基于分层强化学习框架的6G确定性网络技术研究

作者：邢燕霞1，胡兴洪2作者单位：1.中国电信股份有限公司研究院，北京102209；2.北京邮电大学 信息与通信工程学院，北京100876。摘要：随着远程医疗、智慧工厂等时延敏感类业务的发展，对移动确定性网络的需求不断提高。3GPP R16版本提出5G协同TSN的5G TSC网络架构，实现了移动网络的确定性服务。然而，5G TSC网络架构依然面临许多技术问题：不支持联合业务调度、不支持广域网长距离传输、不支持应用协同等。因此，梳理3GPP支持移动确定性网络的推进过程，明确问题存在的原因，并面向6G网络给出基于人工智能算法的解决方案。引言：随着工业制造、车联网、智能电网等时延敏感类业务的发展，对移动通信网络的实时性和确定性需求不断提高[1]。例如，工业互联网的数据上传和控制指令下发、远程机器人手术、无人驾驶等，需要将端到端时延控制在1~10 ms，将时延抖动控制在微秒级，但传统的网络只能将端到端时延减少到几十毫秒[1]。因此，面向未来6G时代，提供“尽力而为”业务保障的传统网络，将逐步演进发展为可靠、安全、有界的确定性网络。确定性网络技术已成为当今学术界和产业界研究和关注的热点之一，各大标准组织均设立了专门的工作组进行相关技术的推进，包括：(1)IEEE设立时间敏感网络(Time-Sensitive Networking，TSN)工作组，用于解决二层网络的确定性问题。在IEEE 802.1标准框架下，制定了围绕时间同步、流量整形、资源预留等多项关键技术的协议族。目前，TSN主要应用于汽车控制领域、工厂内网、智能电网等场景[2]。(2)IETF设立确定性网络(Deterministic Networking Working，DetNet)工作组，致力于解决三层网络的确定性问题，并与TSN工作组合作，定义了二层网络和三层网络的通用框架。DetNet借鉴了TSN的机制和架构，通过实现时钟同步、资源预留、多径路由等技术，为三层数据提供确定性的延迟、抖动、丢包以及高可靠性保障。目前，DetNet主要应用于专业和家庭音频/视频、车载多媒体、工业控制系统，以及TSN工作组考虑的应用[1]。(3)由于TSN技术不能提供广域网和无线场景下的确定性保障，而5G具备部署灵活、移动性支持等优势，在自动巡检、机器人等工业领域具有广泛的应用前景。因此，3GPP在R16中引入了TSN技术，提出5G时间敏感通信网络(Time-Sensitive Communication，TSC)，支持移动网络的确定性[3]；在R17中进一步增强了网络架构，支持UE-UE的确定性[4]；在R18中开始了DetNet的研究，以支持三层网络的确定性。(4)国内标准组织(例如CCSA、ITM-2030、确定性工业联盟等组织)均在开展确定性相关的研究和产业推进。本文基于3GPP提出的5G与TSN协同网络，分析其提供的功能和存在的问题，并面向6G网络提出相应的解决方案。
文章来源：《电子技术应用》杂志12月刊点击下方阅读原文，下载论文PDF

☞商务合作：☏ 请致电010-82306118 /✐ 或致件 Tiger@chinaaet.com

点

这里“阅读原文”，直达电子技术应用官网

新闻来源：电子技术应用ChinaAET，文中所述为作者独立观点，不代表icspec立场。更多精彩资讯请下载icspec App。如对本稿件有异议，请联系微信客服specltkj。