【白皮书市场研报】2023年6G无线系统设计原则和典型特征白皮书.docx

空船甫加!的推进组tnoh11Group白皮书2023年11月版权再叫CopyrightNotification未经书面许可禁止打印、发制及通过任何媒体传播C2023IMT-2030(60推选出版权所有目录Contents1背景012无线系统需求022.1 可持续发展需求022.2 新业务需求032.3 新频谱需求042.4 新技术对无线系统的要求052.4.1 无线原生智能052.4.2 通信感知融合062.4.3 通信计算融合062.4.4 超维度天线072.4.5 新型调制编码多址072.4.6 超高频通信082.4.7 通信传能融合082.4.8 星地融合通信092.5 新终端偿片需求092.6 5G发展和演进启示112.6.1 无线系统性能：超越通信边界122.6.2 无线特征功能：智能多样灵活12.36G无线系统视图和特征163.1 部署场景163.26 G无线系统视图163.36 G无线系统新特征173.3.1 系统功能特征173.3.2 系统架构特征213.3.3 实现和运行特征253.4端到益设计相关273.4.1 通信连接分析273.4.2 数智算跨域分析283.4.3 安全可信跨域分析28.46G无线系统设计原则304.1 按需适配原则304.2 智慈原生原则314.3 题合一体化原则334.4 数据原生原则354.5 绿色低碳原则364.6 内生可信原则384.7 联合优化原则395总结及展望422.6.3 系靛应用生态：深度融合拓展136贡献单位432023年6月.国际电信联盟ITU-R昕P5D如期完成IVT面向2030及未来发展的框架和总体Ii标建议书«该建议书作为6G纲领性的文件,汇殿了全球6G1½景共识.描绘了6GU标与后势，提出了6G的典型场景及能力指标体系。建议书指出6G将实现人、机、物的连接.实现物理世界和虚拟世界的连接.同时，将感知和人匚智能等能力融合到网络中,6G成为承栽新用户、赋能新应用的新量数字基础设施.IVT-2030(6G)推迸组枳做开屣关锹技术研究的同时.于2022年中启动无线系统总体研究工作,面向6G新业务、新领谱和新技术发展需求.结合以可持续发展为代表的发展目标,分析6G部署场景和组网场景需求,提出6G无线系统功能特征、架构特征和运行特征，研究形成6G无线系统整体架构和设计原则,不断迭代完首，指导后续无线系统方案研发.司2.1可持续发展需求面向2030年及未来，人类社公将进入智能化时代,数字世界与物理世界将无缝融合,社会服务均衡化、高端化，社会治理科学化、错准化,社会发展绿色化、节能化将成为未来社会发展趋势，经济、社公、环境的可持续发展将弟动移动通信技术持续从5G向6G迭代升级.一是经济可持续发展更动力6G需满足产业数字化转型需求,产业数字化推动生产方式向更高质地、更加智能方向转变,数字技术支撵高精度、高可就、准实时的信息传输以及与人工智能、火数据、云计守等新技术的融合应用,将推动产业智能化转型发展.6G幅满足个性化、高端化的人民高品颂生活需求.以全息视频、3D视频、那官互联为代表的更高品质服务将加速普及.这对移动通佑技术性能提出r更高要求.6G需满足国际协作全球化需求，新一代信息技术快速发展，使得国际分工从物理世界延伸至数字世界.未来数字竽生、沉浸式交互等业务应用发展进一步降低了人与人的沟通成木。.是社会可持续发照驱动力.6G需满足社会治理能力现代化需求,未来社会治理星.现在体多元化、场景动态化、治理结岗和过程端平化等趋势需嬖6G技术配合其他数字技术共同作川,对科学将准的决策制定和动态实时的事件响应提供有效支撑.6G需满足公共服务保障均等化需求,其在医疗健康和优质教育等领域的深度应用，将奏效改善公共服务的用户体验,助力各类服务普患、均等落地,增强公共服务能力成为应对收入失衡挑棍、助力各群体协同发展的强大工具。三是环境可持续发展型动力。6G需满足绿色可持续发展需求,推动绿色低碳转型是全球各国共同的目标,也是IeT产业可持续发展的必然趋势。需要将绿色低碳作为6G网络设计的基本准则.既降低6G自身能耗,同时赋能行业绿色低碳发履6G都具有更高频段、更大带宽、更岛速率、泛在互联、更高确定性等特征,业务应用呈现“智慧化、沉浸化、全域化”发展趋势，更强性能与多样化业务将致使6C网络淹俄负载、计免、存储等能耗提升。因而6G将在系统设计、技术创新、产品设计、网络运行维护等多个环。融入。能减排理念，助力绿色可持续发展.6G需满足有大突发事件高效应对诉求,极端天气、疫情等重大小件郭功建立更加广泛的感知能力和更加密切的智能协同能力，实现社:ZT-2"3”(6推进你HOMT.z.!C<<,.I.-<.tIJ会资源的密切协同和灵活调度，助力史大黄围的密集性动员./2.2新业务需求从2019年IMT2030(6G)推进组成以来就开始对6G的典型场景和业务需求开展分析,经过近:年的讨论,逐渐形成/比较统一的意见.6G网络的业务需求包括5G现有业务的深化、发展和木来可能的新兴业务籥求两部分.2022年IMT2030(6G)推进组发布6G典型场景和关镂能力白皮书,对6G典型场景和业务应用进行了分析,提出了超级无线宽带、超大规模连接、机器可靠通信、普惠智能服务和通信礴知融合五大典型场景,对沉浸式云Vh数字学生、机器控制、皆想交互、多维感知等典型业务进行举例分析.2023年6月ITU-RWP5D如期年成了IMT而向2030及未来发展的枇架和总体曰标建议书.该注议书提出IMT2030在IYT2020二大场景幕础上增S1.和力'展,包含沉浸式通信、超大规模连接、极高可弁低时延、人工智能与通信的融介、感知与通信的融合、泛在连接等六大场景.提出6G用户和应用招我现泛在智能、泛在计算、沉浸式多媒体和名掇仃通信、数字学生和虚拟世界、智能工业应用、数？健康与福祉、泛在连按、传想和通信融合、可挣续性等九大目势、ITU建议书充分体现/我国提出的全部典型场景，明确J'6G应用和服务内涵.能力维度能力子维度典型业务将础通信需求超级无线宽带沉浸式XR、全息通信、感才互联、全域邀孟、应急通信超大规模连接数字李生、智融农业、广援盖物联网、综合运检极其可靠通信智能制造、智能电网、机器控制、远程医疗，远程驾驶泛在连接应急通信、海洋通信、无人机通信、边远地区通信基础计党需求支捋包括iI尊、A1.、存储在内的普惠智能智慈交互、智能互联、智能制造、滔染业务、肆力服务、自动驾驶基础信息需求通信盛知融合多维盛知、环境重构、高精度定位、检测、成像M络信息开放网络运行信息的开放行业公共基础信息各类传想器信息(温度、湿度、环境等)4tGIS(GeographicInformationSystem,地理信息系统)信息等03电IIMTTn30(66)碓眼就M-'>1.H;%51.,.I；，X卜无线系统需求是6G无线系统设计的基础与依据,我们在IMT-2030研究成果基础上，立足于无筑系统,从未来业务对于无线网络需求的角度,将业务分为基础通信需求、旗础计算需求、桩础信息需求.布嫉础通信需求方面,6G无线网络需要在5G网络的成础上迸一步满足业务对于更大的无线带宽、史大规模的连接、更高的UJ靠性的要求；同时将基础连接能力在空间和时间上进一步扩展.满足空天地海泛在连接和突发事件、-R大事件、灾害事件的应急通信保障能力需求,满足有障©物阻挡下的极致他盖需求：另一方面.6G将进步扩展终涉可接入范围,支持体域网等近场通信场景.在基础计算需求方面6G无线网络作为整个通信网络的亚要组成部分.将提供支持包括计弊、AI,存储在内的普慰智能,需要具备基础的算力感知、算力谢度、算力共享能力,能够向业务侧提供算力JH务.支撑端到端的型稣互联、交互业务和堪础的演染业务在基础信息需求方面，6G无线网络需要R备利川无线伟“对1.标的检测、定位、识别、成像等多维述知能力.需要具备将无线网络信息实时、准确开放给应用层的能力.并且需要具备提供各类传感器信总（温度、湖度、环境等）和GIS信息等行业公共基础信息的能力.从具体应用来乔,某一凡体的业务用例可能需要上述种或多种网络能力互相结合，如工业互联M、高清图像检测业务需要大带宽低时延能力：远程控制、机器控制需要离可靠低时延能力：跆区域设备监控需要泛在连接能力'多维感知和计怨能力：无人驾驶则需要格础通信能力、无线那知能力和基础计球能力三种能力。F2.3新系漕需求新一代6G无线系统既需矍满足现有5G业务的增也需要满足更加丰富多样的新业务和新场景,因此需嘤不同嫉段的频谱资源,以实现全方位的6G业务体验。为了涵足6G全息交互等全新业务场景TbPS峰值速率,同时考虑6G较5G网络1.53倍频谱效率的提升，以及<0.1.s空口时延等技术需求.6G规模商用需要超大带宽（如约需要2GHz+带宽、单线波几HMHz,甚至Ghz）.中低频段频谱仍将是6G发屣的战略性资源.将为6G提供基跳连续覆盖支持6G实现快速、低成本网络部署.考虑到4G/5G现网生命周期长、频率更耕难度人等实际情况,在6G商用初期,5G仍大规模商用，即5G和6G将在相当长段时间内会协同共存与腺合发展.全球对论的新中低频段频段涉及6GHz24GHz.6GHz频段是中频段仅有的大带宽优质资源.兼顾图施和容量优势，特别适合5G或未来6G系统部詈.同时可以发挥现有中领段5G全球产业的优势，工业和信息化部新版中华人民共和国无线电缴率划分规定率先在全球将½'IWT-ZOHO（H<,）1.1.4.IMt.7：ijciM；.i.u.<”6425-7125MHZ仝部或部分频段划分用JIMT（国际移动通信，含5G/6G）系统。对于更高频段具方丰富的频谱资源.如光谱（通常包含可见光、红外、紫外等）,其中可见光通常指频段130790THZ（波长为38075OnBO的电磁波，有约100THZ候选频谱：红外光通常指波长为75Onm300Onm的电磁波：太赫兹指的址嫉段0.1IOTHZ（波长为303000Um）的电磁波.有约IOTHZ候选频谱，两者都具疗人带宽的特点,易于实现超鬲速率通信，可作为补充频段.但光谱和太赫兹的空间传输损耗部很大，住局域和短距愍通信等特定场景中作为补充.可提供更大的容量和更高的速率.发挥独特的优势.图27嫉率分布示意图F2.4新技术对无线系统的要求2.4.1 无线原生智能面向6G,人工笆能技术被称为底座型技术,可以与网络的方方面面进行深度融合并发挥市.耍影响.<RAN（M.将主要布如F几方面发挥里要的作用：AI4Nct.于A1.来优化RAN：NeMAI.RAN为AI提供优化限务,如连接QoS保障、数据安全除私保护机制等：AIaaS,培rRAN内的连接、计算、数据和算法第资源和功能,提供6GAI能力。由于RAF的主要处理循环都处于ms级别.机器学习模型训练数据和推演所需数据对传输网络的压力,以及数据安全和陷私保护的需求.6GRA'需要原生科能.无线原生智能将影响6G无线系统设计的多个方面.白先，鉴于6G需要无线IMT-3>3<>(6G)ffiiBmM-'>1.H;%51.,.I；，X卜原生智族.人工科能/机器学习的数据采集、模型训练、模型分发等功能将被纳入到6G无线系统内部，特别是在线学习、联邦学习、迁移学习等而分布式人工智能功能部若的要求.将对人工