2023-12-26-IMT-2030（6G）推进组-2023年6G无线系统设计原则和典型特征白皮书_48页_32mb

6G无线系统设计原则和典型特征总结

核心内容

6G无线系统是面向2030及未来发展的新型数字基础设施，其设计目标是实现人、机、物的全面连接，物理世界与虚拟世界的深度融合，以及将感知、人工智能、计算、传能等能力融合到网络中。6G不仅要在性能上超越5G，还要在智能性、安全性、绿色低碳等方面实现突破，为未来社会提供更广泛、更灵活、更高效的服务。

主要观点

1. 无线系统需求

• 可持续发展需求：6G需支持经济、社会和环境的可持续发展，提供更智能、更高效、更绿色的网络服务。
• 新业务需求：6G将支持超级无线宽带、超大规模连接、极其可靠通信、泛在连接、通信感知融合等场景，满足沉浸式云VR、数字孪生、智慧交互等业务需求。
• 新频谱需求：6G需要使用多频段资源，包括中低频段、毫米波、太赫兹和可见光等，以实现更广的覆盖和更高的速率。
• 新技术要求：6G需融合无线原生智能、通信感知融合、通信计算融合、超维度天线、新型调制编码多址、超高频通信、通信传能融合、星地融合通信等新技术，以提升网络性能和用户体验。

2. 6G无线系统特征

• 系统功能特征：包括灵活频谱、原生智能、通感融合、通算融合、信道主动管理等。
• 系统架构特征：包括灵活组网、至简协议、弹性可定制、能力开放、跨域协同、以用户为中心等。
• 实现和运行特征：包括内生节能、内生可信、网络孪生自治等。

关键信息

3.1 部署场景

6G将覆盖空天地海等多场景，支持广域、微域、近距离、远程等多类型连接，满足不同业务场景的差异化需求。

3.2 6G无线系统视图

6G无线系统由RAN资源层、功能层、服务层组成，支持通信、感知、计算、AI、安全等多维度功能，实现更高效、更智能的网络服务。

3.3 6G无线系统新特征

• 灵活频谱：支持多层频段框架，实现按需配置和动态互补。
• 原生智能：支持AI在无线网络中的原生部署，提升网络的智能化水平。
• 通感融合：无线系统具备感知能力，成为“网络即传感器”。
• 通算融合：无线网络支持通信与计算的深度融合，提供分布式计算服务。
• 信道主动管理：支持波束管理、信道信息获取、信道状态反馈等，提升传输效率。
• 内生节能：通过智能调度、节能技术、可再生能源利用等手段，实现绿色低碳。
• 内生可信：构建安全可信体系，实现主动防御、安全自治、数据隐私保护等。
• 网络孪生自治：通过数字孪生技术，实现网络的自优化、自组织、自修复能力。

3.4 端到端设计相关

• 通信连接分析：强调跨域协同、统一的协议和架构设计，实现灵活的业务适配。
• 数智算跨域分析：6G将具备海量数据处理能力，支持AI模型的复用与协同，实现计算资源的灵活调度。
• 安全可信跨域分析：涵盖安全、隐私、韧性三大方面，通过多层次协同保障端到端安全，提升用户隐私保护和网络抗干扰能力。

设计原则

4.1 按需适配原则

• 内涵和意义：支持灵活的系统参数、网元功能和组网形式，满足多样化业务和网络部署需求，提升系统敏捷性和可扩展性。
• 技术路径：
  • 按需适配的网络架构设计：实现连接与超越连接的统一服务。
  • 按需适配的空口设计：支持灵活的空口参数和信令框架。
  • 自适应可扩展的系统设计：根据业务需求动态调整系统参数和配置，提升系统灵活性和可维护性。

4.2 智慧原生原则

• 内涵和意义：6G将AI作为网络原生能力，实现网络智能、自主优化和自动化运维。
• 技术路径：
  • 融合的智慧原生框架：支持AI4NET和NET4AI，提升网络运行效率。
  • 共享的AI软硬件资源：提升资源利用率，降低AI部署成本。
  • 分布式的AI协同机制：支持多节点协同，提升网络智能化水平。

展望与贡献

6G无线系统设计将推动通信技术向更智能、更绿色、更灵活的方向演进，成为支撑未来社会智能化、数字化、绿色化的重要基础设施。本白皮书由IMT-2030（6G）推进组发布，为后续6G无线系统方案研发提供指导，助力6G技术的标准化和产业化发展。