资源描述
5G-Advanced 网络技术演进白皮书（2021） 面向万物智联新时代 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。 简介 中国移动，中国电信，中国联通，中国广电， SK Telecom， KT，中国信息通信研究院， 华为，爱立信（中国），上海诺基亚贝尔，中兴，中国信科， 三星，亚信，vivo，联想，IPLOOK，紫光展锐，OPPO，腾讯， 小米 （排名不分先后） 参编单位 目录CONTENTS 1 产业进展概述 .01 1.1 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 .02 2 5G-Advanced网络演进架构趋势和技术方向 .04 3 5G-Advanced关键技术 .06 3.1 网络智能化 .06 3.1.1 网络智能化关键技术 .06 3.1.2 智能网络应用场景 .08 3.2 行业网融合 .08 3.3 家庭网络融合 .09 3.4 天地一体化网络融合 .10 3.5 交互式通信能力增强 .11 3.6 确定性通信能力增强 .11 3.7 用户面演进 .12 3.8 网络切片增强 .12 3.9 定位测距与感知增强 .13 3.10 组播广播增强 .13 3.11 策略控制增强 .13 4 总结和展望 .14 01 5G-Advanced网络技术演进白皮书 产业进展概述 01 5G网络的全球商用部署如火如荼。截止2021年4月， 全球已经有68个国家和地区中的162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35年仍将是5G发展的 关键时期。 为此，3GPP在4月举行的PCG #461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，也是未来业务发展 的发动机；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。 1.1 5G产业发展现状 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。 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。 1.2 5G网络演进驱动力 1.2.1 产业发展驱动力 025G-Advanced网络技术演进白皮书 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。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。 5G-Advanced演进在技术上呈现为ICT技术、工业现 场网技术、数据技术等全面融合的趋势。 4G之后的通信网络充分引入IT技术，普遍采用电 信云作为基础设施。在实际的电信云落地过程中，NFV （Network Functions Virtualization）、容器、SDN （Software Dened Network）、基于API（Application Programming Interface）的系统能力开放等技术都得到 了实际的商用验证。 1.2.2 网络技术驱动力 03 5G-Advanced网络技术演进白皮书 另一方面，网络边缘是未来业务发展的中心，但其 商业模式、部署模式、运维模式、尤其是资源可获得性 以及资源效率均与集中化部署的云计算存在较大的差异 性。Linux基金会提出，在将Cloud Native理念引入边缘 后，也需要结合边缘的各种特征而形成边缘原生（Edge Native）4的应用形态。因此，5G-Advanced的演进中 需要综合云原生与边缘原生的特点，通过同一个网络架构 实现两者的平衡，最终走向云网融合、云网一体的长期演 进方向。 对于CT技术本身，5G-Advanced需要进一步发挥网络 融合的能力。这些融合包括对不同代际、NSA/SA不同模 式的融合，也包括对个人消费者、家庭接入与行业网络的 融合。此外，随着卫星通信的演进，5G-Advanced核心网 也将为面向地海空天一体化的全融合网络架构做好准备。 除ICT技术外，未来将有更多的来自生产运营的需 求，并通过OT技术（Operational Technology）为移 动网络带来新的基因。例如面向工业制造的产业互联网 与传统消费互联网不同，其对网络质量有着更为严苛的 需求，需要考虑在引入5G的同时支持极简组网。基于机 器视觉的质检场景需要网络同时支持大带宽和低时延能 力；远程机械控制需要网络支持确定性传输、可保障可 承诺的连接数以及带宽；面向柔性制造的智能产线还需 要网络提供精准定位，数据采集等能力。为此，无线接 入网络需要具备媲美有线接入的可靠性、可用性、确定 性和实时性。OT与CT的融合将成为移动网络发展的一 个重要方向，5G-Advanced网络将成为构建工业环境下 人、机、料、法、环全面互联的关键基础设施，实现工 业设计、研发、生产、管理、服务等产业全要素的泛在 互联，是工业数智化转型的重要推动力。 此外，DT(Data Technology)技术也将为网络演进 注入新的动力。数字经济的发展基础是海量连接、数 字提取、数据建模和分析判断。5G网络与大数据、AI （Artificial Intelligence）等技术结合，可以实现更加精 准的数字提取，基于丰富的算法和业务特征构建数据模 型，基于数字孪生技术做出最合适的分析判断，并反向作 用于物理实体，从而充分发挥数智化效应，进一步推动网 络演进。 综上，DOICT的全融合将共同驱动网络变革和能力升 级，助力全社会全领域的数智化发展。 045G-Advanced网络技术演进白皮书 5G-Advanced 网络演进架构趋势和 技术方向 02 为了满足个人消费者体验升级和行业数智化转型的需 求，5G-Advanced网络需要从架构层面和技术层面持续演 进，以满足多样化业务诉求，提升网络能力。 在架构层面，5G-Advanced网络需要充分考虑云原 生、边缘网络以及网络即服务理念，持续增强网络能力并 最终走向云网融合、算网一体。 - 云原生（Cloud Native）是在电信云NFV基础上的 进一步云化增强，以便更快的实现5G网络的灵活部署和 功能的灵活开发和测试。云原生需考虑通过软件优化提高 对硬件资源占用效率， 同时考虑引入云化的安全机制实 现基础设施内生安全 - 边缘网络是分布式网络架构与边缘业务相结合的高 效部署形态。 - 网络即服务(Network as a Service)模式使5G系统 变得高度灵活，可以适配垂直行业需求的各种定制化方 案，其具体实现形态可以是5G网络切片，也可以是独立 部署的网络。5G核心网的SBA服务化架构设计深入网络 逻辑内部，有助于运营商全面掌控网络，贴合“网络即 服务”的5G网络发展目标。SBA的设计使得5G网络功能 (NFs)可以进行无状态开发。它允许对NFs进行模块化、 灵活和以应用程序为中心的更高效通信。SBA的一个重要 特点是，通过使用基于请求/响应和订阅/通知的方法，有 效地管理和控制NF服务之间的各种通信。SBA架构允许对 NF服务进行具备鲁棒性的伸缩、监控和负载平衡。 运营商以SBA为网络基础、以网络切片为服务框架、 以网络平台为核心、以关键网络功能API为抓手，构建敏 捷定制化5G能力，帮助用户深度参与到网络服务的定义 和设计中，提供差异化的业务体验及更高的业务效率，使 得联接与计算共同成为5G服务行业发展的强大助推器。 05 5G-Advanced网络技术演进白皮书 图2.1-1：5G-Advanced网络架构 在网络特征与网络功能层面，未来用户对网络有着 越来越复杂多样的需求，基于此，5G-Advanced需要 具备智慧（AI）、融合（Convergence）和更丰富使能 （Enabler）的特征，即ACE。 - 智慧（AI）：随着5G网络在行业网络中的应用发 展，网络规模日益扩大，业务场景日益丰富，网络功能和 管理变得愈加复杂。传统网络需要大量手动配置和诊断， 带来较高的管理开销，因此需要引入智能化来协助提升从 网络功能到网管协作的各个层面的服务能力和服务质量。 - 融合（Convergence）：多种接入方式融合、多张 网络融合是5G-Advanced网络演进的大趋势。在5G应用 于行业之前，各个行业经过漫长的应用与演进，形成了彼 此独立的网络，出现了多样化的终端、接入方式与传输方 式。网络的通用性极差，导致了新功能迭代时间长、设备 价格高昂、技术发展缓慢等问题。因此，天地一体化、工 业互联网等多行业多协议融合的下一代网络成为新趋势。 - 使能（Enablement）：随着5G网络在行业中的应 用，网络能力持续丰富和提升，并逐渐由基础设施向业务 使能者的角色演变。网络确定性、定制化、面向行业需求 的自演进等新能力的引入，都将助力5G-Advanced更好地 为行业用户提供按需定制的网络，真正实现网络即服务。 行业业务个人消费业务 API 数据分析 全接入 API 云原生 管理面控制面 用户面用户面 边缘网络 网络即服务（NaaS） rticial Intelligence 智慧 onvergence 融合 nabler 使能 065G-Advanced网络技术演进白皮书 5G-Advanced 关键技术 03 网络资源虚拟化、业务多样化、以及网络切片、边 缘计算等5G新能力的不断引入，给5G运营和商用带来挑 战。通过智能化技术在电信网络中的应用和融合，可提高 网络效能，降低运维成本，提升网络智慧运营水平。 从3GPP Rel-16开始，为了推动网络智能化，在网 络基础架构（SA2）和网管（SA5）技术标准化层面开 展了持续推进。NWDAF是3GPP SA2在5G引入的标准网 元，是AI+大数据的引擎，具备能力标准化、汇聚网络数 据、实时性更高、支持闭环可控等特点。3GPP不但定义 了NWDAF在网络中的位置以及和其他网络功能的交互协 同，也定义了NWDAF部署的灵活性，NWDAF可以通过 功能嵌入的方式部署在特定的网络功能单元，也可跨网络 功能单元协同，完成网络智能的闭环操作。MDAS是3GPP SA5正在研究的服务能力，是网络和服务管理与编排的自 动化和认知的一个使能器。它与人工智能（AI）和机器学 习（ML）技术相结合，为网络服务管理和编排带来了智 能化和自动化。MDAS基于网络管理数据的数据处理和分 析功能，可实现对网管领域数据价值挖掘；可结合AI/ML 技术对网络管理数据进行处理和分析，进而输出分析报告 及相应的网络管理操作建议，以促进网络管理及编排的智 能化和自动化，实现网管域的闭环管理。 3.1网络智能化 3.1.1 网络智能化关键技术 07 5G-Advanced网络技术演进白皮书 随着5G网络的演进，网络变得越来越复杂，网络运 维的复杂性也相应增加，这就要求网络是一个高度智能 化，高度自动化的自主网络。一方面网络需要根据自身 和环境的变化，自动调整以适应快速变化的需求；另一方 面，网络也需要根据业务和运维要求，自动完成需要的网 络更新和管理。为满足这些需求，以下人工智能领域技术 可为5G-Advanced网络智能化发展提供参考： - 机器学习作为网络智能的基础技术，可广泛地分布 于5G网络中各节点及网络控制管理系统中。基于5G系统 生成的丰富的用户和网络数据，并结合移动通信领域的专 业知识，可以构建灵活多样的学习框架，形成一个应用广 泛、分布与集中相结合的网络智能化处理体系。 -数字孪生可以对网络进行更好的监测和控制，包括对 网络状态、流量等进行更好的预测，在虚拟孪生环境中对网 络变更提前仿真评估，从而提升网络的数智化管理水平。 - 以认知技术为基础，将移动通信领域的专业知识内 置到算法，充分利用5G网络生成的大数据，增强网络运 营智能化程度，以实现复杂多样的业务目标。 - 意图驱动网络使得运营商能够定义期望的网络目 标，系统可以自动将其转化为实时的网络行为，通过意图 维持对网络进行持续地监控和调整，从而保证网络行为同 业务意图相一致。 此外从架构层面，未来可通过引入例如联邦学习等先 进框架来支持多个网络功能单元共同学习训练。这样既能 有效增强训练效果，又保护数据隐私。此外，NWDAF可 分层部署，灵活地构建分布式智能网络体系，更好地应对 不同的需求。 网络数据 分析功能 网管系统 获取数据 与提供 分析结果 数据存储库 获取与 存储数据 获取网络 数据 提供分析 结果 应用功能 网络功能 应用功能 网络功能 图3.1.1-1：基于NWDAF的5G网络智能架构5 085G-Advanced网络技术演进白皮书 为实现智能网络构建，赋能各行各业数智化转型， 5G网络需要在网络各领域不断引入AI技术。对内可服务 网络、安全、管理等领域，将云网的大数据资源通过人工 智能算法转化为云网的智能规划、业务分析、故障诊断、 动态优化能力。5G网络通过引入AI技术，可实现完整的 业务体验优化闭环，包括对用户体验进行智能的评估与监 测，需结合业务需求、网络能力进行智能综合分析，通过 业务体验反馈机制，进行策略的调整和闭环跟踪，实现网 络成本和业务体验的最优匹配。例如通过智能数据分析， 建立用户体验指标与QoS指标的关系模型，并基于该模型 实时评估和监测当前业务的用户体验质量；分析挖掘用户 的通信习惯，形成最佳匹配于用户/业务与网络的差异化 QoS参数；使用强化学习等优化决策算法对切片资源和用 户进行综合调度和优化，实现切片资源和用户的智能调 度，保障切片业务的体验质量；基于AI的多接入协同，保 障多接入资源得到充分利用的同时提高用户体验。 网络智能技术对外则充分利用电信行业的算力、数据 和场景优势，重新定义端管云生态，构建电信行业的新商 业模式。在许多特定的应用场景需要云边端协同工作，通 过数据采集、模型训练、智能模型推理，可以实现灵活的 资源编排和调度，完成特定的业务逻辑。云网边端的可用 计算能力状况和网络状况是实时动态变化的，在引入人工 智能技术对计算负载和网络负载进行合理预测的基础上， 运营商可以对云网边端中的算力、存储和网络连接等多维 资源进行联合优化调度，实现云网边端资源的一体化调度 和动态分配，在满足业务服务质量要求并取得资源效率全 局优化的前提下，使业务负载在云、网、边、端全域异构 资源上合理、灵活地部署和迁移。 3.1.2 智能网络应用场景 5G与行业网融合将会成为5G-Advanced网络面向垂 直行业客户的一个重点场景。5G网络在行业网络中，凭 借无线化、移动性等优势，能带来更多的业务价值，如 人员保护、生产柔性化等。从组网角度，不仅能大幅降 低有线组网的复杂度和人力成本，更能帮助行业客户实现 “一网到底”的理想。例如，在工业制造领域的现场与车 间组网中，5G可在垂直层面简化多层次的有线网络层次 实现网络扁平化；基于5G确定性能力的差异化保障，5G 可以实现现场网络的IT网络（如设备运维数据采集）与OT 网络（如PLC控制）合一。 行业专网的特点在于为第三方客户在自身的运营管理 范围内提供灵活按需的定制化网络。5G行业专网可将企 业自身的网络体系与5G网络融合，构建统一管理、无缝 切换的融合行业网络。 3.2 行业网融合 09 5G-Advanced网络技术演进白皮书 融合的行业网络主要分为以下几方面增强： 1）网络组网互通增强： 5G-LAN技术可利用5G网络代替当前工业领域的局域 网，解决在当前的工业网络中线缆移动性限制，光纤铺设 成本高的问题，为行业用户提供了快速灵活组建移动专 网的能力。5G-LAN通过组的概念定义了虚拟网络，支持 组内点对点和点对多点的通讯。5G-LAN组可以部署一个 UPF，也可以部署多个UPF，支持UPF内的本地交换，也 支持跨UPF的组内通讯。通过开放API接口使得第三方能 够灵活的创建或者修改通讯组，从而实现组的动态管理。 5G-Advanced对5G-LAN可以在以下方面进行的技术增 强： - 进一步研究工业网络中的新需求，在移动网络二层 数据传输方面进行增强，扩大5G-LAN在工业网络中的应 用场景。例如，工厂场景需要网络间具有服务连续性的组 通信、5G LAN中的动态组通信、5G-LAN组QoS支持。 - 目前5G-LAN只支持一个组由单个SMF服务，未来 将扩展到一个组跨多个SMF，从而实现广域范围的互联 互通。 - 固定网络和移动网络的融合，5G-LAN需要和传统 工业有线局域网进行互通和融合。 此外在5G行业专网组网中，企业可对于终端地址进 行统一管理与规划。通过构建N3IWF网络功能，还可支持 实现行业现有网络与5G专网的融合覆盖与切换。 2）网络管理增强：构建面向企业的统一网管监控体 系，简化网络管理流程，打破烟囱式管理模式； 3）网络安全增强：由运营商部署运维的行业网需要 在安全和可靠性方面符合企业要求。行业网需要与公网隔 离，其中一个可能的方式是支持行业专网（如PNI-NPN 等）。安全保障能力包括：接入终端与卡号鉴权、拓扑隐 藏等，企业甚至会对行业专网接入的所有数据进行防火墙 过滤，从而确保敏感数据不出园区；可靠性能力包括：接 入可靠性、资源独享性和连接的可靠性。 家庭网络会成为5G-Advanced网络覆盖的一个重点场 景。运营商发现用户晚间在家时，会出现移动数据流量高 峰。如果消费者使用新业务如手机游戏或高清移动电视时， 这种情况更加明显，因为这些服务需要更高的数据速率。 高数据速率服务如交互式应用，未来可能在更高的频 段承载以获取更多的带宽。然而这些较高频段如何为室内 提供覆盖正在成为网络发展的一个挑战。室外基站可能无 法提供足够的室内覆盖，可考虑引入中继或室内基站，来 为消费者提供无处不在的覆盖体验。 家庭网络有其自身特点：设备移动范围较小；接入 数量较多，且接入设备类型较多；对网络的可靠性要求不 高，但是对协议转化要求较高；对带宽需求明显；可能有 很多近距离通信需求。 面向未来的家庭智慧物联，入网的终端将会多种多 样，采集到的数据也是多样化的。如何实现这些多样化采 集数据的同步传输，并结合AI算法，更加准确的判断出人 员行为、预测设备状态、进行智能调控，会成为下一阶段 家庭网络技术研究的重点。 3.3 家庭网络融合 105G-Advanced网络技术演进白皮书 5G网络不仅提供更高速的数据传输服务，更将提供 无处不在的移动网络接入。然而，在偏远地区，例如山 区、沙漠、远洋等，5G网络建设和维护的成本极高，因 此无法通过传统地面5G基站在偏远地区提供无缝的5G网 络覆盖。随着航空航天技术的发展，宽带卫星通信已经可 以地面蜂窝网络难以比拟的成本优势来实现广域甚至全球 覆盖。因此，5G网络应充分融合卫星通信，取长补短， 共同构成全球无缝覆盖的天地一体化综合通信网，满足用 户无处不在的各种业务需求。 目前5G网络已支持基站采用5G NR空口制式，允许 终端通过卫星基站接入统一5G核心网，支持卫星工作在 透明转发模式，但在语音业务、传输速率等方面存在一定 的局限性。未来支持天地一体化网络融合的5G-Advanced 网络将具备如下特点： - 支持不同轨道高度的卫星网络与地面5G网络的融 合，如低、中、高轨不同的移动性管理策略。 - 卫星提供无线接入时，可工作在弯管模式或再生模 式，分别提供数据透明转发功能和星上信息处理功能，支 持星地或星间组网，支持终端同时使用卫星接入和地面接 入，以优化业务数据传输，支持卫星接入或者地面接入属 于一个或者多个运营商。5G核心网应能够针对通过卫星 接入的终端，采用增强的移动性管理机制，例如支持基于 终端位置的接入控制以满足监管要求，支持终端在卫星接 入与地面接入之间无缝切换，以及基于卫星接入的类型进 行策略与QoS控制。支持基于网络的定位来满足非GNSS 终端定位需求，并满足监管诉求。 - 基站使用卫星网络提供的回传服务时或者星载基站， 核心网应能够感知卫星网络的特征（例如时延、带宽等）， 并在考虑卫星移动和整个星座系统情况下，进行策略与QoS 控制，以及向应用层开放回传能力以辅助应用层的适配。 3.4 天地一体化网络融合 图 3.4-1：融合卫星系统的5G网络 N6 N1/N2/N3 5GC DN UE NR Uu 射频拉远单元 NR Uu gNB UE NR Uu gNB-DU F1 gNB-CU UE NR Uu gNB NG UE gNB NR Uu NG 卫星回传网络 11 5G-Advanced网络技术演进白皮书 随着5G网络实现连续覆盖、智能终端大屏化和AR/VR/ XR等新媒体终端的成熟，用户实时通信的诉求不再局限于 音视频。触、摸、拖、拽等操作的互动，针对同一事务共 同协作，使沉浸式视频通信等成为可能。实时通信将向高 清化、交互式、沉浸式及开放性的交互式通信演进6。 交互式通信在实时通信的基础上搭载新的数据传输通 道，为用户提供除音视频之外的更丰富的实时交互服务。不 仅提升消费者通信体验，如个性呼叫、远程协作、AR社交、 VR通信等；而且提升企业沟通效率，如企业名片提升外呼电 话可信及接通率，可视菜单提升选择效率和客服满意度；同 时提供了更开放的网络能力，使能更丰富的行业应用场景。 如打车应用、企业园区通信及互动远程教育等。 3GPP Rel-17针对云游戏和XR等交互式业务定义了新 的5QI和QoS参数等，而在5G-Advanced阶段，交互式通 信还需要如下关键技术支撑： - IMS Data Channel：通过建立与音视频通话同步 的数据通道，在音视频通话中实现屏幕共享，叠加AR， 甚至是听觉、视觉、触觉、动觉、环境信息等同步的全沉 浸式体验。 - 分布式融合媒体：构建统一的融合媒体面，同时支 持音视频、协作、AR/VR等媒体，分布式部署，就近调 度，满足此类业务的低时延及上行大带宽需求。 - 通话应用可编程：终端除了需要支持IMS Data Channel，还需要支持通话应用可编程，支持Web引擎实 时处理数据通道的业务数据并实时在用户UI呈现，可以灵 活扩展业务。 - 全新QoS机制：网络侧针对多流业务进行分层编码 和分层传输，并提供不同的5QI进行QoS保障；识别不同 的数据包并以更细粒度实施QoS控制（例如，延迟，或可 靠性）；引入新的QoS参数（例如新的等待时间要求，可 靠性，带宽）以支持触觉数据或传感器数据传输。 - 增强多媒体通信数据流协同：触感通信可支持多维 数据采集，从而用于全面表征业务特征。这种新的通信模 式需要实现多业务流间的传输协同和统一的调度，保障数 据包同步到达处理服务器或终端。 - 增强的网络能力开放机制：针对AR/VR等强交互性 业务场景，5G系统可通过开放更多更实时的信息来支持 更好的用户体验以及更高效网络资源利用。 3.5 交互式通信能力增强 3GPP自R15开始定义确定性通信的能力，并在R16及 后续标准从空口、核心网、组网与集成、SLA保障架构、 URLLC等不同维度持续增强。3GPP R16定义了较为完整 的5G集成外部TSN网络的组网模式，也称TSN Bridge集成 模式。3GPP R17开始定义了5G独立组网模式的确定性通 信架构，以适应更多的组网场景。但目前系统级的确定性 保障网络架构仍不够完善，难以实现SLA/QoS的端到端确 定性保障。5G-Advanced中，确定性通信能力增强需要覆 盖确定性网络服务的管理与部署、度量、调度与协同保障 等端到端领域和流程。 1）增强确定性网络服务的管理与部署能力：实现行 业客户业务场景KQI需求到网络KPI需求的完整转换，并将 网络KPI需求进一步完整分解映射到各网络子域的KPI与确 定性能力需求。基于建模仿真功能，预测并验证特定网络 中上述的转换、映射与分解结果能否满足业务需求；并提 前对网络部署和配置进行对应的修正和调整，该机制可大 幅避免业务上线过程中的复杂度和降低潜在的后带来的业 务损失风险。 2）增强确定性网络的度量能力：当前网络KPI数据 基于统计周期平均值，难以匹配高确定性应用低至毫秒级 别的发包周期需求。因此，5G-Advanced网络需要实现时 延、带宽、抖动等相关KPI的精确度量，基于此才能进行 有效增强调度和保障。 3）增强确定性网络的调度与协同保障能力：突破5G 单域系统的边界，提升系统级确定性传输能力，实现SLA/ QoS可预测，可承诺。5G-Advanced将在下面几个方面不 断增强： 3.6 确定性通信能力增强 125G-Advanced网络技术演进白皮书 - 完善应用感知：基于应用主动通知、网络深度感知 业务数据特定格式与编码等方法，实现5GS对于应用以及 多业务流的特征和优先级感知。不仅感知周期性业务，也 支持非周期业务感知。 - 丰富调度手段：基于应用感知，可使能流级调度、 业务内流间调度、业务级调度等多种调度模式。 - 网络与应用协同：基于感知业务的发送特征和优先 级，构建包括应用以及E2E网络在内的闭环确定性协同。 通过双向接口，实现应用数据发包与端到端网络调度的同 步，通过反向调整应用，规避多业务并发导致的拥塞。 - E2E 5G网络各域内部协同：基于CN与AN协同，支持 RAN实现最优差异化调度，确保整体QoS最佳。该机制可提 升URLLC空口容量，同时降低调度等待时延，如上行时延。 - 网络与终端协同：按需提供多终端多连接的主备连 接、双方选收等增强模式，提升传输链路可靠性。 4）根据产业需求，5G-Advanced网络按需对5G支 持TSN做进一步增强： - 在支持IEEE TSN全集中式配置模型基础上，扩展支持 其他TSN配置模型（例如分布式）。提升灵活组网和创新 应用部署的能力，提升业务部署的动态控制和可扩展性。 5）授时服务：目前对精准时间同步有要求的行业大 多依赖全球导航卫星系统（GNSS），为解决恶意攻击、 空间电磁干扰、室内信号弱、接收机耗电等问题，5G系统 需要提供定时服务，并在极端情况下作为GNSS系统的备 份或补充系统，为公网和垂直行业用户持续提供精准的时 间同步服务。 UPF应能够支持来自eMBB、URLLC、mMTC的不同 类型的5G服务。由于UPF与控制平面功能分离，UPF目前 聚焦于包处理优化。 随着5G网络部署，垂直行业对边缘场景下的5G需求 越来越明确。5G UPF可根据市场需求下沉部署，并按需 进行能力扩展，这就要求5G UPF具备灵活开放的能力， 支持功能按需定制并能够快速上线。通过SBA设计支持其 他网络功能对用户面能力的调用。针对行业客户关注的如 高精度位置信息、用户面负载情况、网络时延、网络切片 信息、计费等特定信息可按需通过5G UPF进行开放。 3.7 用户面演进 网络切片是一种按需组网的技术。网络切片技术在统 一的基础设施上隔离出多个虚拟的端到端网络，以适应各 种各样的业务需求，是5G SA最关键的显性特性之一。标 准上多个相关标准组织例如3GPP/ITU-T/ETSI/CCSA等都 针对网络切片进行了相关的标准化工作，网络切片相关的 功能和技术规范已经基本成熟。为了让网络切片具体落地 商业应用于千行百业，还需要在智能化配置，能力开放， 与垂直行业的结合3个方向继续完善： - 智能化配置：目前网络切片相关的配置在标准上 已经逐步完善，例如3GPP定义了NSMF以及各个子域的 NSSMF相关的参数和接口。目前针对这些参数的控制仍 然以手工为主，如何实现自动化的闭环控制以满足SLA保 障，如何提高智能化水平等问题还需进一步研究。 - SLA保障：标准上定义了切片使用者可以向网络管 理者订购切片的流程。在提出订购切片后，如何保证服务 质量，以及切片使用者如何获知网络切片的资源使用情况 等，需要开放给切片订购者，这些问题需要进一步解决。 - 与垂直行业结合：利用网络切片服务于垂直行业， 还需要考虑到垂直行业自身一些特点，比如行业客户对切 片的自管理（例如监控，查询等）的需求，或者在垂直行 业已有独立专网情况下，当用户通过5G网络切片接入之 后，需要路由回自己的专网，如何协同配置现有专网和用 户接入的5G网络切片等，均有待继续增强。 3.8 网络切片增强 13 5G-Advanced网络技术演进白皮书 5G定位可以提供对人员及车辆定位管理、物流跟踪、 资产管理等场景的支持。随后续业务的发展，在网络边缘 提供低时延高精度的定位能力尤其重要。未来的网络场景 如车联网要求定位精度达到厘米级，且其置信度在90%以 上。目前5GAA已经在进行相关研究并向3GPP提交标准提 案，一方面基于MEC部署LMF/GMLC，降低定位信息传输 时延，另一方面通过增加参考UE以提供视距信息，以此提 高定位的精度和置信度。 随着5G网络发展，基于测距和感知的新型网络能力需求 正逐渐涌现。例如在智慧家庭、智慧城市、智慧交通、智慧 零售以及工业4.0的某些场景中，获取物体间相对位置和角 度，以及感知目标对象的距离、速度和形状等信息的需求 逐渐显现。为了满足这些业务需求，5G-Advanced网络应 进一步增强，具备协助无线网进行测距和感知的能力。 3.9 定位测距与感知增强 5G组播和广播服务可将多媒体流或数据传输到各种类 型的通用5G设备，有利于提高无线资源效率和实现创新服 务，NR MBS对实现AR/VR广播组播、公共安全、V2X应用 程序、透明IPv4/IPv6组播传输、IPTV、无线软件传输、物 联网应用等业务非常重要。 5G网络需考虑通过5G NR-MBS在单播和广播/组播服 务之间灵活和动态地分配资源，这在系统效率和用户体验 方面能够提供实质性的改进和新的能力。此外采用人工智 能技术可以根据实际用户体验实现高效的资源分配。5G网 络可以支持灵活的终端接入广播服务机制。 3.10 组播广播增强 5G通过引入UE策略和基于用户的接入与移动性管理 功能，支持实现灵活的策略调整。该功能现阶段已经可为 UE提供如用户路由选择、接入网络发现等能力；为网络提 供如无线接入方式、频率选择优先级（RFSP Index）、接 入区域限制、UE AMBR等控制。 在面向5G-Advanced网络的研究中, 运营商需进一步 探索在UE策略和移动性管理策略方面的市场应用前景。例 如考虑在漫游情况下支持用户接入的策略控制；策略控制 可以通过使用细粒度的QoS监控来支持更好的QoS管理， 有效地提高了UE会话的服务保障；每个切片特定的QoS 控制有助于高效的带宽管理，以支持各种网络部署如B2B 和B2C；在4/5G互操作情况下，需要保证用户在4/5G系统 间的策略一致性。为了更好地应对行业应用高精度，低时 延等需求，现有策略管理参数的粒度和下发流程等需要进 一步的优化。 3.11 策略控制增强 145G-Advanced网络技术演进白皮书 总结和展望 04 移动通信始终处于不断革新和发展的状态。在5G的 第一阶段标准已开始商用的今天，5G技术还在不断向前 发展，3GPP在4月27日会议上正式将5G演进的名称确定 为5G-Advanced。5G-Advanced将为5G后续发展定义新 的目标和新的能力，通过网络演进和技术增强，使能5G 产生更大的社会和经济价值。在这个承前启后的时间点 上，产业伙伴共同撰写本白皮书，希望为5G-Advanced网 络发展提供参考。 本白皮书重点介绍了面向5G-Advanced的网络架构 及关键技术，为5G网络的下一阶段演进提供指导。在网 络架构方面，5G-Advanced网络将沿着云原生、边缘网
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