6G技术的发展方向
1、原生Al
6G的AI能力将会与生俱来,该技术发展的主要目标就是让Al遍布生活。在6G通信系统中,Al既是服务,也是一种原生特性,而不是附加能力。6G能够为Al相关业务和应用提供端到端的支持。具体而言,6G空口和网络设计将利用端到端Al及ML实现定制优化和自动化运维。
2、可持续发展
绿色可持续发展是6G网络和终端设计的核心要求和终极目标。通过引入绿色设计理念和原生Al能力,6G在保证最佳业务性能和体验的同时,有望将全网整体“比特/焦耳”能效提升100倍,并将“焦耳”总能耗控制在低于5G的水平。6G作为数字经济的核心基础设施,应为人类的可持续发展做出贡献。
3、原生可信
6G网络将集成通信、感知、计算、智能等多种能力,因此有必要重新定义网络架构。新的网络架构需要灵活适配协同感知、分布式学习等任务,以实现Al应用的大规模普及,而可信则是其中的内生特性。此处的“可信”涵盖了网络安全(Security)、隐私(Privacy )、韧性(Resilience ) .功能安全(Safety )、可靠性(Reliability)等多个方面。
4、通感一体化
未来的6G将具备互联感知能力,各个系统之间可以相互提升性能。整个6G通信系统可以看成一个传感器,它可以感知无线电波的传输、反射和散射,从而更好地理解物理世界,并以此为基础提供更多的新业务,因而被称为“网络即传感器(NAAS ) ”。下图展示了6G感知所支持的四类新业务用例。另一方面,感知可以实现高精度定位、成像和环境重建等能力,从而更精确掌握信道信息,提高通信性能。
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5、空天地一体化
6G将整合地面网络和非地面网络(Non-TerrestrialNetwork,NTN),提供全球覆盖,给当前未联网的区域提供网络连接。随着卫星制造和发射成本的降低,众多低轨或超低轨《LEONLEO)卫星将应用于非地面网络,大型超低轨卫星星座极有可能成为6G的重要组成部分。超低轨卫星系统除了提供全球覆盖,也会产生一些新的能力和优势。比如,可以解决传统地球同步轨道卫星、中轨卫星系统固有的通信时延问题,还能通过无线接入的方式为地面网络提供补充覆盖。超低轨卫星系统的定位也更精确,这不仅对自动驾驶有着决定性的影响,在地球感测与成像方面也发挥着重要作用。
6G技术的5个应用场景
6G无线通信系统会广泛运用各种新技术,利用超高速、超可靠连接、原生A、先进感知技术来极大地改善人类生活。根据所需的关键功能,可以得出五大应用场景。其中,eMBB+、URLLC+、mMTC+是对5G中定义的应用场景的增强及组合,而感知与AI是两个新场景,将在6G中迎来蓬勃发展。
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应用场景1: eMBB+
eMBB+是增强型移动宽带(Enhanced
MobileBroadBand,eMBB)的持续演进,针对以人为中心的通信用例。eMBB+将在XR应用和智真通信中实现极致的沉浸式体验和多感官互动,XR应用包括增强现实(AugmentedReality,AR)、虚拟现实(
Virtual Reality , vR)和混合现实(Mixed Reality ,
MR)。
eMBB+对峰值数据速率和用户体验速率、端到端时延、系统容量〔即吞吐率、连接数量)提出了更高的要求。在娱乐、教育、制造和导航领域也会使能一批新用例,给人们的生活、学习、工作和旅行带来全新体验。无论是室内还是室外,目标活动区域的无缝用户体验都会得到保障,即便目标是在极端的高速移动状态。此外,还需保障偏远地区、飞机和船舶上的用户体验速率,支持高质量的泛在连接。
应用场景2:URLLC+
6G将加速垂直行业的全面数字化转型。URLLC+是超高可靠性超低时延通信(Ultra-Reliable Low-Latency
Communications,URLLC))的持续演进,针对工业4.0及后工业4.0的机器类通信(
Machine-TypeCommunication,MTC),适用于制造业、公共服务、自动驾驶和家庭管理中无处不在的机器人、UAV和新人机接(
Human-Machine lnterface
)所催生的新应用[15]。为了适配各种垂直应用,低时延和高可靠性不仅要在—阶统计量上满足要求(如周期内的平均误差),还要符合高阶统计量的分布(如周期内误差的分布)。
应用场景3: mMTC+
6G将继续5G“连接万物”的使命,但会囊括更多的终端和新的人机接口、更密集的连接以及原生可信。mMTC+是海量机器通信的持续演进,mMTC的特点是在智慧城市、智慧医疗、智慧楼宇、智慧交通、智慧制造和智慧农业中,海量终端之间通过轻度连接来承载零散业务。所需的数据速率在极低到中等水平,报文到达时间间隔可能是一天,也可能只有几毫秒。传感器的寿命要足够长,而传感器的寿命与其能量采集能力有关。在某些情况下,基于零功率后向散射的无源物联网终端也可能用于超低成本连接。
应用场景4∶感知
网络感知创造了一种通信之外的新型应用场景,涵盖一系列用例,如基于设备甚至无设备的目标定位、成像、环境重构和监控、手势和活动识别等。感知为全球移动通信系统(
lnternational Mobile
Telecommunications,IMT)的研究和讨论增加了新的性能维度,如检测准确率、感知分辨率和感知精度(包括距离、速度、角度),这些维度的性能要求因应用而异。未来,定位和重构应用需要高感知精度、高分辨率;成像应用需要超高分辨率;而对于手势和活动识别,检测准确率则是重中之重。
应用场景5:Al
AI旨在将分布式智能体智能地连接起来,以便在各行各业大规模部署Al。实时Al将为分布式学习提供高频谱效率、大容量、低时延的传输,包括大量智能体之间的数据和模型参数交换。在原生安全和本地数据隐私的支持下,原生可信是该场景的关键推动因素。
内容来源:《华为:6G-无线通信新征程白皮书(25页).pdf》
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