緊耦合和松耦合:面向差異化需求的5G-A通感融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3月20日消息(九九)無線通信感知融合是5G-A的關(guān)鍵技術(shù)之一,可廣泛用于智慧交通、智慧低空、智慧生活、智慧網(wǎng)絡(luò)等典型應(yīng)用場景,這要求對當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無線感知能力。

為此,IMT-2020(5G)推進(jìn)組發(fā)布5G-A通感融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究報告(第二版),根據(jù)5G-A通感融合典型應(yīng)用場景和需求,系統(tǒng)性地分析了無線網(wǎng)絡(luò)端到端實(shí)現(xiàn)感知能力所要面對的關(guān)鍵問題和所要滿足的技術(shù)需求。面對感知應(yīng)用的差異化需求,報告提出多種不同的通感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),并分別從架構(gòu)、接口、協(xié)議、功能、端到端業(yè)務(wù)流程等方面展開詳細(xì)研究設(shè)計。

報告指出,通感技術(shù)利用無線信號感知周圍環(huán)境的目標(biāo)或狀態(tài),無線側(cè)終端或基站采集信號強(qiáng)度、時延、相位變化、多普勒頻移等信息,經(jīng)計算處理后輸出結(jié)果,如目標(biāo)大小、位置、速度等。該過程中,網(wǎng)絡(luò)需按照業(yè)務(wù)需求觸發(fā)、修改或結(jié)束感知流程、調(diào)度無線資源、處理數(shù)據(jù)、開放結(jié)果。此外,由于感知可能涉及用戶隱私安全,核心網(wǎng)需執(zhí)行鑒權(quán)或授權(quán),處理敏感的感知測量數(shù)據(jù)。因此,5G-A網(wǎng)絡(luò)需支持控制感知流程,并對感知測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,同時將感知結(jié)果開放給第三方平臺或終端。

報告進(jìn)一步指出,蜂窩網(wǎng)通信感知能力可應(yīng)用于未來生產(chǎn)生活中的多種不同場景,其中的感知需求方、感知執(zhí)行方、感知粒度、感知要求等都存在差異,這就要求5G-A通感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計需兼顧功能性、通用性和兼容性。此外,架構(gòu)設(shè)計還需考慮使能端到端感知能力的基礎(chǔ)功能,包括感知業(yè)務(wù)的觸發(fā)、感知控制的管理、感知測量數(shù)據(jù)的處理以及感知結(jié)果的開放與策略更新等。

考慮到感知功能與5GC(5G Core Network,5G核心網(wǎng))中現(xiàn)有功能模塊的耦合程度,可以將通感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)大致分為兩種類型:緊耦合和松耦合。此外,由于感知業(yè)務(wù)的測量數(shù)據(jù)量較大,且有些業(yè)務(wù)存在較高的業(yè)務(wù)實(shí)時性,這將帶來計算資源的需求,未來感知系統(tǒng)可以考慮和算力系統(tǒng)交互獲取相應(yīng)的計算資源。

緊耦合架構(gòu)中,感知功能將與現(xiàn)有5GC架構(gòu)深度融合,盡可能依托現(xiàn)有5GC功能、接口和協(xié)議來實(shí)現(xiàn)感知能力的使能和對外開放,包括面向感知業(yè)務(wù)的鑒權(quán)/授權(quán)、移動性管理、會話管理,能力開放和計費(fèi)等功能,能夠支持面向區(qū)域、面向目標(biāo)感知,也能支持基站感知、終端感知、端站協(xié)作感知,故可作為廣域通用架構(gòu)。考慮到感知功能可以拆分為CP(Control Plane,控制面)和UP(User Plane,用戶面)兩個子功能,即感知控制面功能和感知用戶面功能,而這兩種子功能可以考慮分離或集中實(shí)現(xiàn)在兩個或者一個網(wǎng)元中。

感知松耦合架構(gòu)與現(xiàn)有5GC相對獨(dú)立,感知網(wǎng)元無需與5GC交互或只執(zhí)行較少交互,可用于局域場景或?qū)>W(wǎng)場景。對于只存在特定區(qū)域內(nèi)感知需求的場景或只存在感知需求的場景,松耦合架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)在無需5GC控制或只需部分網(wǎng)元參與控制的情況下提供感知業(yè)務(wù),還可以通過SF本地化部署實(shí)現(xiàn)感知測量數(shù)據(jù)或感知結(jié)果不出園區(qū),從而滿足企業(yè)對感知測量數(shù)據(jù)或感知結(jié)果安全隱私的需求,還可降低感知時延。該架構(gòu)簡單、靈活高效、傳輸節(jié)點(diǎn)少、易部署,可選支持UE相關(guān)的感知需求,按需考慮授權(quán)、移動性管理和計費(fèi)等功能的實(shí)現(xiàn)方案。

報告提到,目前,5G-A主要基于當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)疊加感知能力,通過劃分專用感知資源、增強(qiáng)現(xiàn)有通信信號、增加感知控制和計算網(wǎng)元、擴(kuò)展現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)感知能力,可以服務(wù)于基礎(chǔ)的感知應(yīng)用。未來階段可以考慮在新波形、新頻段(如太赫茲頻段)、新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上系統(tǒng)性地對網(wǎng)絡(luò)感知和通信能力進(jìn)行全新設(shè)計,做到更深度無縫的融合,具備物理-數(shù)字空間感知、通信感知計算融合、智能化感知交互和協(xié)同、廣義多維感知協(xié)作等特性,以服務(wù)于未來更多樣更復(fù)雜更高精的通信感知場景。

從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)角度,未來網(wǎng)絡(luò)需要滿足極低時延、極高可靠、極高精度、極高分辨率、超大帶寬、海量接入等方面的通信感知需求,因此需要對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行方位的升級,或者設(shè)計新的通感架構(gòu)和接口協(xié)議。該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各網(wǎng)元設(shè)備可以通過通信、感知、計算、AI等軟硬件資源和邏輯處理能力,進(jìn)行感知測量數(shù)據(jù)的共享、按需傳輸、協(xié)同處理,從而實(shí)現(xiàn)終端基站融合、多維感知融合、通信感知融合、通信計算融合、物體感知和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)感知的融合,打造一個通感算智能化無線網(wǎng)絡(luò)。

附報告原文下載鏈接:http://picoinsstore.com/uploadfile/2024/0320/2024032012001793G.html

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2024-03-20
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