6G 新型異構融合組網技術探析
通信世界網消息（CWW）異構融合組網是指將不同類型的網絡進行融合，形成一個統一的網絡架構，以實現更加高效、靈活和可靠的網絡通信。異構網絡是由不同製造商生產的計算機、網絡設備和系統組成的，這些設備可能運行在不同的網絡協議上，支持不同的功能或應用。
異構融合組網的實現需要考慮多個方面的因素，包括網絡架構的設計、網絡設備的兼容性、協議轉換、安全認證等。其中，多無線電協作是一種重要的實現方式，它可以通過多無線電間的相互協作和對多無線電資源的有效管理與合理分配，提高網絡吞吐量、降低無線設備的能量消耗、降低異構網絡間切換的時延，從而爲實現真正的異構網絡無縫融合提供基礎。
此外，異構融合組網還需要考慮網絡的安全性。由於異構網絡面臨的網絡攻擊類型比普通網絡更多，且具有隨機性，不易於檢測和統計，因此需要採取更加複雜的安全措施，例如異構網絡安全密鑰的管理、異構網絡的攻擊防禦機制、異構網絡的安全認證機制等。
異構融合組網是未來網絡技術發展的重要趨勢，它可以實現更加高效、靈活和可靠的網絡通信，滿足未來終端業務的多樣性需求，爲下一代無線網絡的發展提供重要方向。
6G異構融合組網的含義闡釋
在6G時代，異構融合組網將成爲一個重要的技術方向，以滿足未來終端業務多樣性需求，提供更高質量的信息通信服務。6G異構融合組網的關鍵技術主要包括以下幾個方面。
一是多接入的新型融合架構。6G空天地一體網絡是一種多接入的新型融合架構，在地面蜂窩移動網絡的基礎上，融合天基衛星網絡，通過多種異構網絡混合組網。這種架構可以實現網絡全球無縫覆蓋，爲海洋、機載、跨國、天地融合等細分通信領域帶來新機遇。
二是異構網絡融合技術。異構網絡融合技術是實現6G異構融合組網的關鍵技術之一，它需要在不同網絡之間進行協議轉換、數據交換、資源共享等操作，以實現網絡之間的無縫連接和協同工作。爲了實現異構網絡的高效融合，需要研究新的網絡協議、路由算法、資源管理技術等。
三是端到端、全域全網的質量保障技術。6G異構融合組網需要面向端到端、全域全網提供質量可保障的信息通信服務。這需要研究新型端到端通信協議、網絡切片技術、邊緣計算技術等，以滿足不同業務場景下的質量需求。
四是分佈自治式的網絡架構設計。6G時代的網絡架構設計將由集中規劃式向分佈自治式轉變，以滿足大規模組網下的海量連接和極致性能要求。分佈自治式的網絡架構設計需要研究新型的網絡拓撲結構、節點協作機制、資源管理策略等，以實現網絡的自組織、自適應和自優化。
6G異構融合組網規劃需要考慮的重點
6G異構融合組網規劃的重點可以從以下幾個方面進行考慮。一是全球無縫覆蓋和網絡融合。
6G異構融合組網需要實現全球無縫覆蓋，包括陸地、海洋、空中甚至太空等多個領域。這需要整合各種不同類型的網絡，包括地面蜂窩移動網絡、寬帶衛星通信網絡、無人機通信網絡等，形成一個高度融合的網絡架構。這種網絡架構需要支持多種接入方式，實現各種設備之間的互聯互通，以滿足未來終端業務多樣性需求。
二是智能化和網絡自優化。6G異構融合組網需要實現網絡的智能化和自優化。這需要研究人工智能（AI）和機器學習（ML）技術，讓網絡能夠自動學習和適應不同的業務場景、網絡環境，實現網絡的自適應和自優化。這將有助於提高網絡的效率和性能，降低運營成本和維護成本。
三是綠色可持續發展。6G異構融合組網需要考慮綠色可持續發展。隨着網絡規模的不斷擴大和業務需求的不斷增長，網絡的能耗和碳排放量也在不斷增加。因此，6G異構融合組網需要研究新型節能技術和綠色網絡技術，以降低網絡的能耗和碳排放量，實現可持續發展。
6G異構融合組網的網絡規劃方法
6G異構融合組網的網絡規劃方法需要綜合考慮多個方面，包括網絡架構、業務需求、資源分配、安全性等。以下是筆者建議的一些網絡規劃方法，僅提供初步的網絡規劃分析。
基於業務需求的6G網絡架構設計
首先，需要明確6G異構融合組網的業務需求，包括不同的應用場景、服務質量要求、用戶分佈等。然後，根據這些需求設計網絡架構，包括網絡的拓撲結構、接入方式、核心網架構等。同時，需要考慮網絡的可擴展性和靈活性，以適應未來業務的發展。
6G基於業務需求的網絡架構設計旨在構建一個能夠滿足未來各種業務需求的高效、靈活和可靠的網絡架構。從邏輯上來分析，可按照圖1所示的步驟和方法分析和設計，甚至重複迭代多次達到最優網絡。
圖1 基於業務需求的6G網絡架構規劃
分析業務需求：深入瞭解和分析6G時代各類業務的需求特點，包括不同應用場景下的數據傳輸速率、時延、可靠性、安全性等要求。這可以通過市場調研、與業務提供商合作、參與標準化組織等方式獲取。
設計網絡架構框架：基於業務需求分析的結果，設計網絡架構的整體框架，包括確定網絡的拓撲結構、接入方式、核心網架構等。可以考慮採用分層、分域、分佈式的架構設計，以提高網絡的可擴展性和靈活性。
定製化網絡切片：爲了滿足不同業務場景下的需求，可以引入網絡切片技術，將物理網絡劃分爲多個邏輯網絡，每個切片可以根據業務需求進行定製化配置和優化。這包括網絡功能、資源分配、安全策略等方面的定製化。
考慮未來擴展和升級：在網絡架構設計中，需要考慮未來的擴展和升級需求。可以採用模塊化、可插拔的設計思想，使得網絡架構易於擴展和升級。同時，需要保持與新技術、新標準的兼容性，以確保網絡架構的長期可持續發展。
6G基於業務需求的網絡架構設計是一個綜合性的過程，需要深入分析業務需求、設計網絡架構框架、定製化網絡切片、優化資源分配和管理、強化安全性和可靠性、考慮未來擴展和升級等。通過合理的架構設計，實現6G網絡的高效、靈活和可靠，滿足未來終端業務多樣性需求。
基於資源優化的6G網絡規劃
6G異構融合組網需要整合各種不同類型的網絡資源，包括頻譜資源、計算資源、存儲資源等。因此，在網絡規劃中需要考慮如何優化資源的分配和利用，以提高網絡的效率和性能。可以採用網絡切片技術，將不同的業務需求映射到不同的網絡切片上，實現資源的靈活分配和管理。
基於資源優化的6G網絡規劃方法旨在通過合理、高效的資源配置和利用，滿足6G網絡的大規模連接、超低時延、多樣化定製等需求，基於資源優化的6G網絡規劃重點和方法如圖2所示。
圖2 基於資源優化的6G網絡規劃重點和方法
資源池化：將不同類型的網絡資源（如頻譜、計算、存儲等）進行池化處理，形成一個統一的資源池。通過動態的資源分配和調度，滿足不同業務場景對資源的需求。
資源切片：根據業務的不同需求，將資源池中的資源進行切片，爲不同的業務提供定製化的資源配置。這樣可以確保關鍵業務得到足夠的資源支持，同時避免資源的浪費。
動態資源分配：通過實時監測網絡狀態和業務需求，動態地調整資源的分配。在業務需求達到高峰時，可以增加資源的投入；在業務需求處於低谷時，可以釋放部分資源以降低成本。
虛擬化技術：利用虛擬化技術，將物理資源抽象爲虛擬資源，實現資源的靈活分配和共享。這可以提高資源的利用率，降低運營成本。
邊緣計算：將計算任務下沉到網絡邊緣，減少數據傳輸的時延和帶寬消耗。同時，邊緣計算還可以提高數據處理的實時性和可靠性。
智能化資源管理：引入人工智能和機器學習技術，讓網絡能夠自動學習和適應不同的業務場景、網絡環境，實現資源的自適應和自優化。
跨域協同：支持管理固定、移動、衛星等多種接入，實現跨域一體化設計，優化資源管理，以滿足全球無縫覆蓋和網絡融合的需求。
綠色可持續發展：在資源規劃時，需要考慮綠色可持續發展。通過採用節能技術和綠色網絡技術，降低網絡的能耗和碳排放量，以實現可持續發展。
基於資源優化的6G網絡規劃方法需要綜合考慮資源池化、資源切片、動態資源分配、虛擬化技術、邊緣計算、智能化資源管理、跨域協同以及綠色可持續發展等方面。
基於安全性的6G網絡規劃
6G異構融合組網面臨着複雜的安全威脅和挑戰，需要在網絡規劃中充分考慮安全性。可以採用端到端加密、身份認證、訪問控制等技術，確保網絡通信的安全性和數據的保密性。同時，需要建立完善的安全管理體系，包括安全策略、安全審計、安全事件響應等，以提高網絡的整體安全性。
基於安全性的6G網絡規劃方法需要確保網絡在傳輸、處理、存儲數據等各個環節都具備高度的安全性，以下是一些基於安全性的6G網絡規劃方法。
一是端到端加密。確保數據從發送端到接收端的整個傳輸過程中都是加密的，以防止數據泄露或被篡改。使用先進的加密算法和技術，保證數據傳輸的安全性。
二是身份認證和訪問控制。對所有接入網絡的設備進行身份認證，確保只有合法的設備能夠訪問網絡資源和數據。同時，實施細粒度的訪問控制策略，限制不同用戶或設備的訪問權限。
三是安全審計和監控。定期對網絡進行安全審計，檢查網絡設備和系統是否存在安全漏洞或風險。同時，實行實時監控，及時發現並應對潛在的安全威脅。
四是安全漏洞管理和應急響應。建立完善的安全漏洞管理機制，及時修補網絡設備和系統中的安全漏洞。同時，制定應急響應計劃，以應對可能發生的網絡安全事件。
五是分佈式智能安全防禦。利用分佈式智能節點的協同能力，提供全局的人工智能安全防禦。通過實時監測和分析網絡流量及上網行爲，發現異常並採取相應的防禦措施。
六是安全數據管理和使用。對存儲在網絡中的數據實施嚴格的安全管理，確保只有授權的用戶或設備能夠訪問並使用這些數據。同時，對敏感數據進行脫敏處理，以降低數據泄露的風險。
七是安全培訓和意識提升。加強對網絡管理員和用戶的安全培訓，提高他們的安全意識和技能，讓他們瞭解如何識別和應對潛在的安全威脅。
八是“零信任”安全體系。建立以“安全數據+人工智能”爲驅動的安全感知和主動防護體系，實現“零信任”的安全環境。這意味着默認情況下，網絡不信任任何內部或外部實體，並通過持續驗證和最小權限原則來管理訪問和行爲及權限。
基於安全性的6G網絡規劃方法需要綜合考慮端到端加密、身份認證和訪問控制、安全審計和監控、安全漏洞管理和應急響應、分佈式智能安全防禦、安全數據管理和使用、安全培訓和意識提升、“零信任”安全體系等方面。通過全面的安全措施和管理策略，確保6G網絡的安全性和可靠性。
基於智能化的6G網絡規劃
6G異構融合組網需要實現網絡的智能化和自優化。在網絡規劃中，運營商可以考慮引入人工智能和機器學習技術，讓網絡能夠自動學習和適應不同的業務場景、網絡環境，實現網絡的自適應和自優化。這將有助於提高網絡的效率和性能，降低運營成本和維護成本。
基於智能化的6G網絡規劃方法主要依賴於先進的人工智能和機器學習技術，以實現網絡的自動化、自優化和自適應，以下是針對基於智能化6G網絡規劃的一些建議方法。
一是引入人工智能和機器學習技術。利用人工智能和機器學習的強大能力，對網絡狀態、業務需求、用戶行爲等進行實時分析和預測。這可以幫助網絡自動調整資源配置、優化性能，並提前發現和解決潛在問題。
二是自動化網絡管理。通過自動化工具和平臺，減少手動配置和管理的工作量。例如，可以利用人工智能技術實現自動化的網絡故障排除、性能優化和配置更新。
三是自優化網絡性能。基於人工智能和機器學習的自優化技術，可以根據實時網絡性能數據和業務需求，動態調整網絡參數和資源配置，以實現最佳的網絡性能。
四是自適應業務變化。6G網絡需要支持多樣化的業務和應用場景。智能化的網絡規劃方法應能夠使網絡自適應不同的業務需求和變化，確保業務的連續性和高效性。
五是智能化資源分配。基於人工智能和機器學習的資源分配技術，可以根據業務需求、網絡狀態和用戶行爲，動態地進行資源分配和調度，以實現資源的最大化利用。
六是智能化安全管理。利用人工智能和機器學習技術，增強網絡的安全防護能力。例如，可以通過實時的流量分析和行爲檢測，發現並預防潛在的安全威脅。
七是智能化決策支持。基於人工智能和機器學習的決策支持系統，可以爲網絡規劃者提供數據驅動的決策建議，幫其作出更合理、更有效的網絡規劃決策。
八是持續學習和進化。智能化的網絡規劃方法需要持續學習和進化，通過收集和分析大量的網絡數據，人工智能和機器學習模型可以不斷改進和優化，以適應不斷變化的網絡環境和業務需求。
綜上所述，在進行6G異構融合組網網絡規劃時，網絡規劃方法需要綜合考慮業務需求、資源分配、安全性、智能化等多個方面。通過合理的網絡架構設計、資源優化、安全管理和智能化技術引入，實現6G異構融合組網的高效、靈活和可靠，滿足未來終端業務的多樣性需求。
6G異構融合組網是未來網絡技術發展的重要趨勢，它將爲下一代無線網絡的發展提供重要方向。爲了實現6G異構融合組網的高效、靈活和可靠，需要研究多種關鍵技術，包括多接入的新型融合架構、異構網絡融合技術、端到端及全域全網的質量保障技術、分佈自治式的網絡架構設計等。6G異構融合組網的發展方向是全球無縫覆蓋和網絡融合、端到端及全域全網的質量保障、智能化和網絡自優化、綠色可持續發展，這些方向將爲下一代無線網絡的發展提供重要指導，推動未來網絡技術的不斷創新和發展。
*本篇刊載於《通信世界》6月10日*
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