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摘要：6G 網絡不僅對通信服務進行了增強，還將融合感知、計算、智能和可信等多業務領域提供綜合服務。當前5G QoS體系架構和機制無法支撐未來6G網絡綜合服務保障，6G需要更廣義的QoS新體系。通過對當前QoS局限和未來QoS設計新目標分析，提出了QoS新體系下的項目化運作、架構分級和多管控主體等設計范式，并且闡述了 AI和數字孿生可作為新工具協助 QoS 設計的優化驗證。
關鍵詞：6G網絡；QoS體系；廣義QoS；工作鏈
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2023.05.001
引言
隨著網絡生態的延伸和網絡技術的發展，網絡業務越來越豐富，多元化的業務需要服務質量（QoS）體系機制來提供差異化的服務保障。4G 系統的 QoS 機理是核心網完全管控以及承載一對一映射。4G QoS的基本粒度是 EPS承載，相同承載上的所有數據流將獲得相同的 QoS保障（如調度策略、緩沖隊列管理、鏈路層配置等），不同的QoS保障采用不同類型的EPS承載。4G QoS架構存在 QoS管控顆粒度粗、信令開銷大以及QoS管控交互過程長等問題，對突發型業務、綜合類業務不夠友好。在 5G NR 中，針對上述問題采取了一些改進措施。如圖 1 所示，5G QoS 架構使用 PDU會話提供用戶面端到端的連接管理，基本顆粒度細化為 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。對每個 UE，核心網會建立 1 個或多個 PDU session，在 NAS level 映射中，每個 PDU session 可包含多個 QoS flow，每個 QoS flow 對應一組 QoS 參數。在 AS level 映射中，RAN 根據核心網的 QoS 信息指導進行QoS flow 到數據無線承載（Data Radio Bearer，DRB）的映射，這意味著相比 4G QoS 管控，5G QoS 體系架構允許 RAN 有一定的自由度。5G QoS 體系架構在一定程度上提升了對業務承載管控的靈活性和適配性。
圖1 QoS體系架構從4G到5G的演變
隨著5G商用化加速并向垂直行業拓展，越來越多的 5G 新應用催生了業界對未來 6G 網絡的想象，5GQoS體系架構對日益豐富的業務需求應對乏力且短板凸顯。業界預測6G網絡將涌現出智能體交互、通信感知計算融合、多模態沉浸式體驗等新業務，未來 6G 網絡將會提供通信（通）、感知（感）、計算（算）、智能化（智）和安全可信并且可交易（信）的綜合業務/服務。QoS 作為業務服務質量保障的關鍵，不僅需要在通信方面上增強，而且還應該向其他領域拓展。為了提升通信業務體驗，業界認為應該在業務自適應空口變化方面進行QoS控制增強，以及需要通過探測感知、更靈活的機制和更細致的顆粒度等手段保證業務需求與實時空口相匹配。為了服務千差萬別的應用場景，有效滿足不同用戶需求并保證個人用戶體驗（QoE），有團隊在網絡智能架構中引入服務需求區間（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、通信、計算、控制和AI算法等多種能力的多功能節點（mNode：multi-function Node）來進行個性化的 QoS管控。在學術界，對具有全面感知、可靠傳輸和智能處理特征的物聯網場景，也有一些關于Web服務組合基于QoS進行通信、感知、計算一體化優化理論模型的探討。
目前，業界對 6G 需求、愿景和關鍵技術越來越聚焦，也逐漸認識到未來 QoS 體系架構機制需要較大的革新。本文從 6G QoS 設計新目標、新范式、新工具 3 個方面來闡述對未來 QoS 新體系架構機制的構想。
