段曉東，孫滔

面向融合、智慧、低碳的5G技術(shù)演進(jìn)

段曉東，孫滔

（中國移動(dòng)通信有限公司研究院，北京 100053）

隨著5G部署規(guī)模的擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)界對(duì)5G演進(jìn)的關(guān)注度持續(xù)提升。5G演進(jìn)既是現(xiàn)有5G技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，也是5G向6G的過渡。2021年4月，3GPP將5G演進(jìn)命名為“5G-Advanced”。介紹了5G演進(jìn)的節(jié)奏，歸納了5G技術(shù)發(fā)展至今的狀態(tài)，展望了5G演進(jìn)的方向，提出了以“融合”“智慧”“低碳”3個(gè)特征為代表的5G演進(jìn)趨勢。重點(diǎn)介紹了多媒體增強(qiáng)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合、網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析等5G演進(jìn)方向。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，指出了5G演進(jìn)過程中系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

5G演進(jìn)；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)融合

0 引言

在全球產(chǎn)業(yè)界的持續(xù)努力以及各地政府的支持下，在全球，尤其是中國，5G部署和應(yīng)用快速發(fā)展。截至2021年年底，中國已建成全球規(guī)模最大的5G獨(dú)立組網(wǎng)（5G SA）網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)全面覆蓋、行政村基本覆蓋、重點(diǎn)應(yīng)用場景深度覆蓋[1]。中國5G基站數(shù)量為142.5萬個(gè)，占全球5G基站數(shù)量的70%，5G移動(dòng)電話用戶達(dá)到3.55億戶[2]，占全球5G用戶數(shù)的80%。5G行業(yè)應(yīng)用也發(fā)展迅速，2021年第四屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽，征集了近7 000家公司的超過1.2萬個(gè)項(xiàng)目?！?G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”在建項(xiàng)目超過2 000個(gè)，涉及遠(yuǎn)程設(shè)備操控、機(jī)器視覺質(zhì)檢、生產(chǎn)效能管控等典型應(yīng)用場景，并已經(jīng)在采礦、港口、鋼鐵、電力、石油化工等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域深度應(yīng)用，助力企業(yè)提質(zhì)、降本、增效以及綠色、安全發(fā)展[3]。2021年，工業(yè)和信息化部聯(lián)合9個(gè)部門，印發(fā)了《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動(dòng)計(jì)劃（2021—2023年）》。

在5G建設(shè)和應(yīng)用取得快速進(jìn)展的同時(shí)，5G演進(jìn)成為產(chǎn)業(yè)界新的焦點(diǎn)之一。5G演進(jìn)擔(dān)負(fù)著延續(xù)5G生命周期以及向6G過渡的使命。一些新的技術(shù)將被引入5G系統(tǒng)，對(duì)于持續(xù)發(fā)揮5G的效能起著重要作用。同時(shí)，這些技術(shù)為6G的發(fā)展拓展了道路。2018年6月初步完成的3GPP Release 15（Rel-15）是5G第一版技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它以“eMBB（增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶）”為重點(diǎn)，定義了5G的基礎(chǔ)系統(tǒng)。在2020年6月完成的3GPP Rel-16是5G國際標(biāo)準(zhǔn)的第二個(gè)版本，它完善了5G架構(gòu)設(shè)計(jì)，支持了三大業(yè)務(wù)場景中另外兩種：“URLLC（超可靠低時(shí)延通信）”和“mMTC（大連接物聯(lián)網(wǎng)）”。5G第三版技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——3GPP Rel-17，預(yù)計(jì)在2022年6月完成，是5G標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)完整定義后的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)版本。2021年12月，在3GPP的第94次全會(huì)上，RAN（無線電接入網(wǎng)）組和SA（系統(tǒng)架構(gòu)）組分別確定了無線電接入領(lǐng)域的28個(gè)項(xiàng)目以及系統(tǒng)架構(gòu)領(lǐng)域的28個(gè)項(xiàng)目——至此，5G演進(jìn)的第一個(gè)版本的范圍已經(jīng)確定。無線電接入網(wǎng)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)架構(gòu)領(lǐng)域的這28個(gè)項(xiàng)目有關(guān)聯(lián)，但并非一一對(duì)應(yīng)。

網(wǎng)絡(luò)功能的引入都是先完善基礎(chǔ)架構(gòu)和流程，再完善漫游機(jī)制，最后完善開放能力。本文的組織方式如下：以融合、智慧、低碳三大主線介紹5G演進(jìn)技術(shù)，將多種關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行歸類。在介紹關(guān)鍵技術(shù)時(shí)，先介紹5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在3GPP Rel-17的發(fā)展情況，進(jìn)而介紹該技術(shù)在3GPP Rel-18的進(jìn)一步發(fā)展。

1 面向融合的5G演進(jìn)技術(shù)

1.1 支持沉浸式多媒體實(shí)現(xiàn)“虛實(shí)融合”

隨著數(shù)字化發(fā)展已經(jīng)成為社會(huì)的共識(shí)，“數(shù)字孿生”“元宇宙”等理念和方向引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注。2020年，全球虛擬現(xiàn)實(shí)的規(guī)模近千億元，且增長迅速[4]。5G對(duì)XR、多媒體方面的支持能力越來越重要。5G第一個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的版本（3GPP Rel-15）是以“eMBB”為代表的技術(shù)。因此在支持大帶寬方面有了較好的基礎(chǔ)。在第二版5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，3GPP專門針對(duì)XR的定義、技術(shù)挑戰(zhàn)、與5G的結(jié)合、應(yīng)用場景進(jìn)行了系統(tǒng)研究[5]。

在5G演進(jìn)項(xiàng)目中，支持XR和多媒體業(yè)務(wù)能力將從架構(gòu)方面入手，加強(qiáng)對(duì)沉浸式VR、遠(yuǎn)程控制、多機(jī)器人協(xié)作等場景的支持，沉浸多媒體業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

這些場景需提升的能力有3個(gè)特征：大流量（1 Gbit/s或更高）疊加低時(shí)延；一個(gè)業(yè)務(wù)由多種不同類型、不同優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)流量進(jìn)行傳輸；不同業(yè)務(wù)流往往需要時(shí)間同步，便于在交換式業(yè)務(wù)時(shí)有最好的業(yè)務(wù)體驗(yàn)[6]。

5G演進(jìn)的XR及多媒體增強(qiáng)能力是端到端的能力，涉及終端、接入網(wǎng)、核心網(wǎng)、業(yè)務(wù)編解碼能力的提升。需要5G的系統(tǒng)設(shè)計(jì)適應(yīng)XR的業(yè)務(wù)機(jī)制，這需要從如下方面著手。

● 業(yè)務(wù)感知，結(jié)合上下行業(yè)務(wù)特征、應(yīng)用層特征參數(shù)輔助，感知不同的視頻分塊（tile）。

● 質(zhì)量保障，引入新型的服務(wù)質(zhì)量（quality of service，QoS），如分層或幀級(jí)的調(diào)度機(jī)制，保障接入網(wǎng)資源分配和調(diào)度。

● 多流協(xié)同，支持多流差異化傳輸，進(jìn)行QoS的協(xié)同控制，并考慮時(shí)間同步的傳輸。

● 信息開放，把網(wǎng)絡(luò)層信息對(duì)應(yīng)用層開放，從而避免業(yè)務(wù)流量的超量發(fā)送，降低擁塞。

圖1 沉浸多媒體業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò)

1.2 空天地一體化深入融合

天地一體化是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢，空天地一體化融合架構(gòu)如圖2所示，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)在通信中是相互補(bǔ)充的關(guān)系[7]。5G在第一版技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3GPP Rel-15中即提出了衛(wèi)星接入網(wǎng)整合到5G網(wǎng)絡(luò)的需求，并從3GPP Rel-16開始研究衛(wèi)星與5G系統(tǒng)的融合架構(gòu)。這種融合從衛(wèi)星作為接入網(wǎng)和回傳網(wǎng)兩種場景入手，會(huì)影響到網(wǎng)絡(luò)的QoS及移動(dòng)性管理等機(jī)制。3GPP Rel-17標(biāo)準(zhǔn)化了衛(wèi)星作為接入網(wǎng)和回傳網(wǎng)時(shí)不同的融合類型，具體如下。

● 在業(yè)務(wù)質(zhì)量方面：根據(jù)融合的類型動(dòng)態(tài)調(diào)整QoS策略、參數(shù)及信令狀態(tài)機(jī)定時(shí)器，從而適配不同的傳輸場景。

● 移動(dòng)性管理方面：通過衛(wèi)星可調(diào)波束和星間接力覆蓋的方式確保TA（tracking area）相對(duì)地面不變，從而對(duì)5G系統(tǒng)的移動(dòng)性管理基本無影響。

● 選網(wǎng)機(jī)制方面：明確了終端在初始注冊(cè)和會(huì)話建立時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)基于用戶位置判斷是否允許接入以及指示終端重選其他網(wǎng)絡(luò)等機(jī)制，從而解決衛(wèi)星覆蓋面大、橫跨多個(gè)國家和地區(qū)的問題。

圖2 空天地一體化融合架構(gòu)

5G演進(jìn)階段將進(jìn)一步深化衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的融合[8]。從接入網(wǎng)的RRU（remote radio unit）在衛(wèi)星上，到接入網(wǎng)的BBU（building base band unit）與衛(wèi)星融合，甚至核心網(wǎng)的UPF（user port function）上星都是5G演進(jìn)需要探討的內(nèi)容。這種融合的架構(gòu)使得基于衛(wèi)星的本地轉(zhuǎn)發(fā)成為可能，從而增強(qiáng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的安全性，得以優(yōu)化傳輸路徑。當(dāng)衛(wèi)星作為回傳時(shí)，動(dòng)態(tài)地檢測回傳網(wǎng)絡(luò)的特性，如帶寬和時(shí)延，并將該信息對(duì)外開放。

1.3 無線有線及局域網(wǎng)絡(luò)融合

多接入網(wǎng)絡(luò)中具有“數(shù)據(jù)包”并發(fā)的更細(xì)粒度的融合與調(diào)度。無線有線融合通常的目的是最大可能地提升帶寬、降低時(shí)延，這進(jìn)一步增強(qiáng)了XR、全息等業(yè)務(wù)的傳輸保障。3GPP接入與非3GPP接入的融合從4G時(shí)期就已經(jīng)開始，5G時(shí)期的融合更加徹底[9]，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

● 接入信令的融合，非3GPP直接支持N2/N3接口，終端支持N1接口（5G NAS）。

● 架構(gòu)的融合，不再使用非3GPP的AAA，而是基于5G的AUSF/UDM進(jìn)行統(tǒng)一的認(rèn)證。

● 更細(xì)粒度的流量調(diào)度，實(shí)現(xiàn)從“流”粒度的并發(fā)到“數(shù)據(jù)包”粒度的并發(fā)，即同一數(shù)據(jù)流可通過如MPTCP（multi-path transmission control protocol）的方式承載在多種接入網(wǎng)上。

這種多路徑的能力使得網(wǎng)絡(luò)可以靈活地進(jìn)行不同策略的分流，分流策略有4種：主備模式、最低時(shí)延模式、優(yōu)先模式以及負(fù)載均衡模式。MPTCP[10]的方案，顧名思義是處理TCP的流量。在5G的演進(jìn)中將對(duì)UDP（user datagram protocol）流量（這種流量在流媒體業(yè)務(wù)中更為常見）進(jìn)行并行傳輸，其方案是MPQUIC（mutipath quick UDP internet connection），即多路徑的QUIC（quick UDP internet connection）協(xié)議。此外，將考慮在4種模式基礎(chǔ)上增加冗余傳輸模式。

從面向企業(yè)的5G局域網(wǎng)向面向個(gè)人的5G家庭網(wǎng)絡(luò)、近場網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。面向工業(yè)現(xiàn)場，5G在3GPP Rel-16定義了“5G局域網(wǎng)”技術(shù)，支持機(jī)制包括本地轉(zhuǎn)發(fā)、組管理、點(diǎn)到多點(diǎn)通信等。為了進(jìn)一步提升其對(duì)工業(yè)局域網(wǎng)的支撐能力，在5G演進(jìn)中將進(jìn)一步增強(qiáng)其對(duì)移動(dòng)性管理、QoS的支持。此外，隨著個(gè)人用戶數(shù)字化設(shè)備和服務(wù)的增強(qiáng)，5G演進(jìn)將考慮與家庭網(wǎng)絡(luò)的融合。這將把5G與家庭的多種接入設(shè)備關(guān)聯(lián)在一起，從而實(shí)現(xiàn)多種設(shè)備的互通、控制、數(shù)據(jù)采集、測距等能力。

2 智慧的5G演進(jìn)技術(shù)

2.1 完善數(shù)據(jù)智能分析架構(gòu)

5G的發(fā)展正值A(chǔ)I技術(shù)熱潮的時(shí)期，因此其對(duì)AI及大數(shù)據(jù)處理能力的支持順理成章。5G分別在系統(tǒng)架構(gòu)、接入網(wǎng)、網(wǎng)管方面都大幅度地拓展了對(duì)智能化的支持。在系統(tǒng)架構(gòu)方面，智能化、網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的分析能力（network data analytics function，NWDAF）在5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的第一個(gè)版本中即予以引入，初始只是和網(wǎng)絡(luò)的策略控制功能交互并主要處理網(wǎng)絡(luò)切片的選擇。在5G的第二版中，其功能擴(kuò)展到處理用戶體驗(yàn)質(zhì)量（quality of experience，QoE）及服務(wù)等級(jí)協(xié)定（service-level agreement，SLA）、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的分析、用戶行為的分析等。同時(shí)，大數(shù)據(jù)的分析能力也從集中式向分布式演進(jìn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)切片等場景予以支持。大數(shù)據(jù)分析的功能也分成數(shù)據(jù)分析和模型訓(xùn)練功能。網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析功能架構(gòu)如圖3所示[11]。

5G演進(jìn)的方向上，網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的分析將增強(qiáng)其漫游能力、提升模型分析的精確性、引入對(duì)聯(lián)邦學(xué)習(xí)等訓(xùn)練模式的支持。在數(shù)據(jù)來源上，也將數(shù)據(jù)從終端、網(wǎng)管、控制面的數(shù)據(jù)進(jìn)一步向用戶面數(shù)據(jù)擴(kuò)展。這些更豐富的數(shù)據(jù)，結(jié)合對(duì)模型輸出結(jié)果的反饋等將被用于提升模型分析的精確性方面。在服務(wù)能力上，網(wǎng)絡(luò)的智能化能力也向平臺(tái)化發(fā)展，對(duì)外提供網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析服務(wù)。

圖3 網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析功能架構(gòu)

2.2 面向智能、自治的管理能力

在網(wǎng)絡(luò)管理方面，網(wǎng)絡(luò)的自治、自動(dòng)化是其目標(biāo)。3GPP在5G階段定義了網(wǎng)管數(shù)據(jù)分析服務(wù)（management data analytics service，MDAS）能力[12]，使能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理及編排的自動(dòng)化?？紤]網(wǎng)絡(luò)的智能化是一個(gè)分階段發(fā)展的過程，國際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)自治能力分級(jí)進(jìn)行了研究，規(guī)范了自治網(wǎng)絡(luò)及自治網(wǎng)絡(luò)分級(jí)的概念、用例及需求，分階段實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)完全自治的目標(biāo)。從執(zhí)行、感知、分析、決策、意圖處理幾個(gè)維度出發(fā)，網(wǎng)絡(luò)自治等級(jí)評(píng)估的工作流中的任務(wù)分類如圖4所示，將全手工網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維作為“Level 0”，逐步提升自動(dòng)化的程度，定義了輔助運(yùn)營、初級(jí)自治、中級(jí)自治、高級(jí)自治、完全自治共5個(gè)自治等級(jí)[13]。

圖4 網(wǎng)絡(luò)自治等級(jí)評(píng)估的工作流中的任務(wù)分類

在5G演進(jìn)的階段，網(wǎng)絡(luò)從傳統(tǒng)網(wǎng)元或網(wǎng)絡(luò)功能的生命周期管理向AI模型的生命周期管理擴(kuò)展。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)自治分級(jí)的方法，不同運(yùn)營商的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可能不同。但一些KPI的定義，對(duì)網(wǎng)絡(luò)自治的發(fā)展起到更多的指導(dǎo)作用。另一方面，“意圖網(wǎng)絡(luò)”的理念也將結(jié)合到5G網(wǎng)管中，通過將運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)意圖目標(biāo)輸入轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)的控制和管理操作，來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自治能力。

2.3 逐漸深化的接入網(wǎng)及空口智能

在接入網(wǎng)領(lǐng)域，從無線大數(shù)據(jù)采集和分析架構(gòu)及AI對(duì)空口的支持兩大方向入手[14]。其設(shè)計(jì)的理念是基于現(xiàn)有的架構(gòu)、聚焦于AI的輸入和輸出、不涉及AI模型的訓(xùn)練及算法定義，接入網(wǎng)智能的功能框架如圖5所示。網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析將有利于接入網(wǎng)的節(jié)能、負(fù)載均衡及移動(dòng)性的優(yōu)化。

在5G演進(jìn)中，將綜合考慮性能和復(fù)雜性，聚焦于CSI（channel state information）反饋增強(qiáng)、波束管理、NLOS（non line of sight）場景定位精度提升三大場景，定義關(guān)鍵指標(biāo)及仿真評(píng)估方法。

圖5 接入網(wǎng)智能的功能框架

3 低碳的5G演進(jìn)技術(shù)

3.1 終端及無線節(jié)電

因?yàn)橐氪笠?guī)模天線等技術(shù)，從每比特的傳輸效率來看，5G比4G更節(jié)能。除了無線效率的提升外，降低網(wǎng)絡(luò)輕載、中等負(fù)載情況下的能耗具有較大的優(yōu)化空間。一種設(shè)計(jì)方式是高頻和低頻的聯(lián)合設(shè)計(jì)：低頻承載公共信道，實(shí)現(xiàn)UE的附著；高頻承載控制及數(shù)據(jù)信道，從而在沒有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，關(guān)斷高頻信號(hào)。終端通過低頻信道獲取高頻信道的信息。在射頻單元方面，可優(yōu)化AAU（active antenna unit）架構(gòu)設(shè)計(jì)，提升基帶處理能力[15]；通過基站的符號(hào)/通道級(jí)別的靜默、設(shè)備休眠功能等方案實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性的低碳排放。分析報(bào)告[16]系統(tǒng)地研究了終端節(jié)電的方案，包括不同的節(jié)電模式設(shè)置?；谄涠x的功耗模型，將在5G演進(jìn)階段通過設(shè)置基站節(jié)能的參考配置，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行的配置參數(shù)和狀態(tài)得到實(shí)際的相對(duì)功耗[17]。

3.2 綠色網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

自從2015年12月《巴黎協(xié)定》通過以來，綠色低碳在移動(dòng)通信領(lǐng)域產(chǎn)生了廣泛的影響。多個(gè)行業(yè)組織，如GSMA、NGMN、3GPP等都啟動(dòng)了相關(guān)項(xiàng)目。文獻(xiàn)[18]從終端及用戶設(shè)備、站點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和優(yōu)化4個(gè)方面討論了5G可能存在的節(jié)能創(chuàng)新點(diǎn)，能耗的費(fèi)用占網(wǎng)絡(luò)總費(fèi)用約23%。多個(gè)歐洲運(yùn)營商參與了GSMA的評(píng)估項(xiàng)目[19]，無線電接入網(wǎng)（RAN）的能耗占比73%（0.24 kW·h/GB），核心網(wǎng)占比13%，運(yùn)營商自己的數(shù)據(jù)中心占比9%。當(dāng)然，這些是從部分運(yùn)營商的數(shù)據(jù)中獲得的，全球來看，數(shù)據(jù)可能會(huì)有一些變化，特別是中國運(yùn)營商，往往自身擁有較大的數(shù)據(jù)中心。3GPP在5G開始前的2017年即完成了能效的系統(tǒng)研究項(xiàng)目，定義了節(jié)能的KPI[20]。該研究項(xiàng)目涉及蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)的節(jié)能控制、接入網(wǎng)與其他子系統(tǒng)的節(jié)能協(xié)同、站點(diǎn)級(jí)的節(jié)電、自組織網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能、上下文分析的節(jié)能等方面。3GPP全會(huì)將進(jìn)一步的主要工作轉(zhuǎn)交給3GPP網(wǎng)管組完善。

基于AI輔助的節(jié)能成為新興關(guān)注的方向。結(jié)合智能算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃、對(duì)用戶的流量進(jìn)行預(yù)測，從而優(yōu)化站點(diǎn)頻點(diǎn)的關(guān)斷和開啟。這些技術(shù)在AI項(xiàng)目、XR增強(qiáng)項(xiàng)目等方面也都有所應(yīng)用。

4 結(jié)束語

5G演進(jìn)的第一個(gè)版本（3GPP Rel-18）開啟了沉浸式多媒體服務(wù)的時(shí)代。無論是產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注程度還是國際標(biāo)準(zhǔn)組織的投入程度，都主要聚焦于XR和多媒體的服務(wù)能力，因而可以說，5G演進(jìn)從對(duì)XR和多媒體的服務(wù)拉開帷幕。正如文獻(xiàn)[21]所說，“XR將是下一代移動(dòng)計(jì)算的平臺(tái)”。

“融合、智慧、低碳”的主題將從5G演進(jìn)延續(xù)到6G。本文初步展望了5G演進(jìn)的趨勢和關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)還可以預(yù)期一些新的5G演進(jìn)技術(shù)將在未來登上移動(dòng)通信的舞臺(tái)。在“融合”方面：可以預(yù)期感知與通信的融合、算力與移動(dòng)網(wǎng)的融合、數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)[22]的虛實(shí)融合等技術(shù)將在5G演進(jìn)的后期，即在3GPP Rel-19及更晚的版本中進(jìn)行研究。在“智慧”方面，AI結(jié)合5G仍需在技術(shù)完善及應(yīng)用場景上有所發(fā)展，特別是后者亟待突破[23]。5G演進(jìn)中對(duì)蜂窩網(wǎng)與智能化的探索將為6G的“智慧內(nèi)生”[24]打下基礎(chǔ)。而“低碳”已經(jīng)成為全球通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主題。北美的“下一代網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟”發(fā)布的《（6G路徑）》[25]報(bào)告也把系統(tǒng)性的能效提升作為6G的六大目標(biāo)之一。

像引入新的API一樣，引入網(wǎng)絡(luò)能力。對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來說，“架構(gòu)智簡、功能智強(qiáng)”是其不斷追求的目標(biāo)。5G演進(jìn)的新能力應(yīng)盡可能減少對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)功能的影響，降低與現(xiàn)有功能的耦合。5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該像引入API一樣引入新的網(wǎng)絡(luò)能力。只有這樣，5G系統(tǒng)在不斷豐富的同時(shí)，才不會(huì)對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)造成沖擊。

[1] 工業(yè)和信息化部.“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃:工信部規(guī)〔2021〕164號(hào)[R]. 2021.

MIIT. Development planning of information and communication industry in the 14th Five-year Plan: MIIT(2021) No. 164 [R]. 2021.

[2] 工業(yè)和信息化部. 2021年通信業(yè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)[R]. 2022.

MIIT. Report on communications industry statistics 2021[R]. 2022.

[3] 工業(yè)和信息化部. 2021年工業(yè)和信息化發(fā)展情況新聞發(fā)布會(huì)[Z]. 2022.

MIIT. Press conference on the development of industry and informatization in 2021[Z]. 2022.

[4] 中國信通院, 華為, 京東方. 虛擬（增強(qiáng)）現(xiàn)實(shí)白皮書[R]. 2021.

CAICT, Huawei, BOE. VR/AR whitepaper[R]. 2021.

[5] 3GPP. Extended reality (XR) in 5G: TR 26.928[R]. 2020.

[6] 3GPP. Study on supporting tactile and multi-modality communication services: TR 22.847[R]. 2021.

[7] RINALDI F, MAATTANEN H L, TORSNER J, et al. Non-terrestrial networks in 5G & beyond: a survey[J]. IEEE Access, 2020(8): 165178-165200.

[8] WANG X Y, SUN T, DUAN X D, et al. Holistic service-based architecture for space-air-ground integrated network for 5G-advanced and beyond[J]. China Communications, 2022, 19(1): 14-28.

[9] 3GPP. Wireless and wireline convergence access support for the 5G system (5GS): TS 23.316[S]. 2019.

[10] IETF. TCP extensions for multipath operation with multiple addresses: RFC 8684[S]. 2020.

[11] 3GPP. Architecture enhancements for 5G System (5GS) to support network data analytics services: TS 23.288[S]. 2021.

[12] 3GPP. Management and orchestration; management data analytics: TS 28.104[S]. 2022.

[13] 3GPP. Management and orchestration; levels of autonomous network: TS 28.100[S]. 2021.

[14] 3GPP. Study on enhancement for data collection for NR and ENDC: TR 37.817[R]. 2022.

[15] NGMN. Green future networks——network energy efficiency[R]. 2021.

[16] 3GPP. Study on user equipment (UE) power saving in NR: TR 38.840[R]. 2019.

[17] 3GPP. New SI: Study on network energy savings for NR:RP- 213554[R]. 2021.

[18] GSMA. 5G energy efficiencies[R]. 2020.

[19] GSMA. Going green: benchmarking the energy efficiency of mobile[R]. 2021.

[20] 3GPP. Study on energy efficiency aspects of 3GPP standards: TR 21.866[R]. 2017.

[21] 高通. XR的移動(dòng)未來[R]. 2020.

Qualcomm.The mobile future of extended reality(XR)[R]. 2020.

[22] 孫滔, 周鋮, 段曉東, 等. 數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)(DTN): 概念、架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)[J]. 自動(dòng)化學(xué)報(bào), 2021, 47(3): 569-582.

SUN T, ZHOU C, DUAN X D, et al. Digital twin network(DTN): concepts, architecture, and key technologies[J]. Acta Automatica Sinica, 2021, 47(3): 569-582.

[23] 李琴, 李唯源, 孫曉文, 等. 6G網(wǎng)絡(luò)智能內(nèi)生的思考[J]. 電信科學(xué), 2021, 37(9): 20-29.

LI Q, LI W Y, SUN X W, et al. Thinking of native artificial intelligence in 6G networks[J]. Telecommunications Science, 2021, 37(9): 20-29.

[24] IMT-2030(6G)推進(jìn)組. 6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)愿景與關(guān)鍵技術(shù)展望[R]. 2021.

IMT-2030(6G) Promotion Group. Whitepaper on 6G vision and candidate technologies[R]. 2021.

[25] ATIS’ Next G Alliance. Roadmap to 6G[R]. 2022.

Towards converged, intelligent, low-carbon characterized 5G-Advanced technologies

DUAN Xiaodong, SUN Tao

China Mobile Research Institute, Beijing 100053, China

With the expansion of 5G deployment scale, the industry has paid more attention to 5G evolution. It is not only the extension of the existing 5G technology, but also a transition from 5G to 6G. In April 2021, 3GPP named 5G evolution as 5G-Advanced. The process of 5G-Advanced was introduced. The status of 5G technology so far was summarized, and the direction of 5G evolution technologies were analyzed. Converged, intelligent and low- carbon as the three characteristics of the 5G evolution was proposed. More specially, the multimedia enhancement, heterogeneous network convergence and network big data analysis were introduced. Considering the network technology development, difficulties and key aspects of the system design were also identified.

5G-Advanced, network architecture, network converged

TP393

A

10.11959/j.issn.1000?0801.2022045

2022-02-07；

2022-02-27

孫滔，suntao@chinamobile.com

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（No.62032003）；國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（No.2020YFB1806801，No.2020YFB1806800）

The National Natural Science Foundation of China (No.62032003), The National Key Research and Development Program of China (No.2020YFB1806801, No.2020YFB1806800)

段曉東（1977? ），男，中國移動(dòng)通信有限公司研究院正高級(jí)工程師、副院長，IMT-2030 (6G) 推進(jìn)組網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組組長，主要研究方向?yàn)?G/6G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、IP 新技術(shù)、IPv6、算力網(wǎng)絡(luò)等。

孫滔（1981? ），男，博士，中國移動(dòng)通信有限公司研究院正高級(jí)工程師、首席專家，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP SA2副主席，中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)第十屆全國委員會(huì)委員，長期從事移動(dòng)通信網(wǎng)架構(gòu)及IP新技術(shù)研究及國際標(biāo)準(zhǔn)化工作。