；又要考虑智能化、灵活性、 能力融合、产业发展等诸多新的技术、产业驱动因素的需求。从发展方向来看，6G 无线网络 将从传统的移动通信网络逐步转变为通信、计算、大数据、感知、AI、安全一体融合的新型 6G 移动信息网络，开放与云化将成为未来无线网络演进的重要趋势。 驱动经济发展。 6G 技术本身就是一系列面向未来的广泛、深入、系统的技术创新探索。不同于传统移动 通信技术，以基站为代表的 6G 无线网络将不再仅仅是一种通信设备，而是与水电、交通、 能源等设施类似的新型信息基础设施平台。基于云化技术和开放理念，6G 无线网络可以深度 融合通信、计算、感知、智能等多种能力，从而面向整个社会打造的一个开放、智能、绿色 2 的技术创新基座，成为移动互联网、

方式及路径，并可以面向不同客户提供不同类型的网 络能力开放。 方式 1：MEP通过无线侧的接口获取 5G RAN侧能 力或配置权限，并将其通过 ETSI MP1接口开放给应用 程序，为客户应用提供基于无线网络能力的协同。 方式 2：MEP 与 UPF 通过 ETSI MP2 接口对接，获 取核心网用户面的网络能力及配置权限，并将其通过 ETSI MP1 接口开放给应用程序，为客户应用提供基于 核心网能力的协同。 3 无线网络能力开放协同方案 3.1 开放的无线网络能力 运营商应可以面向 ME APP 应用或者行业客户提 供与边缘业务用户终端及基站相关的无线网络能力 开放，所开放的能力一般包括无线网络信息服务（Ra⁃ dio Network Information Service，RNIS）、位置服务（Lo⁃ cation Based Service，LBS）等。 3.1.1 无线网络信息服务 的方式，获得边缘终端移动性相关的无线网络信息， 从而更好地为终端及业务提供服务，可提供的信息主 要包括以下内容。 a）与用户数据平面相关的无线网络测量和统计 信息。 b）与 MEC 业务关联的小区所服务的终端相关信 息（例如终端上下文和无线接入承载信息）。 c）与 MEC 业务关联的小区所服务的终端相关信 息的更改等。 d）最新的关于无线网络状态的信息。 3.1.2 位置服务

术以其特有的移动性，高带宽，低时延高可靠，广连接等优势，有望成为支撑行业应用的重要基础设施。 工业领域的产值规模巨大，在智能制造升级的变革中，传统有 线网络难以满足协同制造，柔性生产的要求，无线网络的优势 开始浮现。机器视觉、自动搬运车、协作机械臂等应用和 5G 网络紧密结合，极大提升生产效率，降低了产品成本，是工业 制造领域极具价值的应用。 在智能电网的发展过程中，电力通信网作为智能电网的重要基 现了无人集卡、岸桥远控、智能理货等多个应用场景，5G 网络 都在其中发挥着重要的作用。 采矿行业目前正进行着信息化的转型升级，智能矿山，无人矿 山是其发展目标。矿山的生产环境恶劣，需要一个高效可靠的 无线网络，使能矿山的人员和设备全面互联，提升作业效率， 保障安全生产。 工业 电力 港口 矿业 2 垂直行业对 5G 网络带来新的挑战 垂直行业对 5G 网络带来新的挑战 精准无线解决方案 恰当应用无线网络功能，合理分配无 线资源，并且持续根据运行状态进行调整，才能实现既保障业务体验，又有较高的无线资 源利用效率，使 5G 行业专网具备必要的商用竞争力。 图 3-2 精准业务保障需要的六大能力 5 精准规划 行业应用场景广泛，业务种类繁多，对网络性能指标提出了超高的标准，需要针对性地进行网络能力的设计和匹配。 网络能力设计 极致的可靠性和时延能力对应无线网络的物理层增

........................................................................................ 35 6.6 无线网络问题智能分拣，提升运维效率 .................................................................................... Telekom：将自智网络升级为公司级4大战略之一，发布了“minimum-to- 3 none”的少人化/无人化的自智网络愿景，致力于成为自智网络先锋。目前聚焦家宽体验保障、 无线节能优化、无线故障处理、无线网络优化等高价值场景。 Orange: 自智网络是集团“Lead The Future 2030”战略的5个重点工作之一。明确了 向自智网络L4演进的目标，目前聚焦网络变更、故障管理等高价值场景。 实施里程碑：开发建设计划，项目进度管理。 以无线网络优化高价值场景为例，L4目标态设计如下图所示。 图9 无线网络优化L4目标态设计示例 16 （2）高价值场景解决方案 对OSS层、设备网管、网元各层的功能要求进行细化，各层输出详细的技术解决方案，并 对流程、数据、AI提出明确需求。 以无线网络优化场景为例，高价值场景解决方案如下图所示：

......................... 27 表 目 录 表 1 大规模无线网络覆盖优化问题 ..................................................... 7 表 2 无线网络中多用户调度问题 .................................................... 阵，经典计算机求解复杂度虽然多项式级增长，但也带来极大处理 时延、资源消耗与功率消耗，相对与目前 5G 基站能耗来说更加不 可持续。 在网络优化方面，传统的网络拓扑优化、路由优化和无线网络 优化都随着通感算智融合与新技术引入而变得复杂。其中，无线网 络优化进一步细分为网络覆盖优化、网络容量优化和网络能效优化 等，属于典型的组合优化问题，目前经典计算（算法）通常采用元 启发式 等。网络异常检测包括流量异常检测（如用于安全风险评估）、用 户行为异常检测、设备异常检测、干扰检测、质差小区检测等。网 络优化决策包括业务参数配置、网络参数配置、流量调度与均衡、 无线网络资源分配、用户调度等。这些通常基于预测类模型、检测 类模型和决策类模型来实现。更重要的是，为了避免模型碎片化， 可能需要构建移动网络 AI 大模型，以适应更多场景。但 AI 大模型 的引入带来了极大的模型训练与推理资源开销。

30 4.5 能效优化案例：无线网络能效优化和SPN能效优化 32 3.3.1 解决方案 24 4.5.1 无线网络能效优化 32 创新服务。在航空应急、交 通巡检、物流运输等领域，低空经济的应用场景不断丰富，为运营商提供了新的业绩增长点。特别是无人机物流和巡检 市场，市场规模巨大，有望为运营商带来显著的收入增长。 随着无线网络从传统地面覆盖向地面与低空的三维立体覆盖转变，低空运维能力面临新的挑战。由于低空目标体积 小、飞行高度低，加之电磁环境复杂，这些因素对网络规划和维护提出了更高要求。因此，需要发展更加精准的仿真，

自学习、自适应之类功能的表征，包括资源要素、互联互通、 融合共享、系统集成和新兴业态等 5 层智能化要求。 （1）资源要素是指企业从事生产时所需要使用的资源 或工具及其数字化模型所在的层级； （2）互联互通是指通过有线或无线网络、通信协议与 接口，实现资源要素之间的数据传递与参数语义交换的层级； （3）融合共享是指在互联互通的基础上，利用云计算、 大数据等新一代信息通信技术，实现信息协同共享的层级； （4）系统集成是指企业实现智能制造过程中的装备、 智能运维服务标准。推动状态检测、寿命预测、运维决策等标准研制。 网络协同制造标准。推动平台技术要求、网络协同生产等标准研制。 产销一体化运营标准。推动运营总体架构、平台技术要求等标准研制。 7. 工业网络标准 主要包括工业无线网络、工业有线网络、工业网络融合 和工业网络资源管理等 4 个部分，如图 11 所示。主要用于 满足智能制造环境中低时延、高可靠等网络需求，实现工业 网络架构下不同层级和异构网络之间的组网，规范网络地址、 涉及无线电频率使用的，还应当符合相关频率使用规划和有 关政策规定，以及无线电发射设备射频技术指标等要求。 图 11 工业网络标准子体系 工业无线网络标准主要包括无线局域网（WLAN）、无 线可寻址远程传感器高速通道（WirelessHART）、用于工厂 自动化/过程自动化的工业无线网络（WIA-FA/PA）、窄带物 联网（NB-IoT）、5G 应用、北斗应用等标准。工业有线网 26 络标准主要包括现场总线、工业以太网、工业无源光纤网络

性能提出了更高要求，促使无线网络向云原生、AI 内生、智简 可编程等方向演进。当前体系架构难以适应技术发展趋势，主要体现在以下几方面： 移动通信网元软件架构无法支持未来网络异构化及服务多样化：电信网元自身的软件架构变革 程度不高，未能充分利用缓存、消息队列、数据库、编排自动化等中间件能力，无法支持灵活快速 部署、弹性伸缩和高效管理，限制了无线网络提供差异化、高性能业务的能力； 无线网络内生设计需求：未来 网络对云原生、智能化、安全、编排管理等具备内生设计需 求，网络架构需要从烟囱式的协议栈架构转为基于服务的架构，促进云网在部署、架构和业务上的 深度融合； 构建无线网络开放生态的需求：当前 RAN 架构无法支持能力开放和可编程，6G 无线网络需做 出变革，来满足服务提供商、应用程序开发商、终端用户（包括消费者和垂直用户）对模块化架构、 开放系统和解决方案的需求。 基于此，需要对现有 RAN 架构进行改进或重构，以实现 线和设计准则：  微服务化 RAN 的演进不能一蹴而就，需充分结合业务特征和需求，进行针对性的研究，因 此微服务化 RAN 设计方案要支持按需按序的迭代演进；  微服务化 RAN 涉及无线网络功能的模块化切分，服务功能定义和划分需要高效低耦合，网 络功能间交互流程简洁可重用，最终实现端到端统一的微服务化框架以及管理编排框架；  微服务化 RAN 需实现控制功能与执行功能分离，处理流程与数据存储分离（支持“无状态”

智慧园区传输网络的设计·················································································· 26 3.5.1 有线和无线网络··························································································· 26 3.5 0（互联城市、无线城市）：建设并实 现了城市全方位信息的互联，并将这种信息化互联应用到几乎所有行业；3.0（感知 智慧城市）：将物联网技术应用于前端高覆盖、大数据量的数据感知和采集，运用 4G、ZigBee、Wifi、蓝牙等无线网络技术和光纤等有线网络技术实现数据的传输， 运用云计算实现信息的高共享，运用大数据技术实现系统后端数据的海量存储、处 理和数据挖掘。我国自 2013 年起，开始了智慧城市的建设和试点工作，截止 2015 共享，并如何 更好地利用这些数据的问题，为智慧城市和智慧园区建设中的数据挖掘技术提供建 议；孙鸿昌、王升军、王枚、徐宝华等[20-21]学者提出了 ZigBee 技术在智慧家居、智 慧园区的无线网络解决方案；黄凯奇、陈晓棠、康运锋、谭铁牛、李钥等 [22-23]学者 提出了智慧视频和智慧视频所涉及到的算法。 当前，我国智慧园区建设中存在着数据碎片程度高、安全脆弱、设计局限程度 高、智慧

二级交换接入网络：采用 1000Mbps 以上工业以太 网；重要的生产控制环节具有冗余功能 现场查验，1 处不符 合扣 2 分 4 无线网络：井上井下采用 4G／5G／Wi-Fi 6 等主流 无线通信技术，满足无线通信要求；实现无线网络 与工业以太网融合，具有断链保活功能；无线网络 满足主辅运输巷、主要行人巷、综采工作面、掘进 工作面等区域应用 现场查验，1 处不符 合扣 2 分 6 地面骨干网络：具有与矿山井下主干网络、矿山接 通 现场查验，1 处不符合 扣 1.5 分 3 无线网络：井上井下采用 4G／5G／Wi-Fi 6 等主流 无线通信技术，满足无线通信要求；同时与有线网 络互联互通；无线网络覆盖掘进工作面 现场查验，1 处不符合 扣 2 分 8 地面骨干网络：具有与矿山井下主干网络、矿山接 入网络的以太网接口；具备万兆骨干、千兆汇聚、 百兆到桌面；无线网络覆盖掘进工作面等区域 现场查验，1 处不符合 扣 3 4G／5G／Wi-Fi 6 主流无线通信 技术，实现工作面全覆盖；同时与有线网络互联 互通 现场查验，1 处不符 合扣 1.5 分 3 无线网络：井上井下采用 4G／5G／Wi-Fi 6 等主 流无线通信技术，满足无线通信要求；同时与有 线网络互联互通；无线网络覆盖综采工作面 现场查验，1 处不符 合扣 2 分 8 地面骨干网络：具有与矿山井下主干网络、矿山 现场查验，1 处不符 9 项目名称