用户中心化网络演进的关键技术洞察

        长期以来，以用户为中心的网络一直是移动通信领域的研究热点，受到学术界和产业界的广泛重视。随着新型多样化需求的出现和新技术的发展，以用户为中心的接入网将成为满足未来移动通信系统需求的关键特性。

        中兴通讯将“以用户为中心的网络”作为6G的重点课题之一，同时该方向也是中兴通讯国家重点实验室关注的“网媒融合”技术之一，研究成果将陆续融合到5G-A网络中以充分发挥其技术桥梁作用，赋能丰富多样的新场景、新业务。

        传统移动通信网络“以小区为中心”向用户提供服务。该服务模式导致用户体验存在不均衡的问题，即在小区中心用户体验好，在小区边缘用户体验快速下降，用户在移动过程中体验波动明显，无法满足低空智联网、车联网、沉浸式业务等面向6G的新应用和场景对网络稳定体验的诉求。用户中心化网络是保障稳态用户体验的核心路径。

        用户中心化网络是一种以用户为核心的网络架构，它打破了传统“以小区为中心”的模式，通过动态调整网络资源和覆盖，确保用户始终处于最佳服务区域。用户中心化网络通过多个TRP（transmit-receive point，传输接收点）之间的智能化协作，在消除TRP间干扰和提高频谱资源利用率的同时，降低了对射频和天线数倍增的硬件挑战，增强了系统可拓展性和可靠性，从而确保用户在移动过程中享受到稳定、连续的网络连接（见图1）。

         经过分析研判，我们认为用户中心化网络演进包括如下五大关键技术簇：多TRP协作的底座技术、多TRP的分布式协作技术、移动性增强技术、智能化组网协作技术和协作架构池化技术。

多TRP协作，底座技术先行

        将用户作为网络服务的核心，需要多个TRP同时为用户提供服务，因此需要这些TRP节点协同工作，并且协同的效果和集中式基站等同，这需要依赖两大关键底座技术：

• 提升空口校准和同步精度：时间同步是4G和5G通信系统的基本要求，基本时间同步精度要求在±1.5µs。如果需要多TRP进行协作，则需要将时间精度提升到皮秒级，使得多个TRP之间的时延和相位在一定范围内，否则无法有效合并。空口校准技术通常包括两种方式，一种是TRP天线自校准，另一种是终端辅助的校准。
• 智能管理TRP协作关系：多个TRP协作的前提条件之一要获取其他TRP的资源配置、信道状态等基本信息，因此需要进行协作关系和协作链路的动态管理。以用户为中心的网络中，每个用户的无线条件、业务要求等都会对协作关联和链路产生影响，需要通过智能化方式进行管理。

极致化性能，持续增强TRP协作深度

        用户中心化网络通过多个TRP之间进行智能化的协作来提升用户体验。在本文中我们按照TRP之间交互的数据类型将协作分为4个等级（见图2）。

• 等级1：TRP之间只进行轻量级的交互，降低干扰影响。
• 等级2：TRP之间实现业务数据的交互，通过多链路的同时接收和发送，提高接收信号的信噪比，增强基站的解调能力。
• 等级3：TRP之间除交互业务数据之外，还进行空口校准和同步，使得多个TRP间发送和接收数据时实现时间和相位同步，达到功率同向叠加。
• 等级4：TRP间交互业务数据、空口校准和同步，还增加了空口信道的交互，使得多个TPR实现联合赋形，增加空域自由度，超越单个射频的赋形能力。

        从上面的描述不难看出，多个TRP之间交互的数据越丰富，获得的性能提升也就越显著，同时实现的难度也成倍增加。在5G-A和6G通信系统中，我们期望多TRP的协作可达到等级4，通过以用户为中心、多点TRP的极致协作，为用户提供特有的分布式Massive MIMO服务，突破传统小区的边缘限制，使得用户体验具有较好的一致性。同时可根据用户的移动轨迹实时调整协作TRP，因此分布式Massive MIMO架构对干扰的处理具有更多的自由度，从而能提升用户的无线性能。分布式Massive MIMO不仅可以用在大容量的场景，还能用于低时延、低空覆盖等场景。

降低切换影响，增强移动性技术

        用户中心化网络的目标是无论用户所处的位置，都为其提供统一高效的服务，并保证用户移动时无缝切换。传统的小区间移动性管理都是基于L3测量并由RRC信令触发，UE需要进行完全的小区重配置，导致数据传输中断和较大的信令开销，频繁切换带来的性能影响尤为严重。

        因此在移动性增强技术方面，可通过降低切换中断时延和提升切换的鲁棒性两个方面降低切换的影响。

• 降低切换时延

        在5G-A系统中引入了基于L1/L2触发的跨小区移动性机制（LTM，L1/L2 triggered mobility）。切换决策主要基于L1测量上报、通过L1/L2指令触发小区切换/激活、简化信令配置和基站间的交互协商过程，进而大幅降低切换时延，减少了切换失败等情况。

• 提升切换鲁棒性

        在5G标准中已经引入DAPS（dual active protocol stack，双活动协议栈）和CHO（conditional handover，条件切换）。DAPS切换是UE侧在切换期间短时间内同时保持与源小区和目标小区的连接，直至UE收到目标小区明确的释放指令后才断开与源小区的传输。CHO通过让UE来根据测量结果选择目标基站并发起切换执行过程，降低切换失败的情况。

        通过智能化方式或感知辅助通信方式可预测UE移动轨迹，网络可依据更精准的位置信息进行更精细化的波束管理，优化对波束的选择和跟踪，从而提升用户体验。

体验实时保障，基站内生智能赋能智能化组网协作

        在传统的服务模型中，服务通常是通用化和标准化的，无法满足不同用户的个性化需求。以用户为中心作为主要特征，5G-A/6G网络具备弹性可重构的智能化组网能力，通过灵活的可重构性来适应不断变化的需求和环境，支持新兴的应用场景和服务模型。

        用户中心化网络通过动态检测用户行为和业务需求，自适应地为用户构建灵活的小区。该网络架构具备以下关键能力：

• 智能洞察场景和业务需求：网络服务基于用户的地理位置、实时上下文信息和数据，利用智能算法自动调整服务策略，确保用户始终处于最佳的服务状态。
• 用户为中心的协作集智能生成：根据用户的实际需求，网络能够动态调整服务区域，灵活构建小区协作集，使得用户和业务能够得到稳定性保障。
• 持续学习与迭代优化：通过机器学习和自适应算法，网络可以不断学习用户行为与需求，并逐步优化服务模型，提升对用户需求的理解和服务质量。
• 多样化网络架构的部署与管理：不同的用户场景和业务应用对应不同的网络架构，网络能够灵活组织和部署，快速响应新业务需求。通过高效的连接管理和拓扑自适应机制，网络能够根据用户意图和兴趣感知，动态优化资源配置。

协作架构演进，解耦和池化是方向

        网络资源（如带宽、存储和计算能力）可以虚拟化和池化，以便更灵活地分配给不同的用户和应用程序。网络能够实时监测和分析网络资源的利用情况，根据用户需求和实时网络状态，感知用户需求的变化，并根据需求进行调整，自动重新配置和优化为用户提供服务的网络侧节点和资源，以提供最佳的网络服务。协作架构池化技术包括基带池化架构和上下行解耦架构。

        上下行解耦架构将多TRP的空域资源池化，可以分别根据上行和下行链路最优原则自适应选择上行服务TRP和下行服务TRP，使得上下行体验都达到最佳。另一方面，多TRP池化架构允许某个TRP只支持上行、只支持下行或者上下行都支持，能够灵活应对不同的应用场景、网络需求和业务负载。

        用户中心化网络演进将为移动通信开启全新的篇章，为用户创造更加无缝、流畅的通信环境，满足低空智联网、车联网、沉浸式业务等新应用和场景对网络稳定体验的要求，为用户提供“处处满格”的稳定体验，同时为向6G网络的平滑演进奠定坚实基础。