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[资料] 6G概念及愿景白皮书

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发表于 2021-8-2 10:25:15 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省深圳市
6G应用场景展望
6G 未来将以 5G 提出的三大应用场景(大带宽,海量连接,超低延迟)为基础,不断通过技术创新来提升性能和优 化体验,并且进一步将服务的边界从物理世界延拓至虚拟世 界,在人—机—物—境完美协作的基础上,探索新的应用场 景、新的业务形态和新的商业模式。
(一)人体数字孪生 当前网络条件下,数字技术对人体健康的监测主要应用
于宏观身体指标监测和显性疾病预防等方面,实时性和精准 性有待进一步提高。随着 6G 技术的到来,以及生物科学、 材料科学、生物电子医学等交叉学科的进一步成熟,未来有 望实现完整的“人体数字孪生”,即通过大量智能传感器 (>100 个/人)在人体的广泛应用,对重要器官、神经系统、呼吸系统、泌尿系统、肌肉骨骼、情绪状态等进行精确实时的“镜像映射”,形成一个完整人体的虚拟世界的精确复制 品,进而实现人体个性化健康数据的实时监测。此外,结合 核磁、CT、彩超、血常规、尿生化等专业的影像和生化检查结果,利用 AI 技术可对个体提供健康状况精准评估和及时 干预,并且能够为专业医疗机构下一步精准诊断和制定个性 化的手术方案提供重要参考。
(二)空中高速上网 为了给乘客提供飞机上的空中上网服务,4G/5G 时代通信界为此做过大量的努力,但总体而言,目前飞机上的空中 上网服务仍然有很大的提升空间。当前空中上网服务主要有 两种模式——地面基站模式和卫星模式。如采用地面基站模 式,由于飞机具备移动速度快、跨界幅度大等特点,空中上 网服务将面临高机动性、多普勒频移、频繁切换以及基站覆 盖范围不够广等带来的挑战。如采用卫星通信模式,空中上 网服务质量可以相对得到保障,但是成本太高。为了解决这 一难题,6G 将采用全新的通信技术以及超越“蜂窝”的新 颖网络架构,在降低网络使用成本的同时保证在飞机上为用 户提供高质量的空中高速上网服务 。
(三)基于全息通信的 XR 虚拟现实与增强现实(AR/VR)被业界认为是 5G 最重 要的需求之一。影响 AR/VR 技术、应用和产业快速发展的 一大因素是用户使用的移动性和自由度,即不受所处位置的 限制,而 5G 网络能够提升这一性能。随着技术的快速发展,可以预期 10 年以后(2030~),信息交互形式将进一步又AR/VR 逐步演进至高保真扩展现实(XR)交互为主,甚至 是基于全息通信的信息交互,最终将全面实现无线全息通信。 用户可随时随地享受全息通信和全息显示带来的体验升级 ——视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉乃至情感将通过高保真XR 充分被调动,用户将不再受到时间和地点的限制,以“我”为中心享受虚拟教育、虚拟旅游、虚拟运动、虚拟绘画、虚拟演唱会等完全沉浸式的全息体验。

6G 网络性能指标及潜在关键技术
(一)性能指标 6G 网络将实现甚大容量与极小距离通信(VLC&TIC)、 超越尽力而为与高精度通信(BBE&HPC)和融合多类通信 (ManyNet),相较于 5G,6G 的峰值速率、用户体验速率、 时延、流量密度、连接数密度、移动性、频谱效率、定位能 力、频谱支持能力和网络能效等关键指标都有了明显的提升。
6G 与 5G 关键性能指标对比:

指标6G5G提升效果
速率指标峰值速率:100Gbps-lTbps 用户体验速率:Gbps峰值速率:10-20Gbps
用户体验速率:0.1Gbps-1Gbps
10-100倍
时延指标0.1ms ,接近实时处理海量数据时延1ms10倍
流量密度100-10000Tbps/平方公里lOTbps/平方公里10-1000倍
连接数密度最大连接密度可达1亿个连接/平方公里100万个/平方公里100倍
移动性大于1000km/h500km/h2倍
频谱效率200-300bps/Hz可达 100bps/Hz2-3倍
定位能力室外1米,室内10厘米室外十米,室内几米甚至1米以下10倍
频谱支持能力常用载波带寛可达到20Ghz ,多载波聚合 可能实现100GhzSub6G常用载波带宽可达100Mhz ,多载波 聚合可能实现200Mhz ;毫米波频段常用载波 带宽可达400Mhz ,多载波聚合可能实现800Mhz50-100倍
网络能效可达到200bits/J可达100bits/J2倍


(二)潜在关键技术 1、下一代信道编码及调制技术
针对各国及相关产业界愿景设想,6G网络将实现 100Gbps 的数据速率,使用高于 275GHz 频段的太赫兹(THz) 频段,信道带宽也是以 GHz 为单位。同时面临毫米波、空间、 海洋等更为复杂的业务传输场景,对底层的信道编码及调制 相关技术提出新的挑战。
(1)新一代信道编码技术
作为无线网络通信的基础技术,新一代信道编码技术应提前对6G网络的Tb/s 的吞吐量、GHz为单位的大信道带宽、 太赫兹(THz)信道特性、空天海地网络架构下基于复杂场 景干扰的传输模型特征进行研究和优化,对信道编码算法和 硬件芯片实现方案进行验证和评估。目前业界已经开始了一些预先研究,包括结合现有 Turbo、LDPC、Polar 等编码机制,开展未来通信场景应用的编码机制和芯片方案;针对AI 技术与编码理论的互补研究,开展突破纠错码技术的全新信道编码机制研究等。与此同时,针对 6G 网络多用户/多复 杂场景信息传输特性,综合考虑干扰的复杂性,对现有的多 用户信道编码机制进行优化。
(2)极化多址接入系统的设计与优化 当 前 业 界 普 遍 观 点 是 非 正 交 多 址 接 入 (NOMA , non-orthogonal multiple access )将成为当前 5G 和下一代 6G 移动通信的代表性多址接入技术,将当前极化编码技术引入 上述系统,依据广义极化的总体原则,优化信道极化分解方 案是 5G/6G 发展中不可或缺的一环。由此可见,6G 网络将进一步赋能极化多址接入系统的设计与优化,可以结合 6G 网络和业务场景的需求,对 NOMA 总体架构和关键技术进 行深入研究和升级,构建基于多用户(智能化、泛在化“物物”连接)原则的极化编码通信机制,对相应的算法进行进 一步优化处理。
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