5G-Advanced网络技术演进白皮书2.0

jack_are

目录
1 产业进展概述 ......................................................................................................... 01
! Z! U# \* T, x: n5 b! D# P. `' E1.1 5G 产业发展现状 ..............................................................................................................................01
1.2 5G 网络演进驱动力 ..........................................................................................................................01
1.2.1 产业发展驱动力.......................................................................................................................................................................01
1.2.2 网络技术驱动力.......................................................................................................................................................................03
9 Y+ [8 j  w  c: q/ R! ]+ e; Y; G2 5G-Advanced 网络演进架构趋势和技术方向 .................................................. 04
- J5 J. x: Z; h' T( D3 5G-Advanced 关键技术 ...................................................................................... 06
+ h  O8 x$ v8 m( Q) h' k4 @) ^) V3.1 智能化网络 ........................................................................................................................................06
1 S! d! Q/ V; j) n' [# |+ p8 H3.1.1 网络智能化关键技术 ..............................................................................................................................................................06
3.1.2 网络支持 AI/ML 业务.............................................................................................................................................................08
% k6 ]1 k. @& b- ?6 \/ R3.1.3 智能网络应用场景 ...................................................................................................................................................................08
3.2 行业网融合 ........................................................................................................................................09
* n2 }0 B0 T8 g( a. m9 S3.3 家庭网络融合 ....................................................................................................................................10
3.4 天地一体化网络融合 ........................................................................................................................10
/ j3 i$ n' N. a& f4 u3.5 交互式通信能力增强 ........................................................................................................................11
1 g3 i1 z  V1 A% d3.6 确定性通信能力增强 ........................................................................................................................13
9 r! j8 r% |, V3.7 用户面演进 ........................................................................................................................................14
3.8 网络切片增强 ....................................................................................................................................14
4 Y5 Y% q! Z( ]+ }6 ^) u, Y3.9 定位测距与感知增强 ........................................................................................................................15
" D2 R$ {. E2 g. s3 V# \$ x/ F- N3.10 组播广播增强..................................................................................................................................15
+ u/ B+ _- q4 {8 C( k. G  |/ n3.11 策略控制增强..................................................................................................................................16
3.12 邻近通信增强..................................................................................................................................16
3.13 移动算力感知及调度 ......................................................................................................................17
$ I" t& _6 V3 q2 B7 u3.14 无源物联网......................................................................................................................................17
4 s7 J, F9 Q( d  _4 总结和展望 ............................................................................................................. 18

5G 网络商用正在全球加速推进，从产业发展驱动角度看，5G 通信被认为是个人消费体验升级和行业数智化转型的关键，全球的主要经济体均明确要求将 5G作为长期产业发展的重要一环。从业务上 5G 将要进入千行百业，从技术上 5G 需要进一步融合 DOICT 等技术。因此本白皮书提出需要对 5G 网络的后续演进—5G-Advanced 进行持续研究，并充分考虑架构演进及功能增强。
本白皮书首先分析了 5G-Advanced 的网络演进架构方向，包括云原生、边缘网络和网络即服务，同时阐述了 5G-Advanced 的技术发展方向包括智慧、融合与使能三个特征。其中智慧代表网络智能化，包括充分利用机器学习、数字孪生、认知网络与意图网络等关键技术提升网络的智能运维运营能力，打造内生智能网络 ；融合包括行业网络融合、家庭网络融合、天地一体化网络融合等，实现 5G 与行业网协同组网、融合发展 ；使能则包括对 5G 交互式通信和确定性通信能力的增强，以及网络切片、定位等现有技术的增强，更好赋能行业数智化转型。2021 年 12 月 3GPP SA 全会确定了 R18版本的立项范围。因此本白皮书刷新为 2.0 版本以包含最新的技术研究内容。

1、产业进展概述
1.1 5G 产业发展现状
5G网络的全球商用部署如火如荼。截止2021年底，全球已经有78个国家和地区中的200个5G网络商用发布[2]。在此基础上，已有上千个行业5G网络项目签署了商用合同，体现出5G在行业市场的快速发展。据GSMA预测，在未来5年中5G连接数将从2020年的2亿增加到2025年18亿[3]。整体而言，全球的5G产业仍然处于网络建设早期。而业界普遍认为，未来的6G技术至少将至2030年才会开始应用。因此无论从业务场景、网络技术，还是产业进程、部署节奏等各方面而言，未来3~5年仍将是5G发展的关键时期。
为此，3GPP在2021年4月举行的PCG #46[1]次会议上初步确定以5G-Advanced作为5G网络演进的理念。后续，电信产业各方面将从R18开始逐步为5G-Advanced完善框架和充实内容。而在端到端5G-Advanced网络演进过程中，核心网的演进有着举足轻重的作用。一方面，核心网上接各种业务和应用，是整个网络业务的汇聚点和枢纽，也是未来业务发展的助推器；另一方面，核心网下连各种制式的终端及接入网，是整个网络拓扑的中心，牵一发而动全身。因此，基于实际业务需求推动5G核心网技术发展及架构演进，将有助于帮助运营商提升投资回报，有助于帮助行业用户更好地利用5G网络实现数智化转型。
! Y3 d% j2 s1 u) C% F: Z+ F2021年12月3GPP SA2全会通过投票确定了R18版本的28个研究课题，参与方包括运营商、网络设备商、终端及芯片厂商，充分体现出产业界对5G-Advanced核心网的广泛参与及高度关注。其中XR与媒体服务，边缘计算增强，网络智能增强分别代表了对5G新业务、网络架构与网络数智化的期望。
" x: i1 g0 i- t按3GPP后续工作计划，R18版本将在2023年底冻结第三阶段。因此预计5G-Advanced最早将在2024年开始商用部署。

1.2 5G网络演进驱动力
# e7 L/ Y: z/ i1.2.1 产业发展驱动力
$ D( @  v" F7 D' P7 ]与前几代通信网络不同，5G被认为是行业数智化转型的基石。全球的主要经济体均明确要求将5G作为长期产业发展的重要一环。例如欧盟提出2030数字罗盘（Digital Compass）计划，明确制定了商业数字化转型、公共服务数字化等纲要，并采用5G作为工业4.0发展的基础。作为最早部署5G的国家，韩国进一步加强5G+融合生态系统的构建，推进5G融合服务的发展。日本则持续推进B5G（Beyond 5G）对民生、社会的价值体现。中国也提出了以坚持科技创新为牵引的、面向2035年的远景目标，并将持续深化“5G+工业互联网”作为当前的重要目标。
9 W/ J+ n; y; ?& e3 g因此，5G-Advanced需要充分考虑架构演进及功能增强，从当前仍然以消费者为中心的移动宽带（MBB）网络成长为真正的工业互联网的核心。当前虽然可以利用网络切片、MEC（Multi-access EDGE Computing）、NPN（Non Public Network）等功能为行业服务，但无论是网络部署形态、业务SLA（Service Level Agreement）保障能力、易运维能力、以及行业需要的一些辅助功能，5G网络当前的能力还有所不足，因此需要在3GPP R18及后续版本继续增强。
首先，未来XR（Extended Reality）将成为网络承载的业务主体，不但XR的清晰度将从8K向16K/32K甚至更高升级，面向行业应用的AR（Augmented Reality）业务场景也将从单终端通信演进到多XR协同交互，并在2025年左右得以快速发展。届时由于业务流量和业务特征的影响，XR业务对网络容量、时延、带宽等SLA保障将提出更高的要求。与此同时，基础通信业务仍然有着较大的发展空间。以远程办公为代表的多方视频通话、虚拟会议等将成为常态。在业务形式上，当前固定接入+视频+通话的会议方式，将转变为移动接入+富媒体+实时互动的多方远程协作，例如企业员工在家可随时以虚拟形象接入企业办公环境并与同事进行高效沟通。因此，5G-Advanced需要提供新的话音网络架构和交互式通信能力增强，以满足现有以清晰话音为主的通信方式向全感知、交互式、沉浸式通信方式演进的业务发展需求，使能个人消费体验升级。其次，行业数智化带来了远比消费者网络更为复杂的业务环境。工业互联网、能源互联网、矿山、港口、医疗健康、交通等不同行业的业务不但需要网络为它们提供差异化的业务体验，并且更需要对业务结果提供确定性的SLA保障。例如工业互联网需要上下有界的确定性通信传输时延，智能电网需要高精时钟同步及高隔离、高安全，矿山需要在地表下提供精准定位，港口需要远程的龙门吊控制，医疗需要实时的诊疗信息同步并支持超低时延的远程诊断，交通需要低时延的通信传输来支持远程驾驶和车辆编队等场景。因此5G-Advanced需要充分考虑对行业业务的确定性体验保障，包括实时业务感知、测量、调度并最终形成整体的控制闭环。针对不同行业，5G需要采用公众网络、本地专网、以及多种混合组网模式满足行业所需的业务隔离和数据安全需求，因此5G-Advanced应该从整体网络架构、组网方案、设备形态和服务支撑能力上匹配多样性的复杂业务环境。

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