6G项目的关键技术的需求分析.docx

《6G项目的关键技术的需求分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《6G项目的关键技术的需求分析.docx（8页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、6G项目的关键技术的需求分析6G将与先进计算、大数据、人工智能、区块链等信息技术交叉融合，实现通信与感知、计算、控制的深度耦合，并充分利用低中高全频谱资源,实现空天地一体化的全球无缝覆盖，随时随地满足安全可靠的“人机物”无限连接需求。在网络能力上,6G不仅可以大幅提升传输速率、时延、连接数密度、频谱效率等网络基础能力,还将具备智慧内生、多维感知、数字李生、安全内生等新功能。在业务应用上，6G将提供完全沉浸式交互场景，支持精确的空间互动，满足人类在多重感官、甚至情感和意识层面的联通交互，通信感知和普惠智能不仅提升传统通信能力,也将助力实现真实环境中物理实体的数字化和智能化，构建虚实融合的数字享生

2、全新时代。6G将具备一些典型特征。一是泛在互联，6G作为新一代数字信息基础设施，将成为连接物理世界和数字世界的桥梁，在5G基础上，进一步拓展物联网的应用领域和范畴，满足从人的连接、到物的连接、再到智能体的随时随地按需接入网络的需求。二是普惠智能，未来的人类社会将迈入智能化时代，智能化设备将广泛部署，一方面6G利用低时延、高可靠、大速率传输能力，将成为支撑智能体高效联接的桥梁，将原本单个智能体组合成智能设备群，利用群体决策实现“泛在智慧;另一方面，6G网络本身也将非常智能，利用人工智能技术，不仅可以实现网络的自优化、自维护、自演进，还可以根据所感知的周围环境,智能控制编解码、信号处理及通信架构等

3、，进一步提升网络效率。三是多维感知，感知能力将是6G所要具备的新的能力，用于通信的电磁波也将被赋予感知的要求，通过对周边环境的感知，一方面可以用于辅助通信，利用对周边环境的感知信息，帮助实现更高的通信效率，另一方面，广泛部署的基站、终端设备将构建起一个巨大的感知网络,为未来真实物理世界向虚拟数字世界的映射搭建起桥梁。四是全域覆盖，当前以5G为代表地面蜂窝移动通信网络仅覆盖了约20%的陆地面积，6%的地球表面积，6G将通过与卫星、无人机等非地面通信网络相结合，实现空天地海无缝立体覆盖。五是绿色低碳，面向2030年商用的6G将在助力我国“双碳”目标实现方面发挥关键作用，一方面，要在大容量和减碳之间

4、找到平衡点，多维度推动6G节能降耗，打造绿色低碳的6G网络。另一方面，要通过6G赋能千行百业,推动各行业数字化绿色转型，实现绿色低碳发展。六是安全可信，6G将彻底改变传统的“外挂式”“补丁式”网络安全防护机制，通过对6G网络安全架构进行重新设计，将安全流程内嵌在通信网络架构中，实现内生安全，有效解决未来6G网络所面临的各种安全问题。最终，6G将实现物理世界人与人、人与物、物与物的高效智能互联,打造泛在精细、实时可信、有机整合的数字世界，实时精确地反映和预测物理世界的真实状态,助力人类走进虚拟与现实深度融合的全新时代，最终实现“万物智联、数字挛生”的美好愿景。（一）6G发展驱动力一是经济可持续发

5、展驱动力。首先，新一轮科技革命和产业变革加速推进，驱使经济社会生产方式、核心要素和产业形态发生深刻变化，数字化发展成为世界经济的重要议题和增长引擎。产业数字化将推动生产方式向更高质量、更加智能方向转变，需要以6G移动通信技术为代表的新型数字技术为全球经济发展注入新动能。其次，随着人民收入和生活水平的提高,全息视频、3D视频、感官互联等更高品质服务将加速普及，极大地满足人们个性化、高端化的生活需求,这对移动通信技术性能提出了更高要求。最后，经济全球化已成为经济发展的助推器，全球性的分工协调带来更低的成本和更高的效率。未来6G移动通信技术将配合数字李生、全息感知、沉浸式交互等多类数字技术，进一步降

6、低人与人、人与机、人与物之间的沟通成本,助力国际分工更加协调有效产业分布更加合理、生产效率进一步提高。二是社会可持续发展驱动力。首先，未来社会治理主体将进一步多元化，治理架构和治理过程将更加扁平化,社会管理服务体系也将呈现全要素网格化发展态势，需要6G技术配合其他数字技术共同作用，对科学精准的决策制定和动态实时的事件响应提供有效支撑。其次，当前全球正面临人口老龄化、少子化等严峻挑战,新兴经济体在享受人口红利后逐渐深陷人口数量放缓和经济稳定增长之间的矛盾，世界贫富差距不断拉大,6G技术将极大提升公共服务的用户体验,增强公共服务能力成为有效应对收入失衡挑战助力各群体协同发展、全面提升人类福祉的强大

7、数字工具。首先,降低碳排放、推动碳中和要求提升能效、实现绿色发展。我国“双碳”目标的提出将加速推动移动通信产业的节能和绿色化改造。同时，高耗能行业的绿色低碳转型也亟需6G提供更加精准、高效的数字化管理能力。其次,极端天气、疫情等重大事件驱动建立更加广泛的感知能力和更加密切的智能协同能力。“绿天鹅”事件等全球极端气候变化等要求移动通信网络实现环境生态预防、监测、保护、救援等管理闭环。全球蔓延的疫情等重大突发性事件亟需6G为代表的移动通信技术以更加普惠智能、高效的跨区域协同方式，实现社会资源的密切协同和灵活调度，助力更大范围的密集性动员。四是技术创新发展驱动力。首先，移动通信技术的创新突破将驱动着

8、6G总体性能不断提升，超高速率信道编码调制、非正交多址接入、超大规模天线、太赫兹通信等技术的应用，将推动空口接入能力的量级提升，通信技术与人工智能、大数据、先进计算等技术的横向融合，孕育出信息、通信、数据等ICDT融合新领域，促进网络向开放化、智能化、定制化发展。其次，通信新材料突破将助力6G实现变革性发展。例如，信息功能材料能加速新一代移动通信系统所需的存储器、光等信息材料进步；碳纳米管材料可制作比硅基芯片体积更小、热导率更高、能耗更低的芯片；石墨烯技术能以更低成本制造太赫兹等更高频段的新型光学器件等。(二)6G典型场景增强型移动宽带、超可靠和低延迟通信、大规模机器类型通信是5G的三大典型场

9、景，IMT-2030(6G)推进组认为，面向2030年及未来的6G将在三大典型场景基础上不断扩展。6G不仅将提供以人为中心的沉浸式交互体验和高效可靠的物联网场景,服务范围也将扩展至全球立体覆盖。此外,6G还将超越传统通信的能力边界,扩展感知服务和智能化服务的新场景。一是超级无线宽带。超级无线宽带是增强型移动宽带(enhanceMobi1eBroadband,eMBB)的演进和扩展，不仅将极大提升以人为中心的沉浸式通信体验，也将在全球任意地点实现无缝覆盖。超级无线宽带场景将广泛应用于生活、生产、工作、教育、娱乐等多个领域，提升人们的生活质量和工作效率。在热点部署的场景下，以人为中心的通信(例如，

10、沉浸式XR、通感互连、全息通信等)和以机器为中心的通信(例如，视频监测控制、工业机器人触觉反馈等)均对峰值速率、用户体验速率、系统容量、频谱效率提出更高的要求。此外，6G网络还需要提供低时延和高稳定性以保障用户体验。全域覆盖将支持全时全地域的无线宽带接入,在空天地一体化的三维立体网络中提供无缝切换、高移动性和高质量用户体验。二是极其可靠通信版其可靠通信将在低时延高可靠通信(U1traRe1iab1e1ow1atencyCommunication,UR11e)的基础上进一步增强能力。典型应用包括智能化工业领域的机器人协作、无人机群和各种人机实时交互操作，智能交通系统中的全功能自动驾驶，精准医疗中

11、的个性化“数字人”及远程医疗手术，以及智慧能源、智能家居领域的应用等。除更低时延和更高可靠性要求外，机器协同交互类应用对抖动、时间同步、稳定性等确定性指标也提出了极高需求，同时需要具备中高速数据传输和超高精度定位的能力。为此，6G网络设计需要考虑多维度性能需求。三是超大规模连接。超大规模连接将在5G大规模机器类型通信的基础上，拓展全新的应用领域和能力边界。超大规模连接的对象将包括部署在智慧城市、智慧生活、智慧交通、智慧农业、智能制造等场景的各类设备，典型应用包括远程抄表、环境监测、智能灯杆互连等。此外，未来数字挛生世界将通过部署大量传感器，实现对日常生活中各类设备的数据采集及传输，并通过建模、

12、推演、决策等环节与物理世界交互。超大规模连接的场景特点是连网设备数量巨大，但其中大部分可能仅产生零星散发的流量。与5G中仅支持大规模设备的低速率传输相比6G超大规模连接设备的传输速率将从低到高不等。数据包的传递频次根据具体应用也存在较大差异例如从一天一次到几毫秒一次不等。此外,具备不同采集能力的传感器其寿命也存在较大差异。这一场景在某些用例下也需要支持高精度定位、高可靠性和低时延能力。四是通信感知融合。通信感知融合是6G新增典型场景，感知和通信的集成将提供高精度定位、环境重构、成像、等多元化能力，极大促进超高分辨率和精度的应用需求，如超高精度定位、高分辨率实时无线地图构建、基于设备甚至无设备的

13、被动目标定位、环境重建和监控、手势和动作识别、产品缺陷监控、访客识别等。此外，通信感知融合也将有助于提高通信的性能和效率，例如，通过考虑用户移动轨迹和环境变化来优化无线资源利用率。通信感知融合可以广泛应用于很多领域,为车联网、智能工厂等提供更好的服务。这一场景增加了新的性能维度要求，例如对距离、速度、角度的感知分辨率、感知精度、检测概率等，其指标需求因应用而异。对于定位和环境重构等功能，需要超高精度和分辨率；对于成像功能，超高分辨率是关键；对于手势和活动识别，检测概率是首要考虑因素。五是普惠智能服务。普惠智能服务是6G的新增典型场景，依托网络对需要进行高效分布式智能学习或推理的智能化服务提供集

14、成化的通信和A1算力。它不仅服务于特定应用服务，还将服务于未来整个通信系统，提高网络整体的性能和效率。在这个典型场景中，网络中的大量智能体将联合执行复杂的AI训练和推理任务，从而充分利用移动边缘侧（包括设备中）的智能算力，使快捷和灵活的智能服务覆盖社会各领域。该场景的典型应用包括数字李生数据训练和推理过程中的图像识别、生成和预测，执行复杂任务的机器人协作，以及智能交互中人类和机器之间知识传递和技能模式学习。普惠智能服务以提供AI学习和推理为目标，除了通信所需的大容量和低时延要求外，该场景还需要一组与AI计算性能直接相关的能力指标，如收敛时间、联合通信和计算的能效、训练效率和准确性、推理效率和准

15、确性等。此外,实现原生可信的网络安全和数据隐私保护也是该场景的重要目标与关键基础条件。（三）6G关键能力6G关键能力指标可以分为性能指标和效率指标。性能指标体现为从用户需求的角度出发，需要未来6G提供的关键性能水平。效率指标则主要从网络运营和可持续发展需求的角度出发，提出未来6G系统需达到的效能指标。一是关键性能指标6G将渗透于以人为中心的数字生活,包含办公、消费、出行等各种区域，以物为中心的数字化城市和生产，包含交通、医疗、工业、远程监测等行业应用领域，及消除数字鸿沟的普遍覆盖。以室内热点、智慧城市、工厂产线、工业制造区、医院、街道、偏远区域为代表的6G典型场景，分别具有高流量、高密度、高移

16、动、高精度、高智能、广覆盖等特征，将对6G网络设计和部署形成挑战。综合考虑6G典型业务特点、部署场景特征、用户和业务分布等特点，获得典型部署场景下的6G关键性能需求，主要包含体验速率、峰值速率、流量密度，时延、同步和抖动，连接数密度、移动性、可靠性、覆盖、感知/定位精度,AI服务精度等。未来6G网络需要具备比5G更高的性能，支持Gbps至几十Gbps的用户体验速率，每平方公里千万至上亿的连接数密度,毫秒甚至亚毫秒级的空口时延，每平方米0.1至数十Gbps的流量密度，每小时IOOOKm以上的移动性,数百乃至TbPS的峰值速率。以上指标在原有5G的基础上将实现10至100倍的提升。此外，6G还进一步扩展了新的能力范畴，将需要支持US级的抖动，覆盖范围也扩展至空天地海的全球覆盖,厘米级的感知和定位精度人工智能的服务精度和效率也将达到90%以上。二是关键效率指标6G需要大幅提高网络部署和运营的效率,支撑可持续性发展。推动绿色低碳转型是全球共同目标，也是ICT产业可持续发展的必然趋势6