基站组队，能力全开：CIS-RAN如何让6G网络更会“团战”

本文转自：人民网-科普中国

进入6G时代，移动网络正从“通信管道”升级成一个能看、能听、能思考、能服务的“综合信息服务平台”。这对网络提出了全新的要求：一是性能更强，比如下载速度更快，信号不卡顿、不延迟；二是任务更多样，不仅要通信，还要能感知周围环境、支撑网联具身机器人等智能应用；三是效率更高，省电、省频谱，用最少的资源干最多的活。这些需求推动着无线接入网的进一步演进。

从“各自为战”到“集中指挥”：C-RAN的功劳与短板

传统的基站架构是“全分布式”的，各基站运行相互独立、缺乏统一协同机制。随着业务逐渐复杂，“各自为政”的弊端开始显现。效能上，为了满足不断增长的需求，运营商只能不停地加基站、加带宽，像堆砖头一样的线性堆砌资源，导致高耗电、高成本，陷入效能困境。性能上，基站间距变小，信号干扰严重。尤其到了小区边缘，网速慢、卡顿、掉线，引发性能困境。

面对这些难题，2010年，中国移动在全球首次提出了C-RAN架构，把过去各自为战的基站“大脑”集中到一个机房里，让它们统一调度、协同作战。既能通过“协作”提升性能，又能通过“集中”节省资源，在商用网络中取得了平均综合能耗降低60%，小区边缘速率提升近两倍的成效。

然而，面对6G的“性能更强、任务更多样、效率更高”三大目标，C-RAN面临着四大挑战：

如何突破无线通信的性能天花板，让用户无论走到哪里都能获得一致的优质体验？

如何从只会“处理通信传输”这一项本领，升级到能同时完成通信、感知、智能、计算等多样化的任务？

如何从“固定死板”的能力供给，变成灵活可定制的服务？

在频谱、能耗等各种资源都受限的情况下，如何进一步提升网络的整体效率？

针对上述挑战，智能协作无线接入网（CIS-RAN）在C-RAN的基础上，做了三重核心升级：第一，让协作更“灵活”。CIS-RAN打破了固定的协作边界，让网络可以根据需要灵活组队，同时还可支持通信、感知、智能的跨领域协同。第二，让网络更“聪明”。在采用AI技术优化无线网络同时，利用网络为各种AI应用提供支撑，形成双向赋能。第三，让服务更“贴心”。CIS-RAN引入服务化的理念，根据不同业务需求，定制最合适的服务方案，灵活适配、按需施策。

这三重升级，让CIS-RAN有底气去迎接6G的挑战。接下来，我们就重点聊聊其中的“协作”能力。

CIS-RAN协作的双引擎：基站间组队，新能力加盟

1、让基站“组队”不再死板：网络化协作通信

CIS-RAN在C-RAN的基础上进一步提升协作通信能力，重点有以下三点变化：

从“单独切换”到“随时在线”。对于C-RAN由于单站接入导致的切换掉坑问题，CIS-RAN会自动为用户组建一支“专属护卫队”，由身边信号好的几个基站共同服务。这支护卫队会随着用户移动悄悄换人，如影随形，用户体验随时在线。

图1 协作传输演进

从“各喊各的”到“齐声合唱”。对于C-RAN基站间异步导致的协作增益抵消问题，CIS-RAN通过极高精度的时钟同步，让基站像合唱团一样齐声开口，声音叠加后更响亮清晰。这种“相干传输”能大幅提升网速和信号质量。

从“有围墙”到“无边界”。对于C-RAN跨域协作难导致的协作范围存在围墙问题，CIS-RAN打破物理和逻辑的围墙，支持跨区域实时协作，保障用户移动过程中，网络服务无缝衔接，不卡顿、不掉线。

2、让协作“跨界”：感知与AI加入群聊

6G基站不仅要传数据，还要能“感知”周围环境，同时，网络本身也要变得更“智能”，具备自主学习和决策的能力。这些新任务，单靠一个基站往往干不好。

为什么需要协作感知？受到信号强度、带宽、天线大小等制约，单个基站的“视力”有限，就像一只眼看东西，很难准确判断距离和速度。多个基站从不同角度一起“看”同一个目标，数据融合后就像两只眼睛一样获得立体视觉，测距更准、测速更精。

为什么需要协作AI？单个基站的算力和存储能力有限，CIS-RAN让多个基站和中央AI单元合作，共享计算资源和数据，一起“头脑风暴”，让AI推理更准确，泛化能力更强，以便扩展到更多场景。

通过网络化协作通信、协作感知、与协作AI，CIS-RAN让协作从“单维度”走向了“全方位”，为6G多样化应用打下坚实基础。

CIS-RAN的“秘密武器”：架构长什么样？

CIS-RAN架构主要由三部分组成：基带单元（BBU）、射频单元（RRU），以及RAN集中AI单元。三者均集成了通信、感知和AI能力，各司其职又紧密配合。

图2 CIS-RAN架构

RAN集中AI单元：网络里的“总参谋部”。主要负责管理计算资源、调度AI模型训练和更新、收集数据，同时链接各BBU与前传链路，在处理各地AI需求的同时快速获取原始感知数据，是整个网络智能决策的“大脑中枢”。

BBU：基站的“聪明大脑”。负责集中控制和高级协议处理。各BBU按需集成感知功能，同时具备AI本地处理能力，与RAN集中AI单元形成“中央+地方”的AI训练和推理模式。此外，不同BBU之间可以在底层直接“对话”，实现跨域实时协作。

RRU：贴近用户的“耳朵和嘴巴”。负责收发无线信号。除通信外，新增感知数据采集功能。

协作更高效，智能更深入，服务更灵活

CIS-RAN让基站像一支训练有素的团队，随时随地为用户提供稳定、流畅、智能的服务。面向未来，它还需在多个层面继续深入探索。

在系统设计层面，需明确RAN集中AI单元的功能定义与部署位置，设计高效交互机制。

在标准化层面，需形成既满足业务需求又适应全球产业发展的标准化路径和节奏共识。

在硬件生态层面，需构建多元化的RAN智算生态，让ASIC、CPU、GPU等不同硬件各展所长，实现应用与硬件间的无缝适配。

在CIS-RAN的支撑下，6G网络将成为数字世界不可或缺的“感知慧眼”和“智能大脑”。

作者：

张雨童 中国移动研究院未来研究院研究员

王菡凝 中国移动研究院未来研究院技术经理

孙奇 中国移动研究院无线与终端技术研究所技术经理

审核：

金婧 中国移动研究院未来研究院副院长