6G总体愿景与潜在关键技术白皮书.docx

6G总体愿景与潜在关键技术白皮书目录一、6G总体愿景二、6G发展的宏观驱动力三、6G潜在应用场景四、6G潜在术五、对6G发展的几点思考缩略语简表参考资料主要贡献单位IXn-ZJB(MG)Iftjf纲r刈蚪6Jj"1.4Un.业和啜2化同«动感弘维*攸构处丁卯MT-20230)推送Sb成员也格中UITK的运於Muja命.而也和研亢机构，推进掰足米合中百户学研用力推动中国第六代移电遇缶技术研究和11M国W文孤与；!作的卞!Tf;.6G总体愿景随着5G大规模商用，全球业界已开启对下一代移动通信技术（6G）的研究探索。面向2030年及未来，人类社会将进入智能化时代，社会服务均衡化、高端化，社会治理科学化、精准化，社会发展绿色化、节能化将成为未来社会的发展趋势.从移动互联，到万物互联，再到万物智联，6G将实现从服务于人、人与物，到支撑智能体高效联接的跃迁，通过人机物智能互联、协同共生，满足经济社会高痂量发展需求，服务智慈化生产与生活，推动构建普惠智能的人类社会。在数学、物理、材料、生物等多类基础学科的创新驱动下，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，成为服务生活、赋能生产、绿色发展的基本要素。6G将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粮盖，随时随地满足安全可靠的“人机物”无限连接需求。图16G总体蜃景图6G将提供完全沉浸式交互场景，支持精确的空间Ei.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，极大提升信息通信服务质量。6G将构建人机物智笈互联、智能体高效互通的新型网络,在大幅提升网络能力的基础上，具备智慧内生、多维感知、数字挛生、安全内生等新功能。6G将实现物理世界人与人、人与物、物与物的高效智能瓦联，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，助力人类走进人机物智垓瓦然、虚拟与现实深度融合的全新时代，最终实现“万物智联、数字李生”的美好愿景。6G发展的宏观驱动力至U2O3O年，社会服务均衡化、高端化，社会治理科学化、精细化等发展需求将驱动6G为人类社会提供全域覆盖、虚实共生的联接能力：技术产业的突破创新、生产方式的转型升级将驱动6G向跆界协同、细智i精的方向迈进，成为推动经济增长的新引擎：环境可持续发展以及应对重大突发性事件的需求将推动6G构筑起横跨大地的网络连接，实现从人口覆盖走向地理全置卷。(一)社会结构变革驱动力收入结构失衡要求数字技术提升普惠包容。当今社会，世界贫富差距不断拉大，潜藏巨大经济社会风险。国际电信联盟提出，要利用信息通信技术促进实现联令国可持续发展目标.大数据、人工智能、全息感知等技术将有效助力在教育、医疗、金融等多方面普惠扶统措施的落地，是应对世界收入失衡挑战、助力各群体协同发展、全面提升人类福祉的强大工具。与此同时，全球中产阶级将从2009年近18亿增长到2030年50亿，中产阶级规模扩大推动高品痂智慧服务加速普及。全息视频、3D视频、感仃互联等应用使生活娱乐方式不再受时间和地点的限制，大大提升人们以自我需求为中心的智能生活以及深度沉浸的全息体验。新一代数字技术将极川也满足人们个性化、高湍化的生活需求“人口结构失衡呼唤数字技术提升人力资本及配置效率。当前,全球面临日益严峻的人口年龄结构问题，发达国家正经历老龄化、少子化的严峻挑战，新兴经济体在享受人口红利后，也深陷人口数量放缓和经济稳定增长之间的矛盾。据联合国统计数据，过去七十年间全世界65岁及以上老年人口的比例从5.1%增长到9.1%,世界总和生育率(TFR)从5.05降至2.45,到2030年,全球人口数量将达到85亿，其中65岁以上的老年人将达到10亿2,届时人类社会将进入老龄化时代，直接导致劳动力供给卜.降。在新一代产业革命与科技变革的耶动下，经济发展将更多依靠人力资本要素而非劳动力绝对数量。一方面，通过智能化技术与工具的创新运用,将实现对劳动力的智能替代.和生产效率的有效提升，全面发展的智能劳动力将会弥补人力不足，无人生产线、无人工厂等一批无人化应用将获得推广普及,另一方面，6G技术通过服务不同群体差异化的需求,将激发在教育、医疗、文娱等领域的革命性创新，促进全球人力资本的提升。社会治理结构变化倒逼社会治理能力现代化.未来社会治理主体将进一步多元化，随着社会治理创新能W的逐步押放，企业、个体等社会力量将通过开放数据资源和生态被激活，政府逐渐不再是社会治理的唯主导和执行者，社会治理容量将大大提升。同时治理架构和治理过程将更加扁平化，社会治理体制机制与信息技术手段相互融合、适配，社会管理服务体系呈现全要素.网格化发展态势，原仃信息传递规则被打破，信息和数据由单中心传播向多中心传播转变，社会治理场景的动态性、史杂性和不可预知性极大增加，在未来更加多元化、扁平化的社会治理结构卜实现治理的科学化和精准化，需要通过数字孳生赋能社会治理，打破不同领域壁垒、打通不同上级的信息边界，通过虚拟镜像还原物理空间，利用人工智能等技术实时模拟更杂社会事件和动态变化，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。（二）经济高质量发展驱动力经济可持续发展需要新技术注入新动能。2008年全球金融危机后，主要经济体全要素生产增长率多年下降，全球经济增长持续放缓，亟需新的技术产业注入新动能，点燃经济持续发展的新引擎.突破传统经济增长范式，推动生产方式向更高质量、更加智能方向转变，是世界经济实现高质量发展的必由之路。到2030年，劳动力主要参与者将不再局限于人与机器，人、机、物都将成为生产者，共同主导跨界协同生产，高精度、高可靠、准实时的信息传输在各类软硬件设备上无缝互通，机、物将具备对人类情感、思想、心理状态等的智能交互感知能力并能开展跨空间的劳动协作。无人生产或人-机-物协同生产，以及与大数据、云计算、数字季生等技术的集成运用，将推动产业全智能化转型，进一步提高生产创新力。服务的全球化趋势要求进一步降低全方位信息沟通成本。全球化是经济发展的助推器，通过全球性的分工协作带来更低的成本和更高的效率。工业革命以来，生产制造和运输物流效率大幅提升，国际分工从最终产品生产转向产品生产中间环节，中间品贸易和大型跨国公司兴起。近年来，新一代信息技术快速发展，使得信息和知识传播的成本持续下降，数据流成为物资潦、技术流、资金流和人才流的重要牵引，平台成为集聚资源、推动协同、提升效率、构筑生态的重要组织形式，国际分工从物理世界延伸至数字世界。未来数字学生、全息感知、沉浸式交瓦等新一代数字技术快速发展将进一步降低人与人、人与机、人与物之间的沟通成本，国际贸易将从货物转向服务、从现实转向虚拟发展，助力国际分工更加协调、产业分布更加合理、牛产效率进一步提高。（三）环境可持续发展驱动力降低碳排放、推动“碳中和”要求提升能效、实现绿色发展。是对6G绿色节.能提出新的发展要求。2020年9月，中国宣布力争二氧化碳排放于2030年前达到峰值，2060年努力实现碳中和。截至目前，全球已有120多个国家和地区提出碳中和目标,对未来6G等移动通信设施提出更高的能效要求，加速推动产业的节能和绿色化改造。二是高耗能行业的绿色低碳转型亟需6G提供更加精准、高效的数字化管理能力。如电力领域，智能电网的运行态势监测、应急指挥调度等功能要求6G提供更安全、更可辨、更高效的感知和分析能力，助力电力系统提效：建筑领域，“装配式”建筑工厂推广、智能制造质量管控与安全监管等要求6G提供更完善的数字化设计体系和人机智能交互能力：工业领域，工厂需借助6G高速率、海量连接的优势推进工业生产全流程动态优化和精准决策，助力工业企业节能减持。极端天气、疫情等重大事件邨动建立更广泛的感知能力和更密切的智能协同能力。一是全球极端气候变化等“绿天鹅”事件频发，催牛.环境实时精准感知体系和高智能协同调度系统.根据世界气象组织2020全球气候状况报告B.2020年是有记录以来三个最暖年份之-洪水、飓风、火灾等给相关国家造成数百亿美元的损失。为更好地满足全方位生态保护、环境可持续发展监测的需求，通信网络要具备超越陆地、跨越海洋的连接能力，使分布在高山、雨林、草原中的传感器智能连接，实现环境生态预防、监测、保护、救援等管理闭环.二是全球蔓延的疫情等田大突发性事件需要跨地区共同应对,对区域协同和资源调度能力提出更高要求。未来为更好地应对重大突发性事件，提高资源利用效率,亟需6G为代表的移动通信技术进一步发挥地海空天全覆盖优势，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运活调度，助力更大范围的密集性动员。6G潜在应用场景图2沉没式云XR：虚拟空间的用天坨面向2030年及未来，6G网络将助力实现真实物理世界与虚拟数字世界的深度融合，构殂万物智联、数字挛生的全新世界，沉浸式云XR、全息通信、感官互联、智慧交互、通信感知、普惠智能、数字季生、全域段盖等全新业务在人民生活、社会生产、公共服务等领域的广泛深入应用，将更好支掾经济高质量发展需求，进一步实现社会治理精准化、公共服务高效化、人民生活多样化，推动在更高层次上践行人民为中心的发展理念,满足人们精神和物质的全方位需求，持续提升人民群众的获得感、幸福感和安全感。（一）沉浸式云XR虚拟空间的广阔天地扩展现实（XR）是虚拟现实（VR、增强现实（AR）、混合现实（MR）等的统称。云化XR技术中的内容上云、洎染上云、空间计匏上云等将显著降低XR终端设备的计算负荷和能耗，摆脱f线缆的束缚，XR终端设备将变得更轻便、更沉浸、更智能、更利于商业化。面向2030年及未来，网络及XR终端能力的提升将推动XR技术进入全面沉浸化时代。云化XR系统将与新一代网络、云计算、大数据、人工智能等技术相结合，赋能于商贸创意、工业生产、文化娱乐、教育培训、医疗健康等领域，助力各行业的数字化转型。,M.HKin-i.yPh.xo（w头动MIPM延即从Mn运动开始利和*收由显小丸W够卜所在的时M未来云化XR系统将实现用户和环境的语音交互、手势交互、头部交互、眼球交互等笑杂业务，需要在相对确定的系统环境下，满足超低时延与超高带宽才能为用户带来极致体验。现有的云VR系统对MTP'时延的要求不高于20ms,而现有端到端时延则达到了70InSO面向2030年及未来，基于云化XR的总时延将至少低于IOms,根据虚拟现实产业推进会测算.虚拟现实用户体验要（二）全息通信：身临其境的极致体验随着无线网络能力、高分辨率汨染及终端显示设符的不断发展，未来的全息信息传递将通过自然逼真的视觉还原，实现人、物及其周边环境的：维动态交互，极大满足人类对于人与人、人与物、人与环境之间的沟通需求。未来全息通信将广泛应用于文化娱乐、医疗健康、教育、社会生产等众多领域，使人们不受时间、空间的限制，打通虚拟场景与真实场景的界限，使用尸皇受身临其境般的极致沉浸感体验。但同时，全息通信将对信息通信系统提出更高要求，在实现大尺寸、高分辨率的全息显示方面，实时的交达到完全沉浸水平,角分辨率需达60PPd.帧率不低于120Hz.视场角不低于130°,每像素12bit,I1.能够在定程度上消解调焦冲突引发的眩爱感.按压缩比100计算，吞吐量需求约为3.8Gbpso图3全息通信：身临其境的极致体验互式全息显示相要足够快的全息图像传辘能力和强大的空间三维显示能力。以传送原始像素尺寸为1920×1080X50的3D目标数据为例3,RGB数据为24bit,刷新频率60fps,需要峰值吞吐量约为149.3Gbps.按照压缩比100计算，平均吞吐量需求约为1.5GbPS。由于用户在全方位、多角度的全息交互中需要同时承载上千