“能力”6G建议书:迈入新阶段,迎接新挑战

2023-07-07 17:05:13来源:通信世界

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在国际电信联盟无线电通信部门5D工作组(ITU-R WP5D)第44次会议上,国际电信联盟如期完成了《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》(以下简称《建议书》)。《建议书》作为6G纲领性文件,为全球6G发展起到了宏观指引的作用。我国始终坚持创新驱动,面向6G,成立产业推进平台,系统推进6G研发,全力支撑未来6G产业发展。

全球6G发展迈入新阶段

正如《建议书》所示名称,其汇聚了全球对6G的美好愿景和期待,描绘了6G目标与趋势,提出了6G的典型场景及能力指标体系,是指导6G发展的总体性文件。随着该文件的发布,全球6G发展迈入新阶段,在充分积累技术的基础上,技术方向将逐步收敛,6G系统框架将越来越清晰,国际标准化工作也将提上日程。

我国率先启动6G研发布局,成立产业推进平台,系统推进6G研发。作为推进6G发展的主要产业平台,IMT[1]2030(6G)推进组(以下简称6G推进组)吸纳国内外超过80家成员单位,系统推进6G需求研究、技术研发、国际合作等各项工作,公开发布6G白皮书和系列技术研究报告,组织开展6G技术征集和技术试验,研制概念样机,支撑未来6G产业研发。

2021年6月,6G推进组发布《6G总体愿景与潜在关键技术》白皮书,提出6G将支撑实现“万物智联、数字孪生”的愿景,创新性提出6G潜在业务应用将呈现沉浸化、智能化和全域化特点。2022年7月,6G推进组发布《6G典型场景和关键能力》白皮书,提出6G将在5G三大典型场景基础上继续深化,构建超级无线宽带、超大规模连接、极其可靠通信能力,并拓展感知和智能服务新场景。同时,从用户、网络运营和可持续发展等需求角度,6G推进组研究提出了6G关键能力指标体系。

我国产业各方一直积极参与ITU 6G相关工作,与全球合作明确6G发展方向,促进形成全球共识,我国6G发展理念、典型场景和关键能力指标等研究成果充分体现在《建议书》中。

六大典型场景的机遇与挑战

6G在5G三大典型场景基础上继续深化和增强,构建沉浸式通信、超大规模连接、极高可靠低时延,并拓展感知和智能服务新场景(即人工智能与通信的融合、感知与通信的融合),普惠智能还将赋能其他场景,实现网络性能和服务能力的跃升,同时新增泛在连接场景,将缩小“数字鸿沟”,连接未连接的用户。

六大典型场景一方面体现了沉浸化、智能化、全域化的6G业务发展趋势,6G将面向人、机、物提供多样化服务,成为承载新用户、赋能新应用的新型数字基础设施;另一方面,实现跨领域技术间的深度融合,在扩展6G服务边界的同时,也为提升6G网络性能注入新动力。

但与此同时,六大典型场景也为行业发展带来了新挑战。首先,6G在5G三大典型场景基础上继续深化和增强,行业需要结合5G商用经验,进一步深化工业、能源、交通、医疗等垂直行业对6G需求的研究,分析垂直行业对6G网络性能的需求,这涉及成本、复杂性、安全性、不间断服务能力等。同时,面向垂直行业需求,行业要找准6G业务的应用定位,提供多技术融合的一站式行业应用解决方案。

其次,在关键技术方面,特别是面向感知、智能、计算等交叉融合领域,行业在汲取原领域技术优势的同时,还需解决跨领域融合或一体化设计带来的技术难题,从资源、功能、服务等层面实现通信、计算、模型、数据的融合一体,进而实现更高效的服务。此外,人工智能、感知、智能超表面等部分6G关键技术已在5G-Advanced阶段开展研究,应通过产业碰撞和磨合,加快推动技术优化和成熟。

部分能力指标已开展概念样机实践

《建议书》定义了6G的15个能力指标,分别是峰值速率、用户体验速率、频谱效率、区域流量容量、连接数密度、移动性、时延、可靠性、覆盖能力、定位精度、感知相关能力、AI相关能力、安全隐私弹性性能、可持续性、互操作性。能力指标体现了6G支持六大典型场景的性能程度。按类型分,能力指标包含通信、感知、智能和安全可持续四类指标,后三类是6G新引入的指标,其中第四类指标与6G强调的可持续性、安全性、隐私性和弹性的设计目标对应。

6G作为新一代智能化综合数字信息基础设施,具备泛在互联、普惠智能、多维感知、全域覆盖、绿色低碳、内生安全等典型特征,上述指标也是对这些特征的定义和量化。需要指出的是,ITU定义的能力指标,并非要求每个典型场景下每种指标都达到最优,不同场景的能力各有侧重,比如针对通感融合场景,对感知有高要求,但会适度放松对通信、智能指标的要求。

感知相关能力主要针对感知与通信融合场景,两者融合能更高效地利用频谱和软硬件资源。通过感知能力,6G网络可获取非连接设备和周围环境的空间信息,一方面支撑实现虚实共生的沉浸式业务;另一方面,通过空间信息辅助提升通信性能。6G支持多种类型的业务感知,包含导航、模式识别、成像等。从融合发展阶段来看,6G分阶段支持通信和感知尽量避免相互影响的业务共存阶段、通信和感知单点技术互相辅助的能力互助阶段、通信和感知系统层面一体化的网络共惠阶段。针对不同业务和不同发展阶段要求,感知类指标内容侧重不同,至少包含距离精度/分辨率、速度精度/分辨率、多普勒精度/分辨率、角度精度、检测概率、识别准确度等指标。

智能类指标主要针对人工智能和通信融合场景。6G推进组于2023年4月发布《6G AI即服务(AIaaS)需求研究报告》,指出通过6G网络的连接、计算、数据、模型等资源和功能,提供适应不同应用场景的AI能力,包含AI助力提升网络性能以及网络成为智能化应用的高效运行底座。智能类指标包含推理准确度、推理时延、能耗等模型/计算性能指标,数据完整度、冗余度等数据指标,以及服务准确度、服务覆盖率、系统能效等服务性能指标。

针对安全可持续类新指标,6G将通过构建内生安全机制、增强设备安全能力协同等,有效提升网络安全与数字安全。6G以绿色低碳作为网络设计的基本准则,通过在技术创新、系统设计、网络运维等多个环节融入节能理念,降低6G自身能耗,同时赋能行业低碳发展。目前ITU给出了初步指标定义,但尚未确定如何量化、评估,还需要行业在后续技术性能要求阶段继续研究。

业界积极投入6G技术研发,在通感融合、通信AI融合等方面已形成积累,并开展了概念样机的实践。除了单点技术、单场景方案外,6G作为有机整体,需要考虑如何最大化6G系统性能和产业优势:在接入能力上,支持中低高频段协同,设计兼顾多场景的传输技术和协议,实现灵活组网;在服务能力上,6G网络要提供更丰富的服务,如数据服务、算力服务等;在部署运营上,要实现网络自治、弹性开放等。

6G框架和总体目标已确定,6G步入技术储备关键阶段,我国应继续加强“产学研用”协同创新,坚持技术突破与产业实践相结合,汲取5G成功发展经验,扎实推进,为全球6G发展贡献“中国力量”。

好了,关于6G建议书:迈入新阶段,迎接新挑战就讲到这。


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