下一代移動(dòng)通信演進(jìn)形成共識 期待2030年6G的問世！

近日，國際電信聯(lián)盟（ITU）正式發(fā)布了6G系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和空口技術(shù)開發(fā)的框架，這一框架是在近期召開的2023年世界無線電通信大會(huì)上通過的。這一文件的前身是今年6月ITU無線電通信局5D工作組（ITU-R WP5D）在第44次會(huì)議上通過《IMT面向2030及未來發(fā)展的框架和總體目標(biāo)建議書》，這份建議書可以說是6G發(fā)展的“綱領(lǐng)性”文件，本次2023年世界無線電通信大會(huì)正式批準(zhǔn)這一“綱領(lǐng)性”文件，可以說是全球主要經(jīng)濟(jì)體對于6G愿景、目標(biāo)和技術(shù)框架達(dá)成了一致，給業(yè)界開展6G的標(biāo)準(zhǔn)制定和前期技術(shù)研發(fā)提供指引，為6G發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

針對6G這一框架，ITU秘書長表示：“移動(dòng)通信是我們努力確保每個(gè)人都有意義地聯(lián)系在一起的核心。通過對6G未來方向達(dá)成一致，國際電信聯(lián)盟成員國共同朝著確保技術(shù)進(jìn)步與可負(fù)擔(dān)性、安全性和靈活性的方向邁出了重要一步，從而有效支持全球可持續(xù)發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。”

國際電信聯(lián)盟無線電通信局（ITU-R）局長表示：“根據(jù)IMT-2030開發(fā)的無線系統(tǒng)有望推動(dòng)下一波移動(dòng)通信創(chuàng)新，促進(jìn)數(shù)字平等，推動(dòng)普遍連接。6G建議書的發(fā)布證明了ITU長期以來堅(jiān)持的多利益相關(guān)主體共識的方法，該方法確保了全球公認(rèn)的技術(shù)和監(jiān)管解決方案的發(fā)展?！?/p>

ITU-R的建議書代表了研發(fā)和實(shí)施全球公認(rèn)的6G移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的重大進(jìn)展。此前每一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，包括模擬蜂窩（1G）、數(shù)字蜂窩（2G）、IMT-2000（3G）、IMT-Advanced（4G）和IMT-2020（5G）也都是通過ITU實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化的。

本次批準(zhǔn)的6G系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和空口技術(shù)開發(fā)的框架基本沿用了《IMT面向2030及未來發(fā)展的框架和總體目標(biāo)建議書》，提出了IMT-2030的趨勢、IMT-2030的應(yīng)用場景、IMT-2030的能力指標(biāo)和持續(xù)性發(fā)展考慮的因素等內(nèi)容，未來3GPP等標(biāo)準(zhǔn)化組織可以據(jù)此進(jìn)行6G標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)，產(chǎn)業(yè)界也可以對照這些內(nèi)容開展產(chǎn)品和應(yīng)用開發(fā)。

七大目標(biāo)和九大趨勢

這一建議書提出了6G系統(tǒng)將應(yīng)實(shí)現(xiàn)包容性、泛在連接、可持續(xù)性、創(chuàng)新、加強(qiáng)安全性和韌性、標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性、互通性等七大目標(biāo)，支撐構(gòu)建包容性的信息社會(huì)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

6G 將實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物的連接，實(shí)現(xiàn)物理世界和虛擬世界的連接，同時(shí)，有望將感知和人工智能等能力融合到網(wǎng)絡(luò)中，成為承載新用戶、賦能新應(yīng)用的新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。6G用戶和應(yīng)用將呈現(xiàn)泛在智能、泛在計(jì)算、沉浸式多媒體和多感官通信、數(shù)字孿生和擴(kuò)展世界、智能工業(yè)、數(shù)字醫(yī)療與健康、泛在連接、感知和通信的融合、可持續(xù)性等9大趨勢。

在5G三大場景基礎(chǔ)上增強(qiáng)擴(kuò)展為六大場景

6G 在5G三大場景基礎(chǔ)上增強(qiáng)和擴(kuò)展，包含沉浸式通信、超大規(guī)模連接、極高可靠低時(shí)延、人工智能與通信的融合、感知與通信的融合、泛在連接等6G六大場景。

（1）沉浸式通信

此場景擴(kuò)展了5G的增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB），并涵蓋了為用戶提供豐富交互式視頻（沉浸式）體驗(yàn)的用例，包括與機(jī)器界面的交互。與5G eMBB相比，相關(guān)環(huán)境提出了額外的和新的要求。

這一場景典型用例包括沉浸式XR通信、遠(yuǎn)程多感官呈現(xiàn)和全息通信。沉浸式通信中，以時(shí)間同步的方式支持視頻、音頻和其他環(huán)境數(shù)據(jù)的混合流量是其不可或缺的一部分，包括對語音的獨(dú)立支持。而且，提高頻譜效率和一致服務(wù)體驗(yàn)的能力，以及在各種環(huán)境中利用更高數(shù)據(jù)速率和增強(qiáng)移動(dòng)性之間的平衡至關(guān)重要。某些沉浸式通信用例可能還需要支持高可靠性和低延遲，以便與真實(shí)和虛擬對象進(jìn)行響應(yīng)和準(zhǔn)確地交互，以及更大的系統(tǒng)容量來同時(shí)連接眾多設(shè)備。

（2）超可靠和低延遲通信

此場景擴(kuò)展了5G的超可靠和低延遲通信（URLLC），并涵蓋了預(yù)計(jì)對可靠性和延遲有更嚴(yán)格要求的專業(yè)用例。這一場景通常用于時(shí)間同步操作，在這些操作中，不滿足這些要求可能會(huì)對應(yīng)用程序造成嚴(yán)重后果。

該場景典型用例包括工業(yè)環(huán)境中的高性能通信，以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化、控制和操作，可以實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用包括機(jī)器人交互、緊急服務(wù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療以及電力傳輸和分配監(jiān)控。此場景需要支持增強(qiáng)的可靠性和低延遲，并且取決于用例、精確定位和連接密度。

（3）海量通信

這一場景擴(kuò)展了5G的大規(guī)模機(jī)器類型通信（mMTC），并涉及大量設(shè)備或傳感器的連接。

該場景典型用例包括智慧城市、交通、物流、健康、能源、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)和許多其他領(lǐng)域的擴(kuò)展和新應(yīng)用，例如需要各種沒有電池或長壽命電池的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。這種場景需要支持高連接密度，并且根據(jù)用例，需要不同的數(shù)據(jù)速率、低功耗、移動(dòng)性、擴(kuò)展覆蓋范圍以及高安全性和可靠性。

（4）泛在連接

這一場景旨在增強(qiáng)連接性，以彌合數(shù)字鴻溝，可以通過與其他系統(tǒng)的互通來增強(qiáng)連接性。該場景方案的一個(gè)重點(diǎn)是解決目前未覆蓋或很少覆蓋的地區(qū)，特別是農(nóng)村、偏遠(yuǎn)和人口稀少的地區(qū)，典型用例包括但不限于物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)寬帶通信。

（5）AI與通信融合

這一場景將支持分布式計(jì)算和AI驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用。它通過利用數(shù)據(jù)收集、本地或分布式計(jì)算卸載以及跨智能節(jié)點(diǎn)的AI模型分布式訓(xùn)練和推理，實(shí)現(xiàn)前所未有的專業(yè)用例。

該場景典型用例包括IMT-2030輔助自動(dòng)駕駛、醫(yī)療輔助應(yīng)用設(shè)備之間的自主協(xié)作、跨設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的繁重計(jì)算卸載、數(shù)字孿生的創(chuàng)建和預(yù)測以及IMT-2030輔助協(xié)作機(jī)器人。

該場景需要支持高區(qū)域流量容量和用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)速率，以及低延遲和高可靠性，具體取決于特定用例。除了通信方面，該使用場景預(yù)計(jì)將包括一系列與將AI和計(jì)算功能集成到IMT-2030中的新功能，包括來自不同來源的數(shù)據(jù)采集、準(zhǔn)備和處理，分布式AI模型訓(xùn)練，跨IMT系統(tǒng)的模型共享和分布式推理，以及計(jì)算資源編排和鏈接。

（6）感知與通信融合

這一場景有助于需要傳感功能的新應(yīng)用和服務(wù)。它利用IMT-2030提供廣域多維傳感，提供有關(guān)未連接設(shè)備的空間信息，以及連接設(shè)備、運(yùn)動(dòng)和周圍環(huán)境的空間信息。

該場景典型用例包括IMT-2030輔助導(dǎo)航、活動(dòng)檢測和運(yùn)動(dòng)跟蹤（例如姿勢/手勢識別、跌倒檢測、車輛/行人檢測）、環(huán)境監(jiān)測（例如雨水/污染檢測）以及為AI、XR和數(shù)字孿生應(yīng)用提供周圍環(huán)境的傳感數(shù)據(jù)/信息。除了提供的通信功能外，該場景還需要支持高精度定位和傳感相關(guān)功能，包括距離/速度/角度估計(jì)、物體和存在檢測、定位、成像和映射。

15個(gè)能力指標(biāo)體系

建議書定義了15個(gè)能力指標(biāo)，與5G相比，IMT-2030能力指標(biāo)分為兩類，即針對IMT-2020增強(qiáng)的功能和支持IMT-2030擴(kuò)展使用場景的新功能，每種功能在不同的使用場景中可能具有不同的相關(guān)性和適用性。其中，9項(xiàng)功能源自現(xiàn)有的5G系統(tǒng)，即針對IMT-2020增強(qiáng)的功能包括：峰值速率、用戶體驗(yàn)速率、頻譜效率、區(qū)域流量密度、連接數(shù)密度、移動(dòng)性、時(shí)延、可靠性、安全隱私韌性性能9個(gè)指標(biāo)，支持IMT-2030擴(kuò)展使用場景的新功能包括：覆蓋、感知相關(guān)指標(biāo)、AI相關(guān)指標(biāo)、可持續(xù)性性能指標(biāo)、互操作、定位6個(gè)指標(biāo)。

（1）峰值速率：即每個(gè)器件在理想條件下可實(shí)現(xiàn)的最大數(shù)據(jù)速率，大于5G相關(guān)速率，建議書給出50、100、200 Gbps的值作為適用于特定場景的示例，同時(shí)也可以考慮其他值。

（2）用戶體驗(yàn)速率：即在整個(gè)覆蓋區(qū)域內(nèi)能夠無處不在提供給移動(dòng)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率，建議書給出300 Mbps和500 Mbps的值作為示例。

（3）頻譜效率：是指每單位頻譜資源或每個(gè)小區(qū)的平均數(shù)據(jù)吞吐量。建議書給出的頻譜效率的目標(biāo)是比5G高1.5倍和3倍的可能示例。

（4）區(qū)域流量密度：即單位區(qū)域能夠提供的總流量吞吐量。建議書給出了30 Mbps/平米和50 Mbps/平米的值作為可能的示例。

（5）連接密度：即每單位面積的連接和/或可訪問設(shè)備的總數(shù)。連接密度的目標(biāo)是每平方公里106 – 108個(gè)設(shè)備，即每平方公里100萬-1億臺(tái)設(shè)備目標(biāo)。

（6）移動(dòng)性：建議書給出的研究目標(biāo)是500-1000公里/小時(shí)。

（7）時(shí)延：空口延遲，即無線網(wǎng)絡(luò)從源頭發(fā)送特定大小的數(shù)據(jù)包到目標(biāo)接收數(shù)據(jù)包的時(shí)間。建議書給出的空口時(shí)延目標(biāo)是0.1 – 1毫秒。

（8）可靠性：空口可靠性涉及在預(yù)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)以給定概率成功傳輸預(yù)定義數(shù)據(jù)量的能力。建議書給出的可靠性目標(biāo)范圍為1-10?5 to 1-10?7，即99.999%-99.99999%。
（9）安全、隱私和韌性：包括維護(hù)信息的機(jī)密性、完整性和可用性，對個(gè)人信息的保護(hù)，以及網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)在自然或人為干擾期間和之后繼續(xù)正常運(yùn)行的能力。

（10）覆蓋：是指在所需服務(wù)區(qū)域內(nèi)為用戶提供通信服務(wù)訪問的能力。

（11）定位：建議書給出的定位精度目標(biāo)可達(dá)1–10厘米。

（12）傳感相關(guān)能力：是指在無線電接口中提供感知功能的能力，包括距離/速度/角度估計(jì)、目標(biāo)檢測、定位、成像、映射等，這些功能可以從準(zhǔn)確性、分辨率、檢測率、誤報(bào)率等方面進(jìn)行衡量。

（13）人工智能相關(guān)能力：是指在整個(gè)IMT-2030中提供某些功能以支持AI應(yīng)用的能力，這些功能包括分布式數(shù)據(jù)處理、分布式學(xué)習(xí)、AI計(jì)算、AI模型執(zhí)行和 AI模型推理等。

（14）可持續(xù)性：是指網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備在其整個(gè)生命周期中最大限度地減少溫室氣體排放和其他環(huán)境影響的能力。其中，重要因素包括提高能源效率，最大限度地減少能源消耗和資源的使用，例如通過優(yōu)化設(shè)備壽命，維修，再利用和回收。

（15）互操作性：是指無線接口基于成員的包容性和透明度，以便使系統(tǒng)的不同實(shí)體之間的功能成為可能。

6G推進(jìn)的時(shí)間節(jié)奏

ITU提出，對于6G發(fā)展的下一階段，相關(guān)企業(yè)和協(xié)會(huì)將在2027年初開始提交IMT-2030空口技術(shù)（RIT）的提案，供ITU-R參考。然后，ITU將根據(jù)IMT系統(tǒng)專家組制定的最低要求對這些提交的材料進(jìn)行評估（這一工作主要在ITU-R WP5D完成），最終有望在2030年前獲得首個(gè)6G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的批準(zhǔn)。

ITU提到，在規(guī)劃IMT-2030的開發(fā)過程中，除了不斷增強(qiáng)現(xiàn)有的IMT系統(tǒng)外，重要的是要考慮與其實(shí)現(xiàn)相關(guān)的時(shí)間表，這取決于用戶趨勢、需求、技術(shù)發(fā)展、標(biāo)準(zhǔn)的制定和改進(jìn)、頻譜問題、監(jiān)管、系統(tǒng)部署等因素。這些因素是相互關(guān)聯(lián)的，ITU計(jì)劃最遲在2030年完成IMT-2030的初步標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，以支持ITU成員從2030年起能夠部署6G。

共識已經(jīng)達(dá)成，期待2030年6G的問世！

審核編輯：黃飛