隨著5G技術的商業化應用逐漸成熟,下一代通信技術6G的研究與探索已經展開。下面我們看一下相關的核心技術有哪些。
6G作為新一代智能化綜合性數字信息基礎設施,將更加注重能力融合和場景拓展。一方面需要增強無線電接口的技術和增強無線電網絡的技術,使網絡性能大幅、傳輸速率和連接密度量級提升。另一方面需要跨層、跨域,深度融合AI、物聯網、云計算等泛信息通信領域的新興技術,來超越傳統的通信范疇,打造通信、感知、計算、人工智能、安全等多維能力融合一體、空天地一體泛在連接的新一代移動信息網絡。
源自網絡
通信和感知融合是6G移動信息網絡的重要技術特征,是實現信息服務全過程的重要環節。感知將成為6G網絡中的原生能力,與通信能力互助共生,并為6G開辟新的應用前景。通感網絡數據量的急劇膨脹,對網絡提出了高計算效率、強隱私保護、高實時性等要求,通信與計算架構融合以移動網絡能力及基礎設施為基礎,深度融合網絡與算力資源,構建開放、服務化的算網基礎設施,實現從傳統面向用戶的連接控制,到面向計算任務的算網一體融合控制、高性能計算執行。計算能力的提升,帶來網絡AI內生的能力,通過內生的智能設計,實現自動化和智能化的網絡服務,使AI三要素(數據、算力、算法)同網絡連接一樣,成為網絡的基礎資源要素,服務于各種人工智能應用。
相比5G,6G會在傳輸速率、時延、連接密度、智能化和應用場景等方面實現質的飛躍。建議書給出了6G的能力指標體系,6G能力指標分為兩類:5G增強的能力指標和6G新增的能力指標,每種能力指標在不同的使用場景中可能具有不同的相關性和適用性。其中,針對5G增強的能力指標包括:峰值速率、用戶體驗速率、頻譜效率、區域流量密度、連接密度、移動性、空口時延、空口可靠性、安全和韌性9個指標,6G新增的能力指標:覆蓋范圍、定位、感知相關能力、人工智能相關能力、可持續性、互操作性6個指標。
IMT-2030 6G能力指標體系
①峰值速率
在理想條件下,每個設備能夠達到的最大數據傳輸速率,建議書給出50Gbps、100Gbps、200Gbps作為可能的示例值,同時也考慮更高數值的可能性。
②用戶體驗速率
移動設備在整個覆蓋區域內普遍可獲得的數據速率,建議書給出300Mbps和500Mbps作為可能的示例值,同時也考慮更高數值的可能性。
③頻譜效率
每單位頻譜資源和每個小區的平均數據吞吐量,建議書給出比5G高1.5倍或3倍作為可能的示例值,同時也考慮更高數值的可能性。
④區域流量密度
單位區域能夠提供的總流量吞吐量,建議書給出30Mbps/ m2和50Mbps/ m2作為可能的示例值,同時也考慮更高數值的可能性。
⑤連接密度
每單位面積內連接或可訪問設備的總數,建議書給出每平方公里106-108個設備的目標值,即每平方公里100萬-1億臺設備。
⑥移動性
在確保特定服務質量(QoS)的前提下,支持不同層級和無線接入技術(多層/多RAT)的無線節點間無縫切換時所能達到的最大移動速度。建議書給出500-1000公里/小時的目標值。
⑦空口時延
無線網絡從源端發送特定大小的數據包到目的端接收數據包的時間延遲,建議書給出0.1-1毫秒的目標值。
⑧空口可靠性
在給定概率下,能夠在預定時間內成功傳輸預定量數據的能力。建議書給出1-10??到1-10??的目標值,即99.999%-99.99999%。
⑨安全和韌性
安全性是指保護信息的機密性、完整性和可用性,并保護網絡、設備和系統免受黑客攻擊、分布式拒絕服務攻擊、中間人攻擊等網絡威脅。韌性是指網絡和系統在自然或人為干擾期間及之后仍能持續正常運行的能力。
⑩覆蓋范圍
在目標服務區域內為用戶提供通信服務接入的能力,覆蓋范圍通過鏈路預算分析定義為單小區的邊緣距離。
?定位
計算連接設備位置的能力,定位精度是指計算所得設備水平/垂直位置與實際水平/垂直位置之間的差異。建議書給出1-10厘米的定位精度目標值。
?感知相關能力
在無線接口中提供感知功能的能力,包括測距/測速/測角、物體檢測、定位、成像、繪圖等,這些能力可通過精度、分辨率、檢測率、誤報率等指標進行衡量。
?人工智能相關能力
在整個6G網絡中提供支持AI應用的能力,包括分布式數據處理、分布式學習、AI計算、AI模型執行和 AI模型推理等。
?可持續性
網絡和設備在整個生命周期中最大限度地減少溫室氣體排放和其他環境影響的能力。
?互操作性
通過基于成員包容性和透明度的無線接口,實現系統不同實體之間的功能互通。
與5G相比,6G的能力指標將顯著提升,其傳輸速率提升10倍-100倍,空口時延降低到0.1毫秒,是5G技術的十分之一,網絡端到端時延相比5G成倍降低。
6G與5G能力指標對比
數據來源:《IMT面向2030及未來發展的框架和總體目標建議書》、IMT-2020(5G)推進組、IMT-2030(6G)推進組;北京6G創新發展白皮書(2025)
來源: 中移科協