摘 要：隨著全球通信技術(shù)的飛速進(jìn)展，５Ｇ 向６Ｇ 的轉(zhuǎn)變已成為通信領(lǐng)域的關(guān)鍵焦點(diǎn)。以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)（ＵｓｅｒＣｅｎｔｒｉｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＵＣＮ）架構(gòu)代表了通信技術(shù)的革命性創(chuàng)新，通過將用戶需求和體驗(yàn)置于設(shè)計(jì)的核心，為６Ｇ 環(huán)境下的多樣化應(yīng)用提供了全方位服務(wù)。深入探討了６Ｇ 時(shí)代ＵＣＮ 的發(fā)展軌跡、架構(gòu)特性及核心技術(shù)，涵蓋分布式與去中心化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、集中化控制與資源優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以及諸如資源分配、無縫漫游和隱私保護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)。介紹了一種創(chuàng)新的Ｆ５Ｇ 下服務(wù)于ＵＣＮ 架構(gòu)的無感漫游方案，仿真結(jié)果表明了該方案的優(yōu)越性。通過系統(tǒng)綜述與技術(shù)梳理，旨在闡明ＵＣＮ 在塑造未來移動(dòng)通信領(lǐng)域中的重要作用，為６Ｇ 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供理論支撐和實(shí)踐方向。

關(guān)鍵詞：以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；６Ｇ 無線通信網(wǎng)絡(luò)；資源優(yōu)化；無縫漫游方案；隱私保護(hù)

中圖分類號(hào)：ＴＮ９１９． ２３ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（ＯＳＩＤ）：

文章編號(hào)：１００３－３１１４（２０２４）０３－０４３９－１４

０ 引言

在全球通信技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程中，從５Ｇ 邁向６Ｇ成為了通信領(lǐng)域的主要焦點(diǎn)。５Ｇ 技術(shù)的后續(xù)階段見證了移動(dòng)通信技術(shù)向多樣化終端及各行業(yè)的擴(kuò)散，同時(shí)引入大規(guī)模機(jī)器通信和低時(shí)延高可靠通信，為通信技術(shù)開辟新紀(jì)元。在５Ｇ 網(wǎng)絡(luò)中，由于網(wǎng)絡(luò)功能的增加和對(duì)管理層實(shí)施的依賴，網(wǎng)絡(luò)切片的部署面臨著復(fù)雜性和笨重性的挑戰(zhàn)。同時(shí)，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)切片雖然提供了差異化的連接服務(wù)，但并未充分考慮整合人工智能（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ，ＡＩ）服務(wù)的潛力。隨著向６Ｇ 過渡，網(wǎng)絡(luò)不僅強(qiáng)調(diào)更加個(gè)性化和智能化的用戶體驗(yàn)，同時(shí)也對(duì)資源調(diào)度、無縫漫游和安全性等關(guān)鍵技術(shù)提出了更高的需求。以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)（ＵｓｅｒＣｅｎｔｒｉｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＵＣＮ）架構(gòu)，作為通信領(lǐng)域的革命性變革，將用戶需求和體驗(yàn)置于設(shè)計(jì)核心，注重個(gè)性化服務(wù)、靈活性和可擴(kuò)展性，致力于智能化和自適應(yīng)性，確保網(wǎng)絡(luò)能夠有效響應(yīng)用戶需求。通過結(jié)合ＡＩ、非規(guī)則多輸入多輸出（ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔ ＭｕｌｔｉｐｌｅＯｕｔｐｕｔ，ＭＩＭＯ）、智能超表面（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ Ｓｕｒｆａｃｅ，ＲＩＳ）等新興技術(shù)，ＵＣＮ 實(shí)現(xiàn)了高度的分布式與去中心化特性，確保用戶的參與和影響成為設(shè)計(jì)的核心，將用戶從被動(dòng)接收者轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)配置和服務(wù)選擇的主動(dòng)參與者。同時(shí)，通過將控制平面集中化，ＵＣＮ 實(shí)現(xiàn)了通信資源的自主調(diào)配，確保邊緣用戶的吞吐量和服務(wù)質(zhì)量（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ，ＱｏＳ）。ＵＣＮ 還納入了多種無縫漫游技術(shù)，如基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)（ＳｏｆｔｗａｒｅＤｅｆｉｎｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＳＤＮ）的無縫切換技術(shù)、基于全光組網(wǎng)（Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ／ Ｃｌｏｕｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓｏｐｔｉｃａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＣＷＡＮ）的無線切換等，保障了低切換時(shí)延，從而提供更流暢的用戶體驗(yàn)。安全性方面，ＵＣＮ 采用了多層次的安全措施，包括加密技術(shù)、身份驗(yàn)證和入侵檢測(cè)系統(tǒng)，確保了網(wǎng)絡(luò)的安全性和用戶數(shù)據(jù)的保護(hù)。

然而，ＵＣＮ 架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)面臨著多方面的挑戰(zhàn)：在資源管理與調(diào)度方面，隨著網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備數(shù)量的增加和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜化，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理方法可能不再適用，需要新的管理與調(diào)度策略來動(dòng)態(tài)管理網(wǎng)絡(luò)資源，以應(yīng)對(duì)不斷變化的需求；在漫游技術(shù)層面上，需要開發(fā)能夠支持ＵＣＮ 高度靈活性和效率的新漫游技術(shù)和協(xié)議，從而適應(yīng)不斷變化的用戶需求和網(wǎng)絡(luò)條件，同時(shí)保持高效的數(shù)據(jù)處理和傳輸速度；在安全方面，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大和用戶對(duì)隱私保護(hù)的日益重視，保障網(wǎng)絡(luò)的安全性和用戶隱私將變得更加困難，這要求ＵＣＮ 架構(gòu)必須內(nèi)置強(qiáng)大的安全機(jī)制，以保護(hù)用戶數(shù)據(jù)不被未授權(quán)訪問或?yàn)E用。

本文展望了６Ｇ 環(huán)境下ＵＣＮ 的發(fā)展方向，探索了可行的架構(gòu)特征及其核心使能技術(shù)，勾勒ＵＣＮ 的發(fā)展背景和現(xiàn)狀，深入分析其在６Ｇ 通信領(lǐng)域的體系架構(gòu)，特別是分布式與去中心化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與集中化控制與資源優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的構(gòu)成和優(yōu)勢(shì)。在關(guān)鍵技術(shù)層面，重點(diǎn)探討了資源分配與調(diào)度策略、無縫漫游技術(shù)以及隱私保護(hù)措施，揭示了這些技術(shù)在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能、提高用戶體驗(yàn)和保障數(shù)據(jù)安全方面的應(yīng)用和挑戰(zhàn)，同時(shí)也對(duì)部分研究成果進(jìn)行總結(jié)。通過對(duì)這些關(guān)鍵領(lǐng)域的全面分析，旨在揭示ＵＣＮ 在塑造未來移動(dòng)通信格局中的關(guān)鍵作用，為６Ｇ 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展提供指導(dǎo)和洞見。

１ ＵＣＮ 發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

ＵＣＮ 架構(gòu)強(qiáng)調(diào)以用戶體驗(yàn)和需求為核心，不斷創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型的轉(zhuǎn)變。其不僅提供基礎(chǔ)連接服務(wù)，還整合計(jì)算、數(shù)據(jù)、感知和ＡＩ 等多維能力，滿足用戶在多種場(chǎng)景下的需求。為了探索ＵＣＮ 架構(gòu)及其在６Ｇ 通信技術(shù)中的應(yīng)用，先回顧ＵＣＮ 架構(gòu)的發(fā)展歷程。

群小區(qū)架構(gòu)，作為ＵＣＮ 早期發(fā)展的重要里程碑，標(biāo)志著通信網(wǎng)絡(luò)向用戶為中心轉(zhuǎn)變的初步嘗試［１－２］。通過結(jié)合多個(gè)小區(qū)成一個(gè)群小區(qū)，優(yōu)化了用戶移動(dòng)性和資源利用，減少了用戶切換次數(shù)，提升了ＱｏＳ，展現(xiàn)了向用戶需求導(dǎo)向轉(zhuǎn)變的重要一步，為ＵＣＮ 架構(gòu)的演進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。隨后，中國(guó)移動(dòng)在２０１０ 年提出云無線接入網(wǎng)絡(luò)（Ｃｌｏｕｄ-Ｒａｄｉｏ ＡｃｃｅｓｓＮｅｗｏｒｋ，Ｃ-ＲＡＮ）架構(gòu)標(biāo)志著ＵＣＮ 架構(gòu)在智能化和高效性方面的重要進(jìn)步［３－４］。通過集中基帶處理于中央單元池，并與遠(yuǎn)端無線頭通過光纖連接，實(shí)現(xiàn)部署的靈活性和能效優(yōu)化。其衍生的異構(gòu)云無線接入網(wǎng)絡(luò)（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ-Ｃｌｏｕｄ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＨＣＲＡＮ）架構(gòu)解決了傳統(tǒng)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的局限，提升頻譜和能源效率，展現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向集中化處理和資源共享的趨勢(shì)。

進(jìn)入５Ｇ 時(shí)代，無小區(qū)網(wǎng)絡(luò)概念加速了ＵＣＮ 架構(gòu)的創(chuàng)新［５－７］。無小區(qū)網(wǎng)絡(luò)通過消除小區(qū)邊界，實(shí)現(xiàn)基站與用戶的全連接，提升服務(wù)的統(tǒng)一性和質(zhì)量。無小區(qū)網(wǎng)絡(luò)有效地利用信道資源，尤其在結(jié)合大規(guī)模ＭＩＭＯ 技術(shù)時(shí)，為用戶帶來顯著的分集效應(yīng)和干擾管理。這一架構(gòu)強(qiáng)調(diào)用戶的核心地位，增強(qiáng)用戶在網(wǎng)絡(luò)使用中的決策權(quán)和影響力，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)更加注重用戶需求。

近年來，ＵＣＮ 研究進(jìn)入了新的發(fā)展階段，其中６ＧＡＮＡ 發(fā)布的《以用戶為中心的友好網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)白皮書》為ＵＣＮ 架構(gòu)提供了明確的定義和方向［８］。在此背景下，ＵＣＮ 研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向融合新型通信技術(shù)，包括ＲＩＳ、大規(guī)模非規(guī)則ＭＩＭＯ、ＡＩ 賦能等。相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步為ＵＣＮ 架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)大的支持，使網(wǎng)絡(luò)不僅在控制層面實(shí)現(xiàn)了高效的資源調(diào)度，還在用戶層面提供了無縫漫游和個(gè)性化定制的能力，助力實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)隨人變”“網(wǎng)隨業(yè)務(wù)變”，同時(shí)強(qiáng)化用戶主導(dǎo)地位和網(wǎng)絡(luò)安全。

２ ＵＣＮ 架構(gòu)設(shè)計(jì)

２． １ ＵＣＮ 核心思想

ＵＣＮ 架構(gòu)作為６Ｇ 網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組成部分，致力于在多元化的６Ｇ 場(chǎng)景中提供高速率和一致性的用戶體驗(yàn)，特別適用于涵蓋多種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和用戶終端的本地覆蓋區(qū)域，通過靈活組織訪問點(diǎn)（ＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ，ＡＰ）和服務(wù)單元，以滿足不同用戶的實(shí)時(shí)需求。在ＵＣＮ 架構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)功能被重新構(gòu)建和劃分，整體架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)功能圖如圖１ 所示。

圖中，面向用戶的功能集（Ｕｓｅｒｏｒｉｅｎｔｅｄ ＳｅｒｖｉｃｅＦｕｎｃｔｉｏｎ，ＵＳＦ）的核心目標(biāo)是為用戶提供專屬的核心網(wǎng)服務(wù)，包括但不限于連接、計(jì)算和數(shù)據(jù)處理功能。這些服務(wù)不僅響應(yīng)用戶的個(gè)性化需求，還提供了靈活性和高度定制的解決方案。相比之下，面向網(wǎng)絡(luò)的功能集（Ｎｅｔｗｏｒｋｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ＮＳＦ）則負(fù)責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)級(jí)的事務(wù)，支持ＵＳＦ 提供的用戶級(jí)服務(wù)，包括但不限于網(wǎng)絡(luò)接入、網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)治理、策略制定、計(jì)費(fèi)以及任務(wù)控制等功能。ＮＳＦ 的引入為運(yùn)營(yíng)商提供了必要的工具，以有效管理和控制用戶空間中的網(wǎng)絡(luò)資源，確保網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行和服務(wù)的優(yōu)化。

此外，ＵＣＮ 架構(gòu)通過直接的交互方式，提升了用戶與網(wǎng)絡(luò)、用戶空間及第三方服務(wù)之間的互動(dòng)效率。用戶通過控制面信令、用戶面的數(shù)據(jù)包或能力開放的方式與網(wǎng)絡(luò)實(shí)體交互，實(shí)現(xiàn)用戶空間和網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)的直接管控。有效強(qiáng)化了隱私保護(hù)能力，使用戶在使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)時(shí)擁有更大的控制權(quán)和決策權(quán)。

２． ２ 架構(gòu)設(shè)計(jì)

當(dāng)前ＵＣＮ 架構(gòu)研究正處于通信技術(shù)快速演進(jìn)和用戶需求日益增長(zhǎng)的交匯點(diǎn)上。在此背景下，ＵＣＮ 架構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化不僅要適應(yīng)技術(shù)的最新發(fā)展，還要切實(shí)響應(yīng)用戶多元化、個(gè)性化的通信需求。從技術(shù)路徑區(qū)分，ＵＣＮ 架構(gòu)包括分布式與去中心化、集中化控制與資源優(yōu)化架構(gòu)兩種方案。

２． ２． １ 分布式與去中心化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在日益增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)需求和技術(shù)變革的背景下存在諸多不足。單點(diǎn)故障問題，即網(wǎng)絡(luò)中某一關(guān)鍵組件出現(xiàn)故障可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)中斷，影響網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。中心化資源管理面臨資源分配效率低下和響應(yīng)速度緩慢的挑戰(zhàn)，難以滿足實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)需求。同時(shí)，數(shù)據(jù)處理效率方面存在問題，尤其是在數(shù)據(jù)量大和分布廣泛的場(chǎng)景下，中心化的數(shù)據(jù)處理模式會(huì)導(dǎo)致傳輸延遲和處理瓶頸。

在安全性和隱私保護(hù)方面，傳統(tǒng)的中心化架構(gòu)可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)保護(hù)不充分，容易遭受各種網(wǎng)絡(luò)攻擊和數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)。去中心化方法能夠使網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的可擴(kuò)展性、靈活性和高效的數(shù)據(jù)處理能力，以滿足多維差異化用戶需求并應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜組網(wǎng)場(chǎng)景。通過在網(wǎng)絡(luò)中部署分布式節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制，去中心化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)顯著提高了網(wǎng)絡(luò)的彈性和容錯(cuò)能力，有效減少了單點(diǎn)故障的風(fēng)險(xiǎn)。其動(dòng)態(tài)資源管理功能使網(wǎng)絡(luò)能夠靈活調(diào)整資源分配，響應(yīng)實(shí)時(shí)用戶需求和網(wǎng)絡(luò)狀況，從而減少對(duì)集中式資源管理的依賴。進(jìn)一步地，分布式處理和邊緣計(jì)算的應(yīng)用顯著降低了傳輸延遲，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)處理的速度和效率。去中心化架構(gòu)通過利用分散存儲(chǔ)和加密技術(shù)，強(qiáng)化了數(shù)據(jù)的保護(hù)，有效降低了數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。網(wǎng)絡(luò)的自組織和自愈特性使其能夠在遭受節(jié)點(diǎn)故障或攻擊時(shí)迅速恢復(fù)和重構(gòu)。此外，去中心化架構(gòu)具有良好的擴(kuò)展性和可升級(jí)性，能夠適應(yīng)技術(shù)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)需求的變化，支持網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的靈活擴(kuò)展和技術(shù)的持續(xù)迭代。分布式與去中心化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)過程如圖２ 所示。

早期的無線通信網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)的中心化蜂窩結(jié)構(gòu)面臨諸如小區(qū)邊界干擾和用戶切換頻繁等挑戰(zhàn)。為了克服這些限制，以去中心化為設(shè)計(jì)理念的無小區(qū)結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，通過實(shí)現(xiàn)基站與用戶的全連接，顯著提升了網(wǎng)絡(luò)覆蓋均勻性和ＱｏＳ［６］，特別是結(jié)合大規(guī)模ＭＩＭＯ 技術(shù)后，無小區(qū)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提升了頻譜效率和連接穩(wěn)定性，解決了傳統(tǒng)小區(qū)邊界導(dǎo)致的信號(hào)衰減和干擾問題，從而為用戶提供了更加均勻和穩(wěn)定的通信體驗(yàn)［５－７］。

文獻(xiàn)［９］對(duì)這一架構(gòu)進(jìn)行了進(jìn)一步擴(kuò)展，有效解決了早期無小區(qū)架構(gòu)邊緣節(jié)點(diǎn)交互效率低下、缺乏對(duì)用戶需求和行為的適應(yīng)性的缺陷，提出了一個(gè)融合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)節(jié)點(diǎn)和用戶服務(wù)節(jié)點(diǎn)的架構(gòu)，采用分布式賬本平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自主可信控制。其中，ＡＩ賦能的智能合約處理認(rèn)證、授權(quán)和訪問控制，確保了網(wǎng)絡(luò)交互的定制化和有效性。此外，他們通過結(jié)合區(qū)塊鏈和分布式哈希表（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｈａｓｈ Ｔａｂｌｅ）技術(shù)，既保護(hù)了數(shù)據(jù)隱私，又確保了數(shù)據(jù)可靠性。文獻(xiàn)［１０］提出了基于博弈論的自組織網(wǎng)絡(luò)（Ｇａｍｅ ＴｈｅｏｒｙｂａｓｅｄＳｅｌｆＯｒｇａｎｉｚｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＧＴＳＯＮ）框架，其特色在于采用控制平面和數(shù)據(jù)平面分離架構(gòu)，以優(yōu)化密集多層蜂窩網(wǎng)絡(luò)的資源分配和用戶設(shè)備吞吐量。運(yùn)用進(jìn)化博弈和拍賣博弈技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源分配的優(yōu)化和效用最小化，同時(shí)整合超密集網(wǎng)絡(luò)和毫米波通信技術(shù)，提升了網(wǎng)絡(luò)性能和能源效率。

２． ２． ２ 集中化控制與資源優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

在５Ｇ 網(wǎng)絡(luò)中，硬件設(shè)施的固定性和單一性限制了網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和靈活性，導(dǎo)致通信資源分配不均和網(wǎng)絡(luò)性能不穩(wěn)定。特別是在用戶移動(dòng)時(shí)，這種局限性導(dǎo)致高漫游時(shí)延和ＱｏＳ 下降。冗余的ＡＰ切換和用戶認(rèn)證過程加劇了這些問題，影響了無縫漫游體驗(yàn)。傳統(tǒng)硬件依賴的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通常面臨維護(hù)成本高和能耗大的問題?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的安全性問題也較為突出，由于依賴中心化的硬件設(shè)施，網(wǎng)絡(luò)易受到攻擊和故障的影響，安全漏洞的存在增加了數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。

集中化控制與資源優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)針對(duì)這些問題提供了有效的解決方案，其致力于整合和升級(jí)網(wǎng)絡(luò)資源，以提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能、ＱｏＳ 和用戶體驗(yàn)的協(xié)同效益。在此架構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)決策和資源分配由中央單元負(fù)責(zé)，使ＡＰ 端能夠更有效地監(jiān)控和管理網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，同時(shí)優(yōu)化資源的分配和使用，有效地協(xié)調(diào)ＡＰ切換和用戶認(rèn)證過程，降低了漫游時(shí)延，改善了ＱｏＳ，提供了更佳的無縫漫游體驗(yàn)。利用集中化的全局視角，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商能夠進(jìn)行統(tǒng)一和集中的策略制定和執(zhí)行。同時(shí)，集中式的資源管理有助于提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的整體需求和狀態(tài)來動(dòng)態(tài)調(diào)整資源配置。例如，根據(jù)流量需求的變化，快速調(diào)整網(wǎng)絡(luò)容量和帶寬分配，以避免資源浪費(fèi)和確保用戶的ＱｏＳ。此外，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)的全局監(jiān)控，集中式架構(gòu)能夠快速識(shí)別并定位故障，從而迅速采取措施解決問題，不僅提高了網(wǎng)絡(luò)的可用性，也減少了維護(hù)成本和網(wǎng)絡(luò)中斷對(duì)用戶的影響。安全管理是集中化控制架構(gòu)的另一優(yōu)勢(shì)，通過集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)，可以更有效地檢測(cè)和預(yù)防安全威脅，并提供更強(qiáng)大的防御機(jī)制，確保網(wǎng)絡(luò)和用戶數(shù)據(jù)的安全。ＣＲＡＮ 作為一個(gè)集中化控制的先驅(qū)架構(gòu)，通過分離基帶處理和遠(yuǎn)端射頻處理，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)布局，降低了成本和能耗，同時(shí)提高了頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)靈活性，為５Ｇ 及未來集中化控制與資源優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)［３－４］。集中化控制與資源優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)過程如圖３ 所示。

文獻(xiàn)［１１］提出的以用戶為中心的接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（ＵｓｅｒＣｅｎｔｒｉｃ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＵＣＡＮ）代表了一個(gè)重要的里程碑。ＵＣＡＮ 通過云控制信號(hào)和本地化數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)化，有效解決了ＣＲＡＮ 架構(gòu)中對(duì)于更靈活的用戶服務(wù)管理和網(wǎng)絡(luò)配置的需求。該架構(gòu)由基于云的控制單元、分布式數(shù)據(jù)單元和ＡＰ組成，實(shí)現(xiàn)了用戶上下文和服務(wù)配置的有效管理，簡(jiǎn)化了用戶在不同區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)過程。ＵＣＡＮ 還在保障網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)安全的同時(shí)，展示了在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中的應(yīng)用潛力。相比之下，文獻(xiàn)［１２］聚焦于控制平面和用戶平面的解耦，突破了ＵＣＡＮ 架構(gòu)中關(guān)于覆蓋范圍、頻譜效率和能效的局限性。采用創(chuàng)新方法，通過遠(yuǎn)近距離ＡＰ 協(xié)作來增強(qiáng)信號(hào)穩(wěn)定性和網(wǎng)絡(luò)魯棒性，并強(qiáng)調(diào)了靈活的前傳鏈路設(shè)計(jì)在ＵＣＮ部署中的重要性。

Ｙａｍａｚａｋｉ 等［１３］在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步豐富了用戶差異化無線接入模式，針對(duì)６Ｇ 環(huán)境提出了以用戶為中心的無線接入網(wǎng)架構(gòu)，它以ＣＰＵ 和ＡＰ 為核心，運(yùn)用協(xié)作多輸入多輸出（ＣｅｌｌＦｒｅｅ ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ，ＣＦｍＭＩＭＯ）技術(shù)，為用戶提供高度定制化的無線通信體驗(yàn)。引入的虛擬終端概念優(yōu)化了小區(qū)邊緣通信質(zhì)量，展示了超靈活無線網(wǎng)絡(luò)接入管理和資源分配的重要性，在ＵＣＮ 的實(shí)施中顯得尤為關(guān)鍵。

３ 關(guān)鍵技術(shù)

基于上述網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，ＵＣＮ 需要突破資源分配與調(diào)度策略、無縫漫游技術(shù)以及隱私保護(hù)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。

３． １ 資源分配與調(diào)度策略

為了保證網(wǎng)絡(luò)性能并提高用戶滿意度，實(shí)現(xiàn)以用戶為中心的主旨，通常采用資源分配與效率優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與拓?fù)湔{(diào)整、智能化資源管理３ 種策略。

３． １． １ 資源分配與效率優(yōu)化

在多用戶接入的場(chǎng)景中，傳統(tǒng)的基于小區(qū)模式進(jìn)行資源分配會(huì)導(dǎo)致邊緣用戶在跨小區(qū)移動(dòng)時(shí)經(jīng)歷低ＱｏＳ 和高切換時(shí)延。為應(yīng)對(duì)此問題，資源分配與效率優(yōu)化策略專注于以用戶ＱｏＳ 為中心，采用時(shí)隙分配、預(yù)編碼設(shè)計(jì)、功率控制和波束成形等先進(jìn)技術(shù)。這些技術(shù)使資源分配更加公平高效，尤其在高用戶密度和動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，有效減少了ＱｏＳ 的波動(dòng)和切換延遲，從而提升了整體網(wǎng)絡(luò)性能和用戶體驗(yàn)。其中，時(shí)隙分配作為資源優(yōu)化策略的關(guān)鍵部分，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整無線頻譜資源分配，以實(shí)現(xiàn)用戶和服務(wù)間的平衡共享。相比之下，預(yù)編碼設(shè)計(jì)的應(yīng)用優(yōu)化了信號(hào)處理，減少了多用戶間的干擾，提升了信號(hào)接收的效率和質(zhì)量。同時(shí)，功率控制策略通過調(diào)整發(fā)射功率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能與通信質(zhì)量的平衡，尤其在高密度網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中效果顯著。波束成形技術(shù)進(jìn)一步提高了信號(hào)的傳輸效率和覆蓋范圍，通過調(diào)整天線陣列傳輸特性，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，有效提升了網(wǎng)絡(luò)覆蓋和用戶體驗(yàn)。然而，５Ｇ 網(wǎng)絡(luò)中實(shí)行的資源分配與效率優(yōu)化策略通常忽略了實(shí)際通信資源的上限，如ＡＰ 發(fā)射功率、鏈路容量與ＡＰ 端算力，導(dǎo)致部分邊緣節(jié)點(diǎn)負(fù)載超標(biāo)、資源實(shí)際分配效率低下。Ｗｕ 等［１４］提出了一種針對(duì)６Ｇ 網(wǎng)絡(luò)下行傳輸?shù)穆?lián)合資源分配方法，包括時(shí)隙分配和預(yù)編碼設(shè)計(jì)，并考慮了ＡＰ 的功率約束。通過優(yōu)化總對(duì)數(shù)速率，實(shí)現(xiàn)了比例公平的資源分配，展示了在ＡＰ 功率約束條件下處理復(fù)雜資源分配問題的能力。Ｓｈｉ 等［１５］針對(duì)前傳鏈路容量和計(jì)算資源限制的ＵＣＮ 環(huán)境，提出了一種功率高效傳輸設(shè)計(jì)方法。研究聚焦于波束成形、接入點(diǎn)－用戶關(guān)聯(lián)策略和傳輸時(shí)間的聯(lián)合優(yōu)化，目的是最小化網(wǎng)絡(luò)的總功耗。為解決這個(gè)非確定性多項(xiàng)式時(shí)間難題問題，采用了凸近似和半定松弛方法，通過迭代算法和拉格朗日對(duì)偶法實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化解決方案。

３． １． ２ 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與拓?fù)湔{(diào)整

由于地區(qū)和硬件設(shè)施的差異以及通信需求的多樣性，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湓O(shè)計(jì)面臨復(fù)雜的挑戰(zhàn)。不恰當(dāng)?shù)幕静季帧⒒靵y的連接拓?fù)浜筒贿m當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)功能配置，限制了網(wǎng)絡(luò)的效能和用戶服務(wù)體驗(yàn)的提升。在ＵＣＮ 中，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與拓?fù)鋬?yōu)化策略致力于通過改進(jìn)基站布局和連接拓?fù)湓O(shè)計(jì)，提高網(wǎng)絡(luò)資源的有效利用和覆蓋質(zhì)量。這包括調(diào)整基站位置以減少重疊區(qū)域、優(yōu)化信號(hào)傳輸路徑以降低延遲、以及高效部署如數(shù)據(jù)處理和緩存等網(wǎng)絡(luò)功能，以提升網(wǎng)絡(luò)的整體性能和靈活性。此外，拓?fù)鋬?yōu)化策略還注重網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性，以支持新技術(shù)如毫米波和大規(guī)模ＭＩＭＯ 的集成，適應(yīng)不斷變化的用戶需求和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。這種優(yōu)化策略為ＵＣＮ 提供了更穩(wěn)健的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，確保了更高的ＱｏＳ 和更好的用戶體驗(yàn)。Ｈａｓｈｍｉ［１０］針對(duì)ＵＣＮ 網(wǎng)絡(luò)中多樣化的通信需求，提出了基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化框架，用于在多層用戶中心Ｓｔｉｅｎｅｎ 網(wǎng)絡(luò)模型中建模區(qū)域頻譜效率和能源效率的權(quán)衡。通過整合宏基站、毫米波遠(yuǎn)程無線頭和用戶設(shè)備位置的隨機(jī)性，展現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)變化的敏感度和對(duì)效能的精準(zhǔn)調(diào)整能力。相較而言，Ｈｕｍａｄｉ［１６］則突出增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)動(dòng)態(tài)適應(yīng)性，以應(yīng)對(duì)不同部署區(qū)域的硬件基礎(chǔ)，通過提出的動(dòng)態(tài)基站聚類模型，解決毫米波網(wǎng)絡(luò)中的基站干擾問題。這種模型依據(jù)用戶需求動(dòng)態(tài)選擇基站，形成服務(wù)集群，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋概率和頻譜效率。

３． １． ３ 智能化與自適應(yīng)資源管理

隨著通信網(wǎng)絡(luò)智能化的深入發(fā)展，新興技術(shù)如ＡＩ、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析和云計(jì)算的整合，為資源管理策略帶來了革命性的改變。這些技術(shù)的融合使資源分配變得更加智能化和自動(dòng)化，減少了對(duì)復(fù)雜部署和拓?fù)湔{(diào)整的依賴。智能化的算法能夠更加精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)需求和流量變化，不僅提升了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率，也極大減少了資源浪費(fèi)，確保了網(wǎng)絡(luò)資源的高效利用和優(yōu)化。此外，ＲＩＳ 技術(shù)的應(yīng)用拓展了通信資源的邊界，使資源分配不再局限于傳統(tǒng)的資源池，而是能夠更靈活地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化。在這方面，文獻(xiàn)［１７］聚焦于利用ＲＩＳ 輔助的用戶中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，通過聯(lián)合優(yōu)化ＲＩＳ 的被動(dòng)波束成形和ＡＰ的功率控制，凸顯了在保持能量效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速率的能力。類似的，文獻(xiàn)［１８］同樣涉及ＲＩＳ 技術(shù)，但更側(cè)重于通過無源反射元件的調(diào)整和ＡＰ 功率的精確分配，利用智能算法實(shí)現(xiàn)最大化用戶總速率，突出其在提升網(wǎng)絡(luò)性能和能效方面的潛力。

３． ２ 無縫漫游技術(shù)

在多ＡＰ 場(chǎng)景中，用戶在不同網(wǎng)絡(luò)區(qū)域間的頻繁移動(dòng)導(dǎo)致漫游時(shí)延和ＱｏＳ 下降的問題限制了ＵＣＮ 架構(gòu)的實(shí)用性。為此，無縫漫游技術(shù)成為提升用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵。諸如軟件定義無線局域網(wǎng)（ＳｏｆｔｗａｒｅＤｅｆｉｎｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＳＤＷＬＡＮ）無線切換、泛在接入點(diǎn)（Ｂｉｇ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ，ＢｉＧＡＰ）企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和光纖到房間（Ｆｉｂｅｒ ＴｏＴｈｅ Ｒｏｏｍ，ＦＴＴＲ）下的ＷｉＦｉ 無縫切換方案，都旨在減少漫游時(shí)的中斷和時(shí)延，確保用戶在不同網(wǎng)絡(luò)區(qū)域間流暢地切換?；诖?，本文還提出并通過仿真驗(yàn)證了一種新型無感漫游方案，該方案進(jìn)一步降低了漫游時(shí)延，優(yōu)化了用戶在移動(dòng)過程中的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，展示了其在ＵＣＮ 架構(gòu)中應(yīng)用的潛力。

３． ２． １ 基于ＳＤＷＬＡＮ 架構(gòu)的無線切換方案

基于ＳＤ-ＷＬＡＮ 的無線切換方案提供了一種創(chuàng)新的ＡＰ 虛擬化和ＯｐｅｎＦｌｏｗ 技術(shù)應(yīng)用［１９］。如圖４所示，架構(gòu)將傳統(tǒng)由物理ＡＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ＡＰ，ＰＡＰ）完成的多個(gè)媒體訪問控制層（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ，ＭＡＣ）功能，例如與終端站（Ｓｔａｔｉｏｎ，ＳＴＡ）的關(guān)聯(lián)認(rèn)證和數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)移至運(yùn)行在遠(yuǎn)端的虛擬ＡＰ（Ｖｉｓｕａｌ ＡＰ，ＶＡＰ）。ＰＡＰ 在這種架構(gòu)中主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)幀的基礎(chǔ)收發(fā)功能，承擔(dān)ＶＡＰ 與ＳＴＡ 之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，相當(dāng)于ＳＴＡ 與ＶＡＰ 間的橋梁。這種設(shè)計(jì)使得終端在初次接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)進(jìn)行認(rèn)證后，在同一ＶＡＰ 服務(wù)器下不同ＰＡＰ 之間的切換無需重復(fù)認(rèn)證，從而顯著減少切換延時(shí)。

文獻(xiàn)［２０］通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這種架構(gòu)在ＡＰ 切換時(shí)的性能，測(cè)試結(jié)果顯示ＡＰ 切換過程測(cè)試結(jié)果顯示ＡＰ 切換發(fā)生時(shí)網(wǎng)絡(luò)延遲會(huì)由約５ ｍｓ 加到約１６ ｍｓ，同時(shí)ＴＣＰ 帶寬會(huì)出現(xiàn)持續(xù)約１ ｓ 的短暫減少，且會(huì)很快恢復(fù)正常。這是因?yàn)樵谇袚Q發(fā)生時(shí)，ＯＶＳ 中需要生成新的流表，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)幀的交換產(chǎn)生一定影響，數(shù)據(jù)幀的交換會(huì)出現(xiàn)暫時(shí)性延遲，但并不會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的中斷，且會(huì)很快恢復(fù)正常。

盡管基于ＳＤＷＬＡＮ 架構(gòu)的無線切換方案在理論上具有優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際部署中面臨一些挑戰(zhàn)。一方面，該架構(gòu)對(duì)無線運(yùn)營(yíng)商的部署和擴(kuò)展存在困難，因其基礎(chǔ)設(shè)施需支持ＯｐｅｎＦｌｏｗ 技術(shù)，而且控制器間的通信接口缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；另一方面，當(dāng)前企業(yè)級(jí)ＡＰ 多采用ＦｉｔＡＰ 架構(gòu)，需要使用特定廠商的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)特殊功能。這些ＡＰ 為了處理大流量，通常采用硬件加速等性能提升措施，使得所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)都在硬件層面完成轉(zhuǎn)發(fā)，而不需提交到更高層的協(xié)議棧中。這種情況下，將所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到ＶＡＰ 處理可能會(huì)嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)性能，難以滿足高帶寬和低時(shí)延的需求。

３． ２． ２ 基于ＢｉＧＡＰ 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的無線切換

在基于企業(yè)級(jí)ＷｉＦｉ 的ＵＣＮ 架構(gòu)中，為滿足對(duì)高帶寬、低延遲和多ＱｏＳ 終端的需求，ＶＡＰ 和移動(dòng)虛擬接入點(diǎn)（ｍｏｂｉｌｅ ＶＡＰ，ｍＶＡＰ）等方案提供了無縫移動(dòng)性支持。然而，文獻(xiàn)［２１］指出，由于管理ＶＡＰ 和ｍＶＡＰ 所需的大量無線信令開銷，這些方案難以隨著ＳＴＡ 數(shù)量和ＡＰ 密度的增加而有效擴(kuò)展。因此，文獻(xiàn)［２１］提出了ＢｉｇＡＰ 的設(shè)計(jì)方案，核心在于對(duì)整個(gè)擴(kuò)展服務(wù)集（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ，ＥＳＳ）及所有ＡＰ 使用單一全局基礎(chǔ)服務(wù)集標(biāo)識(shí)符，從而簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理。在ＳＴＡ 視角，整個(gè)ＥＳＳ，包括所有ＡＰ———被視作一個(gè)單一的基礎(chǔ)服務(wù)集（ＢａｓｉｃＳｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ，ＢＳＳ）或大型ＡＰ。為避免在同一信道上運(yùn)行相同ＢＳＳＩＤ 帶來的沖突、重復(fù)幀和信道利用率下降問題，ＢｉｇＡＰ 方案為所有共置ＡＰ 分配不同的射頻（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ＲＦ）信道。ＢｉｇＡＰ 實(shí)施切換過程時(shí)，利用８０２． １１ 的動(dòng)態(tài)頻率選擇功能，讓ＳＴＡ誤認(rèn)為服務(wù)ＡＰ 將執(zhí)行ＲＦ 信道切換。實(shí)際上，服務(wù)ＡＰ 保持在當(dāng)前ＲＦ 信道上，而目標(biāo)ＡＰ 則運(yùn)行在新的信道上。由于所有ＡＰ 使用相同ＢＳＳＩＤ，并且舊ＡＰ 上ＳＴＡ 的當(dāng)前狀態(tài)已轉(zhuǎn)移至新ＡＰ，ＳＴＡ 將新ＡＰ 視為同一ＡＰ 的信道切換。這種機(jī)制使得通信能夠在信道切換所需時(shí)間之外，無任何進(jìn)一步中斷地繼續(xù)進(jìn)行。其中，ＢｉｇＡＰ 實(shí)施的網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)間僅為０． １３ ｓ。在ＳＴＡ 靜止不動(dòng)時(shí)發(fā)生切換，流量下降約５％ （基于２０ Ｍ 的基線），而當(dāng)ＳＴＡ 以１ ｍ／ ｓ 速度移動(dòng)時(shí)，吞吐量下降可高達(dá)５０％ 。這一發(fā)現(xiàn)表明，雖然ＢｉｇＡＰ 方案在實(shí)現(xiàn)無縫切換方面取得了進(jìn)展，但在移動(dòng)條件下的性能保持仍有改進(jìn)空間。

３． ２． ３ 基于ＣＷＡＮ 架構(gòu)的的無線切換方案

ＦＴＴＲ 作為下一代ＵＣＮ 的重要場(chǎng)景，融合了光纖和無線技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，通過將光網(wǎng)絡(luò)延伸至每個(gè)房間，實(shí)現(xiàn)更高的網(wǎng)絡(luò)覆蓋率和ＱｏＳ。

ＦＴＴＲ 的關(guān)鍵技術(shù)之一是基于ＣＷＡＮ 技術(shù)的無感漫游，旨在將漫游切換時(shí)延減少至２０ ｍｓ 以內(nèi)。Ｃ-ＷＡＮ 架構(gòu)的核心特征在于集中控制機(jī)制，由中心設(shè)備負(fù)責(zé)信息收集和決策制定，實(shí)現(xiàn)光傳輸和ＷｉＦｉ傳輸?shù)慕y(tǒng)一和協(xié)調(diào)配置。如圖５ 所示，Ｃ-ＷＡＮ 協(xié)同組網(wǎng)基于無源光網(wǎng)絡(luò)（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＰＯＮ）構(gòu)建，通過主設(shè)備的統(tǒng)一信息處理、配置空口連接狀態(tài)及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑，實(shí)現(xiàn)無感切換和用戶接入的統(tǒng)一管理與控制。文獻(xiàn)［２２］基于此架構(gòu)提出了一種漫游方案，其中主設(shè)備在漫游時(shí)向ＳＴＡ 發(fā)送切換消息，參與切換的ＳＴＡ 獲得較高的資源分配優(yōu)先級(jí)，以維持服務(wù)連續(xù)性。ＳＴＡ 在收到切換消息后，會(huì)暫停發(fā)送上行數(shù)據(jù)并切換連接至目標(biāo)ＡＰ。該文獻(xiàn)報(bào)告的交接時(shí)間為１ ｍｓ，但未詳細(xì)定義交接時(shí)間且未研究切換過程中網(wǎng)絡(luò)吞吐量的變化。該設(shè)計(jì)需改變終端配置，增加了企業(yè)部署的復(fù)雜性。

文獻(xiàn)［２３］提出的集中式ＦＴＴＲ 系統(tǒng)采用逐幀調(diào)度管控，當(dāng)ＳＴＡ 連接到網(wǎng)絡(luò)中的任意光網(wǎng)絡(luò)單元ＡＰ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＵｎｉｔＡＰ，ＯＮＵＡＰ）時(shí)，ＯＮＵＡＰ將ＳＴＡ 信息（如能力集、密鑰等）報(bào)告給光線路終端（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ，ＯＬＴ），然后ＯＬＴ 將信息廣播給其他ＯＮＵＡＰ。這種機(jī)制允許ＳＴＡ 在漫游切換時(shí)無需重新下線再上線，ＯＬＴ 基于接收信號(hào)強(qiáng)度指示和負(fù)載平衡狀態(tài)控制數(shù)據(jù)鏈路切換，顯著降低漫游切換延遲并改善體驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該機(jī)制可將切換延遲降至２０ ｍｓ 以下。然而，此方案在高速流量下引起的信令開銷巨大，對(duì)主設(shè)備的處理能力提出了更高要求，且未明確無感漫游下吞吐量的下降范圍。

３． ２． ４ 無感漫游方案設(shè)計(jì)與仿真

ＦＴＴＲ 的兩大關(guān)鍵特性包括：一是將ＰＯＮ 的運(yùn)營(yíng)、管理和維護(hù)能力延伸至每個(gè)房間，為ＰＯＮ 和ＦＴＴＲ 的協(xié)同組網(wǎng)打下基礎(chǔ)；二是集中式光纖ＷｉＦｉ融合組網(wǎng)，旨在提供電信級(jí)別的ＷｉＦｉ 體驗(yàn)和優(yōu)質(zhì)的家庭寬帶連接。在集中式ＰＯＮ-ＷｉＦｉ 架構(gòu)中，現(xiàn)有無縫漫游方案主要關(guān)注ＳＴＡ 到另一ＡＰ 的切換時(shí)延。但在大流量帶寬下，這些方案常面臨塊確認(rèn)（Ｂｌｏｃｋ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ，ＢＡ）遷移和數(shù)據(jù)丟包問題［２１］，在切換過程中的高丟包率可能嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)。此外，由于ＷｉＦｉ 技術(shù)使用有限的未經(jīng)許可頻譜，ＦＴＴＲ 環(huán)境中多數(shù)單戶住宅實(shí)際上使用相同信道［２３］，這引發(fā)了同信道數(shù)據(jù)沖突的問題。針對(duì)ＦＴＴＲ場(chǎng)景下的ＰＯＮＷｉＦｉ 架構(gòu)，本文提出了基于虛擬基礎(chǔ)服務(wù)集（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｂａｓｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ，ＶＢＳＳ）架構(gòu)的同信道無縫漫游方案。該方案結(jié)合混合時(shí)分多址／ 載波偵聽多址介質(zhì)訪問控制架構(gòu)，有效解決了同信道數(shù)據(jù)沖突問題，并引入了源ＡＰ 切換時(shí)間預(yù)估、主設(shè)備報(bào)文提前轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制以及目標(biāo)ＡＰ 切換過程中的ＢＡ 預(yù)同步與建立機(jī)制，以減少切換過程中的丟包率。通過Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ ３（ＮＳ３）仿真驗(yàn)證，該策略可將切換時(shí)延降至１０ ｍｓ 以內(nèi)，切換期間的數(shù)據(jù)有效吞吐量下降比例低于５％，并幾乎消除了丟包現(xiàn)象，具體結(jié)構(gòu)如圖６ 所示。

在本文提出的ＦＴＴＲ 架構(gòu)中，從設(shè)備通過分光器與主設(shè)備相連，構(gòu)建起一個(gè)高效的數(shù)據(jù)平面，由無線側(cè)和光纖側(cè)兩部分組成。所有從設(shè)備均配置為ＶＢＳＳ，受到中心控制器的統(tǒng)一管控。在此架構(gòu)下，所有從設(shè)備能夠向ＶＢＳＳ 下的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)并監(jiān)測(cè)ＳＴＡ 的接收數(shù)據(jù)信號(hào)強(qiáng)度。控制平面上，無線物理層功能部署在從設(shè)備與ＳＴＡ 上，兼容目前主流的８０２． １１ 協(xié)議。主設(shè)備與從設(shè)備間實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的ＰＯＮＭＡＣ 層協(xié)議，即通過ＰＯＮ-ＭＡＣ 層的光網(wǎng)絡(luò)單元管理與控制接口（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＵｎｉｔＭａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ＯＭＣＩ）控制報(bào)文進(jìn)行有序調(diào)度。主設(shè)備集中處理用戶注冊(cè)、無線側(cè)空口資源調(diào)度和用戶漫游等管理功能。本方案設(shè)計(jì)的漫游算法主要分為兩個(gè)階段。

切換觸發(fā)階段：當(dāng)ＳＴＡ 在多個(gè)從設(shè)備間移動(dòng)時(shí)，與當(dāng)前連接的從設(shè)備間通信質(zhì)量逐漸下降，觸發(fā)漫游流程。主設(shè)備定期收集所有從設(shè)備對(duì)ＳＴＡ 的測(cè)量信息（如平均接收數(shù)據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和速率等級(jí)），當(dāng)ＳＴＡ 達(dá)到切換閾值時(shí)，主設(shè)備會(huì)啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，并將所有符合條件的從設(shè)備列入候選名單。定時(shí)器到期時(shí)，主設(shè)備選擇最優(yōu)從設(shè)備進(jìn)行切換。

漫游切換階段：當(dāng)主設(shè)備決定ＳＴＡ 需要切換至新的從設(shè)備時(shí)，會(huì)通知所有從設(shè)備ＳＴＡ 位置信息的變化。切換前的從設(shè)備在收到通知后，根據(jù)對(duì)ＳＴＡ緩存隊(duì)列報(bào)文的大小預(yù)估切換時(shí)間并上報(bào)給主設(shè)備。主設(shè)備收到舊從設(shè)備的切換時(shí)間報(bào)告后，重新制定分時(shí)策略，盡量確保舊從設(shè)備在切換過程中能將緩存報(bào)文下發(fā)給ＳＴＡ，減少丟包。同時(shí)，主設(shè)備將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給新的從設(shè)備，而新從設(shè)備會(huì)在與ＳＴＡ 通信前預(yù)先建立接收ＢＡ 會(huì)話，以保證切換后的通信正常進(jìn)行。

方案的時(shí)序流程如圖７ 所示，展示了漫游切換的詳細(xì)過程，確保了無縫且高效的網(wǎng)絡(luò)漫游體驗(yàn)。

本文提出的ＦＴＴＲ 無感漫游方案包括以下關(guān)鍵步驟，以確保漫游過程的無縫性和效率。

① ＡＰ 定期向主設(shè)備上報(bào)ＳＴＡ 的測(cè)量信息。所有ＡＰ 的測(cè)量信息匯總后，主設(shè)備啟動(dòng)掃描程序判斷是否有ＳＴＡ 需要漫游。

② 主設(shè)備依據(jù)漫游閾值判斷某一ＳＴＡ 需要進(jìn)行漫游切換。

③ 主設(shè)備下發(fā)位置更新報(bào)文至相關(guān)ＡＰ，同時(shí)發(fā)送分時(shí)控制報(bào)文，通知ＡＰ 有用戶正在漫游。

④ 源ＡＰ 接收到位置更新報(bào)文后優(yōu)先處理該ＳＴＡ 的緩存報(bào)文，并根據(jù)緩存隊(duì)列估算ＳＴＡ 的切換時(shí)間，隨后向主設(shè)備發(fā)送預(yù)估切換時(shí)間報(bào)文。

⑤ 目的ＡＰ 在接收位置更新報(bào)文后，開始監(jiān)聽ＳＴＡ 的數(shù)據(jù)報(bào)文并提前建立ＢＡ 會(huì)話。

⑥ 主設(shè)備在接收到源ＡＰ 的切換時(shí)間報(bào)文后，更新轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，改變ＳＴＡ 的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并對(duì)漫游時(shí)間進(jìn)行調(diào)度，確保將ＳＴＡ 的下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至目的ＡＰ。

⑦ 主設(shè)備向所有ＡＰ 發(fā)送漫游分時(shí)管理報(bào)文，保證漫游切換的時(shí)間優(yōu)先級(jí)。

⑧ 源ＡＰ 在接收到漫游分時(shí)報(bào)文后，優(yōu)先處理漫游ＳＴＡ 的數(shù)據(jù)，而目的ＡＰ 則緩存該ＳＴＡ 的下行數(shù)據(jù)。

⑨ 到達(dá)預(yù)定切換時(shí)間時(shí)，主設(shè)備向源ＡＰ 和目的ＡＰ 發(fā)送漫游結(jié)束報(bào)文，更新ＳＴＡ 的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

⑩ 源ＡＰ 在收到漫游結(jié)束報(bào)文后，清空緩存報(bào)文并停止與漫游用戶的通信。

11瑏瑡目的ＡＰ 在接收漫游結(jié)束報(bào)文后，與ＳＴＡ 建立并發(fā)送ＢＡ 會(huì)話，開始數(shù)據(jù)通信。

本方案通過ＮＳ３ 仿真模擬器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浯罱ㄒ则?yàn)證方案的有效性。為簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，部署了三個(gè)ＡＰ 與一個(gè)ＳＴＡ。如圖８ 所示，該拓?fù)湔故玖藷o感漫游方案的實(shí)驗(yàn)設(shè)置和漫游過程。

圖中，三個(gè)ＡＰ 的坐標(biāo)分別為（０，０，０），（４０，０，０），（２０，４５，０），采用ＷｉＦｉ６ 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，ＡＰ 的覆蓋范圍為３０ ｍ，ＳＴＡ（０，１５，０）以２ ｍ／ ｓ 的速度進(jìn)行移動(dòng)，圖中不同顏色代表不同的ＡＰ，ＳＴＡ 的運(yùn)動(dòng)軌跡表示不同的位置與不同的ＡＰ 進(jìn)行關(guān)聯(lián)。ＳＴＡ 與服務(wù)器Ｓｅｒｖｅｒ 通過下行傳輸控制協(xié)議（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ，ＴＣＰ ）應(yīng)用進(jìn)行打流，打流的速率是１００ Ｍｂｉｔ／ ｓ。本方案主要關(guān)注切換時(shí)延與切換期間吞吐量的下降比例兩個(gè)指標(biāo)。切換時(shí)延定義為從源ＡＰ 斷開與ＳＴＡ 的數(shù)據(jù)通信后到目標(biāo)ＡＰ 與ＳＴＡ 重新建立通信間的時(shí)間間隔；切換時(shí)間定義為ＳＴＡ 與源ＡＰ 停止流量交互后與目的ＡＰ 建立起流量通路的時(shí)間。切換期間吞吐量的下降比例定義為ＲＴｄｏｗｎ，其表達(dá)式如下：

切換前０．２ ｓ 的平均流量速率Ｔｐｏｓｔ０． ２ ｓ ＝１００． １０ Ｍｂｉｔ／ ｓ，切換后０．２ ｓ 的平均流量速率Ｔｐｏｓｔ０．２ ｓ ＝９９． ８１ Ｍｂｉｔ／ ｓ，流量變化比例為ＲＴｄｏｗｎ ＝０． ２８％，４ 次流量變化比例分別為－０． ２８％、－０． ５％、－０． ２％、－０． ４３％，平均流量變化比例為－０． ３５％ 。通過底層抓包與應(yīng)用層數(shù)據(jù)報(bào)文分析得到，在信道良好情形下，切換過程中的丟包率幾乎為０，這是由于采用了切換預(yù)估時(shí)間機(jī)制，源ＡＰ 可以在切換時(shí)間內(nèi)將剩余的ＳＴＡ報(bào)文下發(fā)給ＳＴＡ，減小了切換中的下行丟包。

３． ３ 隱私保護(hù)技術(shù)

ＵＣＮ 架構(gòu)的隱私保護(hù)技術(shù)，作為保障網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行能力與可行性的基石，逐漸發(fā)展出多層次策略，包括網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議、數(shù)據(jù)保護(hù)與認(rèn)證機(jī)制、威脅識(shí)別與管理。這些策略共同增強(qiáng)了用戶信任，確保了數(shù)據(jù)的安全性和完整性，為ＵＣＮ 架構(gòu)提供了堅(jiān)實(shí)的安全基礎(chǔ)。

３． ３． １ 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與協(xié)議安全策略

ＵＣＮ 架構(gòu)的設(shè)計(jì)與施行面臨的關(guān)鍵問題之一在于如何保障用戶數(shù)據(jù)的安全性和完整性。為解決這一問題，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與協(xié)議安全策略采用了多層次保護(hù)措施，從物理層的加密傳輸?shù)綉?yīng)用層的數(shù)據(jù)加密和身份驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了端到端安全。通過結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)控和入侵檢測(cè)系統(tǒng)，策略增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的完整性、可靠性，保護(hù)了用戶隱私。針對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中存在的鏈接建立過程繁瑣且易受到釣魚攻擊等安全威脅，以及通信協(xié)議流程在處理用戶數(shù)據(jù)時(shí)容易被中間人攻擊和數(shù)據(jù)篡改等安全漏洞問題，Ｒａｊｈｉ 等［２４］提出了針對(duì)ＵＣＮ 的創(chuàng)新安全措施。它專注于解決ＵＣＮ 中的安全挑戰(zhàn)，提出基于隱式證書或ＩＥ 方案的安全程序，解決用戶設(shè)備多樣性和基于ＩＰ 的開放網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的新安全挑戰(zhàn)。Ｂａｓｔｉａａｎｓｅｎ 等［２５］解決了傳統(tǒng)模型在數(shù)據(jù)主權(quán)、信任和安全管理方面的不足，實(shí)現(xiàn)了更加友好簡(jiǎn)化的數(shù)據(jù)共享機(jī)制。采用新的互操作性框架，實(shí)現(xiàn)了法律、組織、語義和技術(shù)層面的協(xié)同工作。特別強(qiáng)調(diào)了數(shù)據(jù)共享協(xié)議和使用合約的語義互操作性，進(jìn)一步加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的保護(hù)和用戶的信任，為ＵＣＮ 架構(gòu)中的安全性和隱私保護(hù)提供了新的視角和解決方案。

３． ３． ２ 用戶中心的數(shù)據(jù)保護(hù)與認(rèn)證機(jī)制

隨著用戶設(shè)備類型的多樣化和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的開放性增加，用戶層面的認(rèn)證變得更加關(guān)鍵。傳統(tǒng)的認(rèn)證機(jī)制不僅面臨易受網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險(xiǎn)，還存在因冗余認(rèn)證過程導(dǎo)致的復(fù)雜性和對(duì)用戶體驗(yàn)的負(fù)面影響。特別是在用戶的需求多樣化和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化的背景下，這些問題尤為突出。例如，不同類型的訪問設(shè)備存在不同的認(rèn)證方法，而網(wǎng)絡(luò)的開放性則增加了數(shù)據(jù)泄露和未經(jīng)授權(quán)訪問的風(fēng)險(xiǎn)。此外，認(rèn)證過程的復(fù)雜性不僅增加了用戶的操作負(fù)擔(dān)，還可能導(dǎo)致認(rèn)證延遲，影響到ＱｏＳ 和用戶滿意度。為此，ＵＣＮ 架構(gòu)亟需發(fā)展先進(jìn)的用戶中心數(shù)據(jù)保護(hù)與認(rèn)證機(jī)制。這些機(jī)制需要能夠適應(yīng)各種設(shè)備類型，同時(shí)提供簡(jiǎn)化和快速的認(rèn)證流程，以提升用戶體驗(yàn)。同時(shí)，必須確保網(wǎng)絡(luò)的安全性和數(shù)據(jù)的完整性，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)泄露。這就要求認(rèn)證機(jī)制能夠在保護(hù)用戶隱私的同時(shí)，有效應(yīng)對(duì)多樣化的安全威脅。通過采用創(chuàng)新的技術(shù)如雙因素認(rèn)證、生物識(shí)別以及利用ＡＩ 和機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行異常行為監(jiān)測(cè)，ＵＣＮ架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)更加安全、可靠和用戶友好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。文獻(xiàn)［２６ ］提出了面向物聯(lián)網(wǎng)（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆＴｈｉｎｇｓ，ＩｏＴ）和邊緣控制器的用戶中心安全方案，解決了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中“先通信后認(rèn)證”模式的漏洞。通過引入受信任控制器，在通信前對(duì)用戶和設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，從而在通信建立之前確保安全，并劃定安全通信的邊界。

文獻(xiàn)［２７］針對(duì)ＵＣＮ 架構(gòu)中的身份驗(yàn)證和數(shù)據(jù)完整性等安全挑戰(zhàn)，提出了一種創(chuàng)新的用戶中心安全方法。采用基于決策樹的機(jī)制來處理設(shè)備認(rèn)證，結(jié)合加密系統(tǒng)以確保數(shù)據(jù)的端到端安全。此模型在多個(gè)層面實(shí)現(xiàn)安全性，使用了加密方法、數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來識(shí)別環(huán)境中的設(shè)備或?qū)嶓w，并檢測(cè)任何欺騙性數(shù)據(jù)。通過非對(duì)稱和對(duì)稱密鑰機(jī)制，該模型增強(qiáng)了軟件定義邊界控制器、邊緣控制器和ＩｏＴ 設(shè)備之間的通信安全。此外，為在ＵＣＮ 架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大、靈活且可擴(kuò)展的安全解決方案，設(shè)計(jì)的決策樹結(jié)合了密鑰管理、認(rèn)證、數(shù)據(jù)完整性和質(zhì)量評(píng)估機(jī)制，提供了一個(gè)綜合性的安全框架來應(yīng)對(duì)各種安全威脅，確保了ＩｏＴ 環(huán)境中數(shù)據(jù)的安全和隱私。

３． ３． ３ 安全威脅識(shí)別與管理策略

除了健全的安全協(xié)議和有效的認(rèn)證機(jī)制，ＵＣＮ架構(gòu)中對(duì)安全威脅的識(shí)別與管理策略同樣至關(guān)重要，尤其是在確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和防范多樣化的安全風(fēng)險(xiǎn)方面。安全威脅識(shí)別與管理策略利用先進(jìn)的入侵檢測(cè)系統(tǒng)和行為分析來識(shí)別潛在的安全漏洞和攻擊模式。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常行為，有效預(yù)防安全事件。在安全威脅被檢測(cè)到時(shí)，自動(dòng)化響應(yīng)機(jī)制迅速介入，隔離受影響系統(tǒng)并啟動(dòng)恢復(fù)過程，以最小化潛在損害。Ｄａｔｔａ 等［２８］率先從威脅識(shí)別角度出發(fā)，開發(fā)了一種創(chuàng)新的用戶中心威脅模型（ＵＣＳＴＲＩＤＥ ）。這種模型基于微軟的ＳＴＲＩＤＥ 威脅模型，但從用戶視角出發(fā)來識(shí)別和傳達(dá)安全威脅。通過創(chuàng)建“ＣｏｇＳｅｃ”庫(kù)，他們收集并標(biāo)注了１００ 多種網(wǎng)絡(luò)攻擊及其影響，使安全設(shè)計(jì)師和開發(fā)者能從用戶影響角度更深入理解攻擊。

Ｂｏｓｒｉ 等［２９］將安全識(shí)別的問題具體化，提出了一種面向醫(yī)療保?。桑铮?設(shè)備的用戶中心安全邊緣計(jì)算架構(gòu)。利用區(qū)塊鏈技術(shù)維護(hù)用戶數(shù)據(jù)交易記錄，確保數(shù)據(jù)完整性，并加強(qiáng)用戶對(duì)其數(shù)據(jù)使用方式的監(jiān)控。通過保持?jǐn)?shù)據(jù)在邊緣節(jié)點(diǎn)的匿名性，并確保只有授權(quán)的ＩｏＴ 設(shè)備能與系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，顯著增強(qiáng)了數(shù)據(jù)安全和用戶隱私保護(hù)。

４ 技術(shù)挑戰(zhàn)與未來發(fā)展方向

４． １ 架構(gòu)建設(shè)挑戰(zhàn)

在６Ｇ 網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中，構(gòu)建ＵＣＮ 架構(gòu)的關(guān)鍵之一是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的根本轉(zhuǎn)變，需要從傳統(tǒng)的集中式模式過渡到更為靈活智能的分布式模式。這樣的轉(zhuǎn)變涉及到個(gè)性化連接管理和高效無線傳輸?shù)恼希瑫r(shí)也要重定義ＵＣＮ 中的移動(dòng)性管理，以實(shí)現(xiàn)無縫、用戶導(dǎo)向的傳輸體驗(yàn)。在復(fù)雜的電磁環(huán)境下，資源與干擾管理的有效實(shí)施成為另一大挑戰(zhàn)，這要求在多個(gè)ＡＰ 間實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)資源分配和協(xié)同傳輸，以維持高ＱｏＳ 和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。此外，技術(shù)的實(shí)施還涉及到多級(jí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)、高效路由算法的設(shè)計(jì)，以及地面與衛(wèi)星系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交互的優(yōu)化。在這些挑戰(zhàn)中，跨域認(rèn)證的實(shí)施可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)延遲和運(yùn)營(yíng)成本增加，這需要在架構(gòu)設(shè)計(jì)中得到特別的考量。因此，ＵＣＮ 架構(gòu)的構(gòu)建不僅存在技術(shù)瓶頸，還需要在戰(zhàn)略和操作層面上進(jìn)行全面的創(chuàng)新和優(yōu)化。

４． ２ 資源調(diào)度難題

ＵＣＮ 架構(gòu)中的資源調(diào)度需要綜合考慮網(wǎng)絡(luò)性能、智能化管理、多用戶協(xié)同、安全性和兼容性。首先，資源調(diào)度需要在高數(shù)據(jù)速率和低延遲需求之間取得平衡?？紤]到６Ｇ 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場(chǎng)景，如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)和自動(dòng)駕駛，對(duì)速率和時(shí)延有極高要求。相關(guān)策略必須能夠靈活適應(yīng)這些場(chǎng)景，同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行和穩(wěn)定性。其次，隨著ＡＩ 技術(shù)的融合，資源調(diào)度策略需要更加智能化，能夠根據(jù)用戶行為、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和環(huán)境因素自動(dòng)調(diào)整資源分配。此外，ＵＣＮ 必須能夠處理多用戶同時(shí)接入和多種應(yīng)用的復(fù)雜情況，實(shí)現(xiàn)資源的合理分配和優(yōu)化，確保每個(gè)用戶都能獲得滿意的服務(wù)。最后，跨網(wǎng)絡(luò)協(xié)同和資源調(diào)度的兼容性問題同樣亦需關(guān)注。

４． ３ 無縫漫游技術(shù)瓶頸

無縫漫游技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)主要集中在以下幾方面：① 不同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的兼容性問題，這要求技術(shù)能夠跨越不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的界限；② 漫游過程中的安全性和隱私保護(hù)，特別是在公共網(wǎng)絡(luò)和不同服務(wù)提供商間的漫游中；③ 終端設(shè)備的能效和處理能力，特別是在切換非常頻繁的場(chǎng)景，如何減少切換過程中的信令交互，降低頻繁切換的能耗也是一大挑戰(zhàn)。

因此亟待解決的問題包括：① 增強(qiáng)的跨網(wǎng)絡(luò)協(xié)作和標(biāo)準(zhǔn)化工作，以實(shí)現(xiàn)更流暢的網(wǎng)絡(luò)切換；② 利用ＡＩ 和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)選擇和流量負(fù)載均衡；③ 發(fā)展更高效的安全協(xié)議，以保護(hù)用戶數(shù)據(jù)和隱私；④ 設(shè)計(jì)更智能、低功耗的終端設(shè)備，以適應(yīng)日益增長(zhǎng)的漫游需求。

４． ４ 隱私保護(hù)技術(shù)難題

在ＵＣＮ 架構(gòu)中，隱私保護(hù)的重要性不僅體現(xiàn)在保障用戶數(shù)據(jù)的安全性和完整性上，還涉及到增強(qiáng)用戶對(duì)這些先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的信任和依賴。由于網(wǎng)絡(luò)中涉及大量個(gè)人和設(shè)備間的互動(dòng)，這產(chǎn)生了大量敏感數(shù)據(jù)，包括但不限于用戶的位置信息、通信內(nèi)容和個(gè)人偏好等。有效的隱私保護(hù)機(jī)制能夠顯著增強(qiáng)用戶對(duì)ＵＣＮ 服務(wù)的信任，進(jìn)而提高其服務(wù)的可接受性和使用意愿。隨著數(shù)據(jù)保護(hù)法規(guī)的日益嚴(yán)格，例如歐盟的通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例，ＵＣＮ 服務(wù)提供商必須確保其操作符合相關(guān)的隱私保護(hù)法律要求。不僅是法律合規(guī)的需要，也是構(gòu)建用戶信任和維護(hù)企業(yè)聲譽(yù)的關(guān)鍵。當(dāng)前，隱私保護(hù)技術(shù)面臨一系列挑戰(zhàn)。隨著ＩｏＴ、大數(shù)據(jù)和ＡＩ 等技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)攻擊者不斷開發(fā)新的手段來竊取或破壞數(shù)據(jù)，這要求隱私保護(hù)技術(shù)能夠不斷進(jìn)步以應(yīng)對(duì)這些新出現(xiàn)的威脅。此外，法律和政策需要與技術(shù)發(fā)展保持同步，以確保隱私保護(hù)措施得到有效執(zhí)行。但法律通常落后于技術(shù)發(fā)展，導(dǎo)致法律框架與實(shí)際情況之間存在差距。因此，隱私保護(hù)在ＵＣＮ 環(huán)境中是一個(gè)多維度復(fù)雜問題，涉及技術(shù)、法律和政策等多個(gè)方面。

５ 結(jié)束語

在６Ｇ 通信技術(shù)的發(fā)展過程中，ＵＣＮ 架構(gòu)將成為實(shí)現(xiàn)高度個(gè)性化、智能化和安全網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的關(guān)鍵。ＵＣＮ 架構(gòu)不僅代表技術(shù)上的重大創(chuàng)新，還彰顯了未來通信服務(wù)理念的根本轉(zhuǎn)變。然而，ＵＣＮ 的發(fā)展不光存在相關(guān)技術(shù)瓶頸，如架構(gòu)靈活性、資源調(diào)度效率、安全性保障等，還帶來法律、政策等相關(guān)問題。這需要運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備供應(yīng)商、應(yīng)用開發(fā)者和科研機(jī)構(gòu)共同努力，通過創(chuàng)新技術(shù)和協(xié)同合作克服難題。ＵＣＮ 架構(gòu)的實(shí)施不僅是６Ｇ 時(shí)代通信技術(shù)的重要里程碑，也將推動(dòng)社會(huì)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和技術(shù)革新，為建設(shè)一個(gè)以用戶為中心的、高效、安全和普惠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供動(dòng)力。未來的研究將進(jìn)一步探討用戶中心設(shè)計(jì)在６Ｇ 環(huán)境中的實(shí)際應(yīng)用，特別關(guān)注如何利用６Ｇ網(wǎng)絡(luò)的先進(jìn)特性（如高速度、低延遲和高密度連接）來增強(qiáng)用戶體驗(yàn)和安全性?？紤]到６Ｇ 預(yù)計(jì)將更廣泛地集成ＩｏＴ、ＡＩ 和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)關(guān)注如何在這樣的高度動(dòng)態(tài)和復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高效的安全措施，確保網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的透明度和可信度。

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［２９］ＢＯＳＲＩ Ｒ，ＵＺＺＡＬ Ａ Ｒ，ＡＬ ＯＭＡＲ Ａ，ｅｔ ａｌ． ＨＩＤＥｃｈａｉｎ：Ａ

Ｕｓｅｒｃｅｎｔｒｉｃ Ｓｅｃｕｒｅ Ｅｄｇｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ

Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ ＩｏＴ Ｄｅｖｉｃｅｓ［Ｃ］∥ＩＥＥＥ ＩＮＦＯＣＯＭ ２０２０ＩＥＥＥ

Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｗｏｒｋｓｈｏｐｓ

（ＩＮＦＯＣＯＭ ＷＫＳＨＰＳ）． Ｔｏｒｏｎｔｏ：ＩＥＥＥ，２０２０：３７６－３８１．