Page 34 - 网络电信2022年9/10月刊

解 决 方 案
面向B5G/6G边缘网络的智能管控架构
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喻鹏 丰雷 李文璟 张俊也 周凡钦 邱雪松 1
1.北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室
2.北京交通大学计算机与信息技术学院
目前，第四代移动通信（4G, the 4th Generation）系
统发展成熟，第五代移动通信（5G, the 5th Generation）系
统进入规模商用的起步阶段。超五代移动通信（B5G, Beyond
5G）系统以5G系统为基础，向下一代演进。第六代移动通信
（6G, the 6th Generation）系统面向2030年以后的通信需
[1]
求，是B5G的后向演进 。为了满足未来B5G/6G网络的业务需
求，需要高效的智能化管控方法。已有的4G/5G网络的管控以
被动处理为主，且特定的管控问题需要特定的求解方法，缺乏
自适应的智能化方法的支撑。基于这些问题，本文重点针对
B5G/6G边缘网络的需求，提出了对应的网络智能管控架构，明
确了管控功能和需要解决的关键技术问题。
一.B5G/6G的应用场景和管控需求分析
1. 5G向6G的演进
5G的愿景是实现“万物互联”，但5G与垂直行业融合应用
的需求仍然不明确，且5G通信系统的性能指标尚不足以满足未
来智慧城市的愿景需求。B5G/6G将在5G基础上进一步扩展和深
化物联网应用的范围和领域，并与人工智能、大数据等技术相
结合，实现万物智能互联。与5G相比，6G将具备“更强性能、
更加智能、更加绿色、更广覆盖”等特点。6G峰值速率将达到
100 Gbit/s~1 Tbit/s；空口时延低至0.1ms；连接数密度支持1
000万连接/平方公里；定位精度将达到厘米量级。6G网络将有
效降低成本和能耗，大幅提升网络能效，实现可持续发展
不同于5G侧重面向人、车联网和物联网之间通信，6G将更
加侧重于以人类个性化需求为中心，并将向空天地海外太空、
全维度感知世界和网络空间不断延伸，为人类提供无处不在、
[4]
无时不在、无人不在和无事不在的信息基础设施 。ITU-T“网
络2030”焦点组对6G网络提出了甚大容量、超越“尽力而为”
[5]
与高精度通信和融合多类网络等需求 。
60 网络电信 二零二二年九，十月
摘要：网络管控是业务服务质量的重要保障，面
向未来B5G/6G的应用场景和业务特征，分析网络
管理和控制的智能化需求，重点针对B5G/6G边缘
网络，提出基于人工智能的管理控制架构，具体包
括边缘网络的资源模型构建方法、网络智能管理的
功能范畴、人工智能计算单元的部署方法，以及意
图驱动的网络资源自主调度流程等内容，最后通过
一个应用场景描述架构的实现方法。
关键词：B5G/6G；边缘网络；人工智能；网络
管控；模型和架构
2. B5G/6G边缘网络架构和特征
在未来的B5G/6G时代，海量的原始数据在无线网络边缘产
生并汇入通信网络，不仅占用大量的带宽资源，还对快速、可
靠的传输和计算提出了巨大的挑战。然而无线通信带宽有限，
有线网络带宽也不可能无限增加，使得当前的云计算网络架构
[6]
难以满足广大终端日益增长的任务处理需求 。
为了解决云计算所面临的困境，移动边缘计算（MEC,
Mobile Edge Computing）应运而生。移动边缘计算将网络的
资源、内容和功能迁移到网络边缘，即更靠近终端的位置。然
而，边缘服务器的计算能力有限，远没有云计算中心的计算能
力强大，面对大量计算密集型任务时仍然难以为继。因此，单
层边缘服务器是远远不够的，未来的B5G/6G的边缘网络将是一
种多层异构的混合架构。如图1所示，该混合架构中边缘节点到
云计算中心的上行链路中包含多层不同功能的网络节点。越上
层的边缘服务器计算能力越强、覆盖范围越大、距离边缘设备
[6]
越远 ，下层边缘服务器难以处理的任务可以卸载到上层边缘
服务器继续处理。该架构可以应对众多物联网应用场景，如健
康监测、智慧家庭、安全监控等多种智慧城市应用。
作为城市群的基础设施之一，6G边缘网络可由多家运营商
投资共建，并集成网络功能虚拟化、软件定义网络和网络切片
等技术，通过与人工智能（AI, Artificial Intelligence）的
深度融合，在高效传输、无缝组网、内生安全、大规模部署、
[2-3] 。 自动维护等多个层面得到实际应用 [7-8] 。为了满足边缘网络用户
的高可靠、低时延、高带宽等不同业务需求，已有的人工为主
的被动管控方式将不再适用。
3. B5G/6G边缘网络智能管控需求分析
未来的B5G/6G边缘网络中，由于服务需求的多样化和连接
设备数量的爆炸式增长，迫切需要一种新的人工智能支撑的管
控范式，基于高度异构的基础设施、无线接入、计算和存储资
[9]
源，实现网络的自我感知、自我配置、自我优化和自我修复 。