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ITU-R WP5D 完成了IMT-2030(全球6G愿景)框架建议书

时间:2023-07-08   访问量:1198

ITU-R WP5D 完成了IMT-2030(全球6G愿景)框架建议书

全球统一标准不仅能加深全球协作、实现无缝连接,还能推动规模经济的发展。当前,无线技术已成为万物数字化转型的基础平台,全球统一的5G标准已显露出其独特价值。而展望未来,全球统一的6G标准将开启一个智能互联的新世界,各种新型应用和业务也将应运而生。


ITU-R制定了IMT-2030(6G)的时间表

过去30年里,在国际电信联盟无线通信部门(Radio Communication Division of the International Telecommunication Union,ITU-R)的组织与协调下,各国政府、各行业为发展国际移动通信(International Mobile Telecommunications,IMT)宽带系统做出了巨大努力,ITU-R也成功引领了IMT-2000(3G)、IMT-Advanced(4G)以及IMT-2020(5G)的发展。面向2030及未来,ITU-R将着力于发展IMT-2030(6G)——这是6G标准迈向统一全球的第一步。

经过一年多的讨论,ITU-R最终于2022年6月商定了6G的总体时间表,主要分为三个阶段:

图1总结了该时间表中每个阶段的具体任务。

在现阶段,ITU-R的主要目标是就IMT-2030(6G)的愿景达成全球共识,包括识别潜在用户应用趋势和新兴技术趋势、定义增强型/新型应用场景和相关能力、理解频谱方面的新需求等。

图1 ITU-R制定的IMT-2030(6G)时间表.jpg

图1 ITU-R制定的IMT-2030(6G)时间表


ITU-R识别了面向IMT-2030(6G)的技术趋势

2020年2月,ITU-R 5D工作组(ITU-R WP 5D)敲定了《未来技术趋势》(Future Technology Trend,简称FTT)报告的工作计划,该报告旨在从宏观上指出地面IMT系统面向2030及未来的技术演进方向。随后,工作组累计收到59份来自世界各地的投稿,最终于2022年6月草拟完成,同年11月正式发表(即M.2516报告)。该报告重点阐述了如何增强无线空口、无线接入网,并借助新兴技术趋势实现新功能、新业务。

IMT-2030(6G)的新兴技术趋势包括:原生AI(AI空口设计和AI无线网络)、通信感知一体化、亚太赫兹传输、极致MIMO & 可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)、基于分布式账本和量子技术的可信增强,以及地面网络与非地面网络互连等。

表1重点介绍M.2516报告中纳入的技术趋势。

表1 ITU-R M.2516报告中纳入的技术趋势

新兴技术趋势和关键推动力
  • 原生AI通信技术

  • 通信感知一体化技术

  • 通信与计算架构融合技术

  • 设备到设备通信技术

  • 高效利用频谱的技术

  • 提高能效、降低功耗的技术

  • 原生支持实时服务/通信的技术

  • 增强可信的技术

增强无线空口的技术
  • 先进的调制、编码、多址方案

  • 先进的天线技术

  • 带内全双工通信

  • 多维度物理传输(RIS、全息MIMO、OAM)

  • 太赫兹通信

  • 超高精度定位技术

增强无线网络的技术
  • 无线接入网切片

  • 通过弹性网络/软网络保障QoS

  • 无线接入网新架构

  • 数字孪生网络

  • 非地面网络互连

  • 支持超密无线网络部署

  • 加强无线接入网基础设施共享

ITU-R完成了面向IMT-2030(6G)的愿景建议

2021年初,ITU-R WP 5D正式启动了《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》的研究工作,即大家熟知的“6G愿景”。2022年6月14日,举办了为期一天的“IMT面向2030及未来演进”研讨会,共有348人通过现场或远程的方式与会3。来自ITU-R成员、外部组织、研究项目和学术界的14场精彩分享,彰显了各方对IMT-2030(6G)的强烈兴趣和美好愿景。

经过两年零四个月的持续讨论,世界各地累计投稿156份,IMT-2030(6G)的建议书草案终于如期完成。2023年6月22日,赶在即将于2023年11月召开的WRC-23会议之前,在瑞士日内瓦举行的第44届ITU-R WP 5D会议通过了该建议书4。在建议书制作阶段,全球对6G愿景讨论的关注度和投稿数量一直呈上扬态势,在去年6月召开的会议上更是达到了顶峰——来自欧洲、亚洲、北美、南美、非洲和大洋洲的行政当局、监管机构、运营商、厂商、研究机构都纷纷派出代表在会上分享他们的观点,为最终的建议书草案做出了宝贵的贡献。

IMT-2030(6G)定义了六大场景。如图2所示,在IMT-2020(5G)“铁三角”的基础上,IMT-2030(6G)往外延伸,拓展出了一个六边形。在六边形最外围的圆圈上,列出了适用于所有场景的四大设计原则,即:可持续性、泛在智能、安全/隐私/弹性、连接未连接的用户。

图2 IMT-2030的六大场景和四大原则.jpg

图2 IMT-2030的六大场景和四大原则


通信增强扩展场景

eMBB、mMTC、URLLC是IMT-2020(5G)中的三大典型场景。基于此,IMT-2030(6G)在通信增强方面扩展了出了三个场景,分别是:沉浸式通信、超大规模连接、超可靠低时延通信,以改善数据速率、区域流量容量、连接密度、时延和可靠性。表2总结了这些场景的典型用例。

覆盖增强新增场景

在IMT-2030(6G)的另外三个场景中,泛在连接虽属于通信增强的范畴,但在覆盖范围和移动性方面存在显著差异。地面无线网络不仅需要覆盖扩展技术,还需引入新架构和新商业模式,支持地面网络和非地面网络互连。通过泛在连接,当前的宽带和物联网业务有望推广到农村、偏远地区和人口稀少地区,以较低的成本连接未连接的用户。

业务扩展新增场景

此外,通信感知一体化、通信AI一体化作为IMT愿景建议书中首次提及的新场景,旨在提供通信以外的服务。为了在新业务、新应用涌现时对无线网络进行评估,这些场景定义了一些新功能,包括感知精度、分辨率、检测概率,以及AI相关的分布式训练和推理能力。在感知和AI的新功能中融入增强通信,6G网络作为一个分布式神经系统,可以将物理世界、生物世界和网络世界融合起来,真正实现数字孪生,促进创新,提升生产力,改善整体生活质量,并为未来万物智联奠定坚实的基础。

表2 IMT-2030六大场景的典型用例

沉浸式通信
  • 沉浸式XR通信、远程多感官智真通信、全息通信

  • 以时间同步的方式混合传输视频、音频和其他环境数据的流量

  • 独立支持语音

超大规模连接
  • 扩展/新增应用,如智慧城市、智能交通、智慧物流、智慧医疗、智慧能源、智能环境监测、智慧农业等

  • 支持各种无电池或长续航电池物联网设备的应用

超高可靠低时延通信
  • 工业环境通信,实现全自动化、控制与操作

  • 机器人交互、应急服务、远程医疗、输配电监控等应用

泛在连接
  • 物联网通信

  • 移动宽带通信

通信AI一体化
  • IMT-2030辅助自动驾驶

  • 设备间自主协作,实现医疗辅助应用

  • 计算密集型操作跨设备、跨网络下沉

  • 创建数字孪生并用于事件预测

  • IMT-2030辅助协作机器人(Cobot)

通信感知一体化
  • IMT-2030辅助导航

  • 活动检测与运动跟踪(如姿势/手势识别、跌倒检测、车辆/行人检测等)

  • 环境监测(如雨水/污染检测)

  • 为AI、XR和数字孪生应用(如环境重建、感知融合等)提供环境感知数据/信息

图3从不同维度总结了IMT-2030的功能,包括9个增强功能(峰值数据速率、用户体验数据速率、频谱效率、区域流量容量、连接密度、移动性、时延、可靠性&安全以及隐私性&弹性)、6个新增功能(覆盖、定位、感知相关、AI相关、可持续性和互操作性)。图中各个能力值的范围是IMT-2030经调查研究后给出的预估目标,后续的ITU-R建议书或报告会在这个范围内,为每种场景给出具体值(单个或多个)。

图3 IMT-2030的功能.jpg

图3 IMT-2030的功能


建议书还指出,考虑到IMT系统的容量和覆盖范围、潜在的新业务和新应用,IMT-2030需要广泛利用1 GHz以下频段~亚太赫兹频段之间的多个频段,涵盖低频段、中频段(厘米波)、毫米波频段和亚太赫兹频段。未来的很多部署场景(包括广域部署),可能需要更大的信道带宽来满足新业务、新应用的需求,现有的频谱和后续新分配、新发现的频谱需要和谐共存。

ITU-R的6G愿景标志着全球6G发展之旅正式启航

随着第一个重要里程碑——全球6G愿景——的达成,6G标准化之旅正式启航。6G的标准化,不仅需要遵照ITU-R的时间表一步步开展,还需要在全球范围内密切合作。从2024年开始,ITU-R WP 5D将投入三年的时间,研究具体的技术性能要求、评估准则和方法,为IMT-2030最后阶段(即2027~2030年)的技术提案评估做好准备。同时,3GPP将继续其5G -> 5.5G(亦称5G Advanced)的演进之路,预计将在2025年下半年的R20中启动6G技术的标准化工作,在2028年底或2029年初,为ITU-R评估准备好技术提案,目标是在2030年完成IMT-2030规范。

在6G愿景和技术方面,华为一如继往地开展了大量深入的研究工作。为帮助ITU-R定义全球6G愿景,华为团队一直在积极地贡献自己的力量,积极参与中国提案的撰写,以及多厂商联合提案的撰写,在WP 5D文档形成过程中担任相应的编辑和起草工作,并在最后一次会上主持了IMT-2030能力的讨论。值得一提的是,通信感知一体化、通信AI一体化这两大超越通信的场景,正是由华为率先提出的,详见图4。除了ITU-R,华为还依托3GPP、NGMN、SNS JU、5G-ACIA、5GAA、one6G、WWRF、IEEE等全球知名平台,与全球运营商、同行、垂直合作伙伴和学术界一直保持着密切的合作关系,未来也会继续与各方在6G研究、验证和标准化方面开展深入合作。

图4 《6G:无线通信新征程》中的6G用例概览.jpg


图4 《6G:无线通信新征程》中的6G用例概览


6G将于2030年左右商用,而5.5G/5G Advanced是向6G演进过程中必不可少的一环。6G是创新的乐园,整个地球和全人类都将从中受益,我们将真正迎来一个智能连接、可持续发展的“地球村”,这也是6G的宏伟蓝图之一。


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