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摘要：6G 网络不仅对通信服务进行了增强，还将融合感知、计算、智能和可信等多业务领域提供综合服务。当前5G QoS体系架构和机制无法支撑未来6G网络综合服务保障，6G需要更广义的QoS新体系。通过对当前QoS局限和未来QoS设计新目标分析，提出了QoS新体系下的项目化运作、架构分级和多管控主体等设计范式，并且阐述了 AI和数字孪生可作为新工具协助 QoS 设计的优化验证。
关键词：6G网络；QoS体系；广义QoS；工作链
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2023.05.001
引言
随着网络生态的延伸和网络技术的发展，网络业务越来越丰富，多元化的业务需要服务质量（QoS）体系机制来提供差异化的服务保障。4G 系统的 QoS 机理是核心网完全管控以及承载一对一映射。4G QoS的基本粒度是 EPS承载，相同承载上的所有数据流将获得相同的 QoS保障（如调度策略、缓冲队列管理、链路层配置等），不同的QoS保障采用不同类型的EPS承载。4G QoS架构存在 QoS管控颗粒度粗、信令开销大以及QoS管控交互过程长等问题，对突发型业务、综合类业务不够友好。在 5G NR 中，针对上述问题采取了一些改进措施。如图 1 所示，5G QoS 架构使用 PDU会话提供用户面端到端的连接管理，基本颗粒度细化为 QoS flow，并且使用非接入层（Non-Access-stratum，NAS）level 和接入层（Access-stratum，AS）level 2 步映射。对每个 UE，核心网会建立 1 个或多个 PDU session，在 NAS level 映射中，每个 PDU session 可包含多个 QoS flow，每个 QoS flow 对应一组 QoS 参数。在 AS level 映射中，RAN 根据核心网的 QoS 信息指导进行QoS flow 到数据无线承载（Data Radio Bearer，DRB）的映射，这意味着相比 4G QoS 管控，5G QoS 体系架构允许 RAN 有一定的自由度。5G QoS 体系架构在一定程度上提升了对业务承载管控的灵活性和适配性。
图1 QoS体系架构从4G到5G的演变
随着5G商用化加速并向垂直行业拓展，越来越多的 5G 新应用催生了业界对未来 6G 网络的想象，5GQoS体系架构对日益丰富的业务需求应对乏力且短板凸显。业界预测6G网络将涌现出智能体交互、通信感知计算融合、多模态沉浸式体验等新业务，未来 6G 网络将会提供通信（通）、感知（感）、计算（算）、智能化（智）和安全可信并且可交易（信）的综合业务/服务。QoS 作为业务服务质量保障的关键，不仅需要在通信方面上增强，而且还应该向其他领域拓展。为了提升通信业务体验，业界认为应该在业务自适应空口变化方面进行QoS控制增强，以及需要通过探测感知、更灵活的机制和更细致的颗粒度等手段保证业务需求与实时空口相匹配。为了服务千差万别的应用场景，有效满足不同用户需求并保证个人用户体验（QoE），有团队在网络智能架构中引入服务需求区间（Service Requirement Zone，SRZ）和用户满意率（User Satisfaction Ratio，USR）的概念，并提出使用集成了感知、存储、通信、计算、控制和AI算法等多种能力的多功能节点（mNode：multi-function Node）来进行个性化的 QoS管控。在学术界，对具有全面感知、可靠传输和智能处理特征的物联网场景，也有一些关于Web服务组合基于QoS进行通信、感知、计算一体化优化理论模型的探讨。
目前，业界对 6G 需求、愿景和关键技术越来越聚焦，也逐渐认识到未来 QoS 体系架构机制需要较大的革新。本文从 6G QoS 设计新目标、新范式、新工具 3 个方面来阐述对未来 QoS 新体系架构机制的构想。
