6g网络架构的挑战有哪些（6G网络架构愿景与关键技术展望）
今天给各位分享6g网络架构的挑战有哪些的知识，其中也会对6G网络架构愿景与关键技术展望进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！
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俄罗斯打算跳过5G直奔6G，6G网络的研发难点在哪?
自从国内的5G信号被研发出来之后，就相继出现了很多5G手机和5G的手机卡，不过还有一部分人停留在4G时代，也觉得流量够用，5G也算是真正的实现了被各个国家所用。但是互联网和科学技术都是要不断发展的，5G研发完了之后就该研发6G网络了，而俄罗斯的相关部门在2012年的7月27号表示俄罗斯会在2025年的时候，投入大概300多亿卢布用来研发6G网络。6G网络比5G的网络还要快，但是研发难度肯定也会更高。
根据相关部门的介绍，这次俄罗斯研发6G网络主要的工作就是从刚开始的设计原型再到后来的设备研，还要准备器件等问题。大家在开会的时候也建议将5G的网络路线图进行变更，这个路线图是在2020年11月份起草的，并且已经获得了***的批准。不过在2022年3月份，俄罗斯因为被制裁，很多外国的科技集团都退出了俄罗斯市场，所以俄罗斯这次的发展重点已经不是5G了，而是去研发6G。
5G网络已经是非常快的了，但是6G网络在速度容量还有延迟方面都会比之前有很大的进步，在数据上会更加可靠，而且在移动宽带上的服务体验也会更好。根据外界的预计，6G的容量比5系还要高千倍，在距离上更加占优势，比如在1公里之内能够支持数万台设备同时运行，不管是地面还是高空中，都能够实现网络覆盖。
国际相关部门也认为，如果6G网络真的被研发出来的话，每秒钟的传输速度可以达到1tbps，会应用在人工智能等多个领域上。不过大家更加关注的就是俄罗斯现在还并没有5G通信，很多运营商也出现了设备紧缺的现象，只能够维持在4G，而且4G网络也完全够用，所以到时候的研发之路也会非常艰难。
各国已开启6G竞争
各国已开启6G竞争
各国已开启6G竞争，5G普及如火如荼，6G相关研究也早已展开，标准组织、通信机构、运营商、移动厂商都在积极布局。初步商用化则预期在2029-2030年左右。各国已开启6G竞争。
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随着全球科技的发展，如今5G技术已经开始普及，可是由于资费比较贵，所以没有办法全民普及。毕竟按照中国移动、联通、电信的收费标准来看，中国联通5G资费标准分为三个档次，199月租上网速度限制为500Mbps，299以上网络速度为1Gbps，超出部分3元每GB。
此外，中国移动5G上网速度分为300Mbps、500Mbps、1Gbps，综合来看三家运营商的网络资费数量平均月租在120元左右。虽然与很多4G套餐相差不大，但是如今很多人早已习惯使用wifi，因此很多人的手机卡月租基本上在几十元左右。可是就在5G资费居高不下的时候，外界已经传出要研发6G技术的消息，那么6G要达到什么样的水平？要知道，5G是移动物联网，主要在******、VR、物联网、自动驾驶等领域有着突出表现，而6G则是万物深度智联。比如说物联网空天地一体化网络，同时也包括卫星通信、无人机通信、可见光通信，最重要的是与人工智能互联。
在这种情况下，可以说6G网络就是5G网络的延伸与扩展。其中华为在5G领域可以说是佼佼者的存在，否则美国和加拿大等多个西方国家也不会接连对华为下手。如今有消息称华为早已在6G领域展开研究，甚至连韩国的LG集团也开始研发6G技术。那么6G网络究竟有多快？按照5G下载一部大小在1G左右的电影需要3秒钟来计算，那么6G网络也许只需要1秒左右的时间。所以说全球多国才会争相研发6G技术，希望能拔得头筹。
然而按照相关消息的报道，此前美国扬言拥有5G技术，可是经过实际检测之后，网络速度仅有24MB/S，相当于只比4G网络要快一点，所以说美国可能无法直接从5G进入6G时代。更为重要的是，如果6G真的可以成功研发，那么或许能实现万物互联，比如说你的手机和电脑以及周边的任何智能产品，包括你的汽车都可以相互连接。
这就相当于拥有了一个更加强大的生态链，打个比方，你的电脑可以根据你平时上网浏览记录，猜测出你的喜好，而且平时也可以进行日常交流。这就意味着6G时代更加智能与便捷，而且华为有望再度拔得头筹。到了那个时候，美国如果还想打压华为，那就是与6G时代过不去了，甚至可以认为美国不想拥有6G技术。这一点从美国目前在5G领域的表现就能看得出来，网络速度比较慢，确实无法与华为没有退出美国市场的时候相提并论。
各国已开启6G竞争2
5G普及如火如荼，6G相关研究也早已展开，标准组织、通信机构、运营商、移动厂商都在积极布局。
2022年1月18日，联发科发布了一份详尽的《6G愿景***》，基于时间表、关键技术趋势、工程实现因素三大主题，展现了联发科对未来6G时代的愿景，并提出、定义了6G系统设计的三个基本原则“S.O.C.”：
其中，S代表繁简得宜(Simplexity)：
联发科认为，6G标准一方面应该简化传统设计，以提升效率，另一方面应该以适度的复杂性，换取更高的系统性能，在复杂性和简洁性之间取得平衡，追求更优的单位能耗，为全球碳达峰、碳中和贡献力量。
O代表臻善致美(Optimization)：
在联发科看来，6G系统的优化，应该以用户体验为导向，期望在三个新的关键方向上进行优化，分别是异构无线接入体系架构、人工智能和机器学习、针对复杂应用进行跨层优化设计。
C代表融合畅达(Covergence)：
联发科提出，融合概念包含对全频段接入的支持，设备和网络节点间的融合，多种无线接入技术的融合，地面与非地面网络的`融合，以及通信、感知和计算的全面融合，从而最大限度实现技术规模化效益，提升6G网络与设备的性价比，增强6G系统性能。
针对6G移动通信的关键趋势，联发科还提出了多个核心观点：
一是新的杀手级应用，比如极致全息和触觉通信、数字孪生、先进的远程服务等，它们将进一步推动市场对系统性能的需求。
二是由新型应用的驱动，数据传输速率将增加至5G的10-100倍，同时保证超低的延迟。
三是在7-24GHz、Sub-THz频段额外增加新的频谱可用性，总的可用带宽增加到50GHz以上，支撑极致应用服务，但也必须克服高频段传播的衰减。
四是对于密集网络而言，尤其要增加低频段容量、克服新频段传播衰减，室内基站部署成本等问题和挑战也需要不同于5G的方法来解决。
五是实现无处不在的全球连接，包括对目前蜂窝网络还没有覆盖的偏远地区。
六是5G首次加入的发布后持续改进用例、应用，可以让5G、6G共享***的开销最小化。
6G标准研究期间，移动性能增强、网络架构设计、频谱***使用效率、通信与计算融合、能效等都将是重要机会与挑战。
此外，联发科还就无线接入融合、分布式网络架构、面向真正小区边缘无感的MIMO演进、面向极致和可预测的QoS、系统能源足迹和能耗效率、地面与非地面融合、内生人工智能集成系统、频率***增加与优化利用、跨云/网络/设备的端到端安全架构等方面，详细阐述了对6G时代的思考。
联发科预计，6G初步标准化工作可能会在2024/2025年左右开始，第一版规范发布则有望在2027/2028年左右，经过两个阶段的演进，初步商用化则预期在2029-2030年左右。
各国已开启6G竞争3
当人们还在探索5G应用场景时，6G的科研成果已经出炉了。近日，紫金山实验室发布6G创新成果，其通信速率较5G提升10倍至20倍。多数消费者尚在经历4G到5G的更新迭代，6G为何又早早启动？它将给人们的未来生活带来怎样的改变？
新成果创造出无线通信最高实传输记录
1月4日，紫金山实验室副主任、首席科学家尤肖虎教授发布国际领先水平重大原创成果——360-430GHz太赫兹100/200Gbps实时无线传输通信实验系统，创造出目前世界上公开报道的太赫兹实时无线通信的最高实时传输纪录。
据了解，该成果是紫金山实验室联合东南大学、鹏城实验室、复旦大学和中国移动，在国家重点研发***6G专项等项目的支持下，面向6G首次实现了单波长净速率为103.125Gbps、双波长净速率为206.25Gbps的太赫兹实时无线传输，通信速率较目前5G的速率提升10倍至20倍。
太赫兹无线通信被普遍认为是未来6G移动通信系统的核心组成部分。太赫兹频段（300GHz~3THz）频率***极为丰富，可支持100Gbps-1Tbps超高速率无线通信。当然，6G带来的也不仅仅是速度的变化。据悉，该成果可与现有光纤网络融合，实现6G超高速室内、室外广覆盖，未来还可搭载在卫星、无人机、***等平台，应用于卫星集群间、天地间和千公里以上的星间高速无线通信场景，实现空天地海一体化通信。
6G传输能力可比5G提升百倍
5G还没用上，6G就要来了？看到消息后，不少网友发出疑问，6G是什么？
6G指的是第六代移动通信技术，主要为促进物联网的发展。据了解，6G的传输能力可能比5G提升100倍，网络延迟也可能从毫秒降到微秒级。
去年9月16日，中国IMT-2030（6G）推进组召开首次6G研讨会。中国移动研究院副院长段晓东代表IMT-2030（6G）网络技术组在会上发布《6G网络架构愿景与关键技术展望》***。***指出，未来的6G将在5G基础上进一步实现从万物互联到万物智联的跨越。未来6G业务将呈现沉浸化、智慧化、全域化等发展趋势，形成沉浸式云XR、全息通信、感官互联、智慧交互、通信感知、普惠智能、数字孪生、全域覆盖等八大业务应用。
“有了6G，亦幻亦真的多维感知能让你在360度沉浸式的商场选购琳琅满目的商品，并享受身临其境般的服务。”中国电信研究院专家毕奇向记者描述了6G的一个应用场景。他提到，6G也为元宇宙的构想奠定了强有力的基础。此外，通过无所不达的6G卫星带来随处可得的服务，会让人烟罕至的野外通信更为便利。
2030年可能开始部署6G网络
那么，6G何时到来？目前按照业界认同的每10年移动通信将迭代的规律来看，6G将在2030年左右出现。通信专家项立刚进一步解释：“大约在2023年会完成对于6G愿景的制定，也就是我们想用6G来做什么。到2028年，可能会制定出6G标准，到2030年可能会开始部署6G网络。”
目前，我国6G发展也取得优异成绩，据日本相关机构的调查结果显示，在6G核心技术占有率榜单中，中国的6G技术专利占比达到40.3%，排名第一，美国的6G技术专利占有率为35.2%，排名第二。日本排名第三，占比约10%。
远在千里外的专家给患者做手术、在空调房远程操作挖掘机等设备、通过5G+VR让远在海南的人们体会到在北方滑雪的快乐……当前，各行各业都在不断探索着5G新的应用场景，6G则将让5G愿景更好地实现。
毕奇也谈到，未来，用户对6G更直接的感受将是流量会从现在的以GB为单位增加到以TB为单位。同时，6G可能会带来一些新的网络服务模式，“目前大家比较习惯的是运营商提供网络和基站。到了6G，用户不仅是网络的使用者，甚至还可能是网络的提供者。”
探讨6G卫星通信网络标准化的6个方向
3GPP和其他标准化组织开展的大部分5G卫星通信标准化工作都集中在物理层和MAC层，还考虑在卫星5G集成网络的背景下定义卫星用例和架构选项。加拿大航天技术公司MDA卫星通信研发部总监纪尧姆·拉蒙塔涅重点分析了6G卫星通信标准化工作中需要考虑的几个问题，以实现卫星和地面6G网络的完全融合。
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移动性管理
LEO卫星提供比GEO卫星更短的传播延迟和更高的数据速率。然而，这些优势伴随着频繁的切换和拓扑变化的代价。LEO卫星的切换分为三种类型：发生在卫星波束之间的卫星内切换；发生在卫星之间的卫星间切换；接入网络间切换（也称为垂直切换），发生在属于不同接入网络的卫星之间。
在6G未来网络中，LEO卫星不仅将服务于农村或偏远地区，还将在城市和人口稠密地区提供通信服务和覆盖。这样的场景将导致数千个UE连接到一颗LEO卫星，而这一大群用户几乎需要同时经历频繁的切换过程。使用传统的切换管理方案同时或半同时管理数千个用户的切换将产生巨大的网络负载。需要新的切换管理方案来处理6G LEO卫星中的这个问题。
对于基于IP的网络中的移动性管理，IETF引入了许多协议，例如移动互联网协议版本6 (MIPv6)和代理移动互联网协议版本6 (PMIPv6)。然而，此类协议并非旨在应对卫星中的高拓扑变化率。学术界已经提出了许多方法来解决这个问题，其中软件定义网络(SDN)的控制平面和数据平面的概念是一种有效管理LEO拓扑的有前途的方法。
LEO卫星的快速移动足迹影响寻呼程序，这主要与跟踪区域管理有关。跟踪区域为卫星覆盖区域（足迹）；它可以是固定的或移动的。虽然移动跟踪区域可以适应LEO卫星的移动足迹，但它会导致高寻呼负载，网络难以管理。此外，在未来的LEO卫星中支持双连接和垂直切换需要新的机制来提供集成6G网络中的无缝移动性并改善全球网络覆盖和服务。
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路由
LEO巨型 星座 的一个非常重要的特性是卫星能够形成网络并通过星间链路（ISL）相互通信。由于LEO中的频繁拓扑变化，ISL的寿命有限。此外，由于某些分区的高流量负载，一些ISL可能会出现拥塞。此外，由于预计LEO将服务于不同类型的应用，因此每种类型的应用都需要满足某些QoS要求（例如数据包传递延迟）。因此，成功的数据传输需要强大的路由方案，能够满足每种应用类型的QoS要求并适应LEO的独特特性。例如，延迟容忍路由适用于延迟敏感应用，而多路径路由则需要支持对带宽要求较高的应用。因此，开发适应LEO动态环境并满足各种用户应用需求的标准路由协议至关重要。标准应支持不同卫星 星座 和运营商之间的互操作性。此外，应考虑跨网络路由（即跨卫星、空中和地面网络）以实现LEO与6G的完全集成。为了支持有效的路由，***分配、网络监控和拥塞控制等主题应被视为标准化工作的一部分。
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对SDN/NFV的***用
SDN/NFV范式将在未来的6G卫星集成网络中发挥关键作用。然而，学术界尚未充分研究在LEO中使用SDN/NFV。虽然已有文献提出了几种软件定义的卫星网络架构，但是在标准化工作中应考虑基于SDN的LEO解决方案，以提供集成网络组件与不同供应商和服务提供商之间的兼容性和互操作性。例如，可以按照特定标准开发星载SDN兼容路由器，以在LEO卫星上运行，并提供软件化路由功能，以适应 LEO动态环境的变化。
NFV将特别需要向用户隐藏集成网络的复杂性。NFV可用于各种应用，例如移动基站、内容交付网络和平台即服务的虚拟化。部署在通用标准化硬件上的网络功能虚拟化有望减少服务和产品引入时间以及资本和运营支出。根据ETSI的说法，NFV环境控制的一个重要部分应该通过自动化和编排来完成。ETSI在NFV中创建了一个单独的流MANO，描述了如何控制灵活性。ETSI引入了一套完整的标准来实现一个开放的生态系统，其中虚拟化网络功能(VNF)可以与独立开发的管理和编排系统进行互操作。许多主要的网络设备供应商已宣布支持NFV。另一方面，主要的软件供应商宣布他们将提供NFV平台，供设备供应商用来构建他们的NFV产品。然而，在卫星网络领域，这些概念和技术的***用仍处于起步阶段。需要进一步调查以确定在LEO中***用NFV所需的要求。此外，在卫星网络组件的设计中应考虑对NFV的支持。
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智能管理与编排
人工智能和机器学习将成为6G网络不可或缺的一部分，尤其是在网络管理和编排层面。ETSI于2017年2月启动了体验网络智能(ENI)行业规范组(ISG)。ENI是向辅助系统（即利用ENI智能功能的现有系统）提供智能网络操作和管理建议及/或命令的实体。ENI有两种运行模式：推荐模式和管理模式。前者为运营商或辅助系统提供建议，而后者也可以为辅助系统提供策略命令。在推进网络自动化的另一项努力中，3GPP引入了SON的概念，其中AI/ML可以应用于多个网络管理功能自动化。然而，ENI和SON概念仍仅限于5G环境，在应对设想的6G卫星集成网络中的巨大复杂性、异构性和移动性方面可能不够灵活。为了支持6G的智能和自主性，有学者提出了自我进化网络(SEN)的概念。SEN考虑6G及以上的集成架构，利用AI/ML使未来的集成网络完全自动化，并在网络、通信、计算和基础设施节点移动性的提供、适配、优化和管理方面进行智能演进。SEN可用于支持LEO中的实时决策、无缝控制、智能管理，以实现高水平的自主运行。然而，SEN是一个相当新的概念，尚未被标准化组织考虑。
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容错解决方案
卫星网络环境非常容易受到卫星在太空中难以修复的故障的影响。此外，升级卫星基站并不像升级地面基站那么容易。第三，卫星稀缺的电源可能会干扰正常的电信功能。因此，卫星网络设计应基于容错的概念，以保持网络的生存能力。此外，与卫星相关的标准化活动应支持未来密集部署的卫星网络中的容错概念。
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动态频谱管理
由于无线通信的普遍增长以及UE对带宽需求不断增加，动态和高效的频谱管理在LEO中非常重要。随着更多卫星的部署和更多应用的出现，频谱稀缺问题是未来LEO面临的主要挑战之一。不可预测的用户移动性和卫星移动性的因素使得动态频谱分配是必要的，但也是困难的。需要在多个层面上考虑动态频谱分配，以减轻多波束卫星系统中的小区间干扰、卫星间干扰以及频段共享时卫星与地面通信之间的干扰。此外，频谱管理必须考虑更高频段(THz) 和使用自由空间光学 (FSO)通信的选项，因为它们有望在未来的LEO中使用。尽管卫星研究人员已经研究了各种静态和动态频谱分配方案，但标准化工作并未充分涵盖该问题。
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