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摘要：6G 網(wǎng)絡(luò)不僅對(duì)通信服務(wù)進(jìn)行了增強(qiáng)，還將融合感知、計(jì)算、智能和可信等多業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供綜合服務(wù)。當(dāng)前5G QoS體系架構(gòu)和機(jī)制無(wú)法支撐未來(lái)6G網(wǎng)絡(luò)綜合服務(wù)保障，6G需要更廣義的QoS新體系。通過(guò)對(duì)當(dāng)前QoS局限和未來(lái)QoS設(shè)計(jì)新目標(biāo)分析，提出了QoS新體系下的項(xiàng)目化運(yùn)作、架構(gòu)分級(jí)和多管控主體等設(shè)計(jì)范式，并且闡述了 AI和數(shù)字孿生可作為新工具協(xié)助 QoS 設(shè)計(jì)的優(yōu)化驗(yàn)證。
關(guān)鍵詞：6G網(wǎng)絡(luò)；QoS體系；廣義QoS；工作鏈
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2023.05.001
引言
隨著網(wǎng)絡(luò)生態(tài)的延伸和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)越來(lái)越豐富，多元化的業(yè)務(wù)需要服務(wù)質(zhì)量（QoS）體系機(jī)制來(lái)提供差異化的服務(wù)保障。4G 系統(tǒng)的 QoS 機(jī)理是核心網(wǎng)完全管控以及承載一對(duì)一映射。4G QoS的基本粒度是 EPS承載，相同承載上的所有數(shù)據(jù)流將獲得相同的 QoS保障（如調(diào)度策略、緩沖隊(duì)列管理、鏈路層配置等），不同的QoS保障采用不同類型的EPS承載。4G QoS架構(gòu)存在 QoS管控顆粒度粗、信令開銷大以及QoS管控交互過(guò)程長(zhǎng)等問(wèn)題，對(duì)突發(fā)型業(yè)務(wù)、綜合類業(yè)務(wù)不夠友好。在 5G NR 中，針對(duì)上述問(wèn)題采取了一些改進(jìn)措施。如圖 1 所示，5G QoS 架構(gòu)使用 PDU會(huì)話提供用戶面端到端的連接管理，基本顆粒度細(xì)化為 QoS flow，并且使用非接入層（Non-Access-stratum，NAS）level 和接入層（Access-stratum，AS）level 2 步映射。對(duì)每個(gè) UE，核心網(wǎng)會(huì)建立 1 個(gè)或多個(gè) PDU session，在 NAS level 映射中，每個(gè) PDU session 可包含多個(gè) QoS flow，每個(gè) QoS flow 對(duì)應(yīng)一組 QoS 參數(shù)。在 AS level 映射中，RAN 根據(jù)核心網(wǎng)的 QoS 信息指導(dǎo)進(jìn)行QoS flow 到數(shù)據(jù)無(wú)線承載（Data Radio Bearer，DRB）的映射，這意味著相比 4G QoS 管控，5G QoS 體系架構(gòu)允許 RAN 有一定的自由度。5G QoS 體系架構(gòu)在一定程度上提升了對(duì)業(yè)務(wù)承載管控的靈活性和適配性。
圖1 QoS體系架構(gòu)從4G到5G的演變
隨著5G商用化加速并向垂直行業(yè)拓展，越來(lái)越多的 5G 新應(yīng)用催生了業(yè)界對(duì)未來(lái) 6G 網(wǎng)絡(luò)的想象，5GQoS體系架構(gòu)對(duì)日益豐富的業(yè)務(wù)需求應(yīng)對(duì)乏力且短板凸顯。業(yè)界預(yù)測(cè)6G網(wǎng)絡(luò)將涌現(xiàn)出智能體交互、通信感知計(jì)算融合、多模態(tài)沉浸式體驗(yàn)等新業(yè)務(wù)，未來(lái) 6G 網(wǎng)絡(luò)將會(huì)提供通信（通）、感知（感）、計(jì)算（算）、智能化（智）和安全可信并且可交易（信）的綜合業(yè)務(wù)/服務(wù)。QoS 作為業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量保障的關(guān)鍵，不僅需要在通信方面上增強(qiáng)，而且還應(yīng)該向其他領(lǐng)域拓展。為了提升通信業(yè)務(wù)體驗(yàn)，業(yè)界認(rèn)為應(yīng)該在業(yè)務(wù)自適應(yīng)空口變化方面進(jìn)行QoS控制增強(qiáng)，以及需要通過(guò)探測(cè)感知、更靈活的機(jī)制和更細(xì)致的顆粒度等手段保證業(yè)務(wù)需求與實(shí)時(shí)空口相匹配。為了服務(wù)千差萬(wàn)別的應(yīng)用場(chǎng)景，有效滿足不同用戶需求并保證個(gè)人用戶體驗(yàn)（QoE），有團(tuán)隊(duì)在網(wǎng)絡(luò)智能架構(gòu)中引入服務(wù)需求區(qū)間（Service Requirement Zone，SRZ）和用戶滿意率（User Satisfaction Ratio，USR）的概念，并提出使用集成了感知、存儲(chǔ)、通信、計(jì)算、控制和AI算法等多種能力的多功能節(jié)點(diǎn)（mNode：multi-function Node）來(lái)進(jìn)行個(gè)性化的 QoS管控。在學(xué)術(shù)界，對(duì)具有全面感知、可靠傳輸和智能處理特征的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，也有一些關(guān)于Web服務(wù)組合基于QoS進(jìn)行通信、感知、計(jì)算一體化優(yōu)化理論模型的探討。
目前，業(yè)界對(duì) 6G 需求、愿景和關(guān)鍵技術(shù)越來(lái)越聚焦，也逐漸認(rèn)識(shí)到未來(lái) QoS 體系架構(gòu)機(jī)制需要較大的革新。本文從 6G QoS 設(shè)計(jì)新目標(biāo)、新范式、新工具 3 個(gè)方面來(lái)闡述對(duì)未來(lái) QoS 新體系架構(gòu)機(jī)制的構(gòu)想。
