自2019年10月31日中國正式開(kāi)始5G商用以來(lái),各行業(yè)對于更加先進(jìn)、智能的通信系統需求愈加迫切,現有的5G能力部分已無(wú)法滿(mǎn)足最新的需求,對于6G技術(shù)的研究逐步提上日程。因此,結合6G技術(shù)最新演進(jìn)趨勢,我們可以探討未來(lái)6G將有哪些重點(diǎn)應用場(chǎng)景。
6G技術(shù)在原有的5G技術(shù)基礎上進(jìn)行了進(jìn)一步的能力拓展增強,增強移動(dòng)寬帶、海量物聯(lián)網(wǎng)、低時(shí)延高可靠是5G的三大典型場(chǎng)景,IMT-2030(6G)推進(jìn)組認為,6G將在這三大典型場(chǎng)景的基礎上進(jìn)一步構建超級無(wú)線(xiàn)寬帶、超大規模連接、極其可靠通信能力,并拓展感知和智能服務(wù)新場(chǎng)景,即通信感知融合和普惠智能。此外,6G服務(wù)范圍也將進(jìn)一步擴展至空天地,實(shí)現全球立體覆蓋。
超級無(wú)線(xiàn)寬帶
超級無(wú)線(xiàn)寬帶是增強型移動(dòng)寬帶(eMBB)的演進(jìn)和擴展,將極大提升以人為中心的沉浸式通信體驗,并且可在全球任意地點(diǎn)實(shí)現無(wú)縫覆蓋。典型的應用場(chǎng)景可包括沉浸式XR、通感互聯(lián)、全息通信等,這些應用對于峰值速率、用戶(hù)體驗速率、頻譜效率等有著(zhù)相比5G的更高要求。同時(shí),全域覆蓋將支持全時(shí)全地域的無(wú)線(xiàn)寬帶接入,在空天地一體化網(wǎng)絡(luò )中提供無(wú)縫切換、高移動(dòng)性和高質(zhì)量用戶(hù)體驗。
典型應用包括沉浸式云XR。擴展現實(shí)(XR)是虛擬現實(shí)(VR)、增強現實(shí)(AR)、混合現實(shí)(MR)等的統稱(chēng)。通過(guò)云化XR技術(shù),將顯著(zhù)降低XR終端設備的性能要求,擺脫線(xiàn)纜束縛,XR終端將更輕便、沉浸、智能,更有利于商業(yè)應用。根據虛擬現實(shí)產(chǎn)業(yè)推進(jìn)會(huì )測算,虛擬現實(shí)用戶(hù)體驗要達到完全沉浸式水平,角分辨率需達60ppd,幀率不低于120Hz,視場(chǎng)角不低于130°,每像素12bit,且能夠在一定程度上消解調焦沖突引發(fā)的眩暈感,按壓縮比100計算,吞吐量需求約為3.8Gbps。
極其可靠通信
極其可靠通信將在低時(shí)延高可靠通信(uRLLC)的基礎上進(jìn)一步增強能力。典型應用包括智能化工業(yè)領(lǐng)域的機器人協(xié)作、無(wú)人機群和各種人機實(shí)時(shí)交互操作,智能交通系統中的全功能自動(dòng)駕駛,精準醫療中的個(gè)性化“數字人”及遠程醫療手術(shù)。相比5G,6G具備更好的中高速數據傳輸和超高精度定位能力,能夠滿(mǎn)足機器協(xié)同交互類(lèi)應用對于抖動(dòng)、時(shí)間同步、穩定性等方面極高的需求。
未來(lái)機器控制場(chǎng)景將實(shí)現人機物與環(huán)境多維度協(xié)作,逐步從智慧工廠(chǎng)向智慧農業(yè)、智慧城市、智慧交通等多領(lǐng)域拓展,從封閉場(chǎng)景走向開(kāi)放場(chǎng)景,需要更加精準的感知能力、更準確的控制指令執行,對于通信的可靠性、確定性提出更高要求。
超大規模連接
在5G海量物聯(lián)網(wǎng)通信(mMTC)基礎上,超大規模連接對象將包括部署在智慧城市、智慧生活、智慧交通、智慧農業(yè)、智能制造等場(chǎng)景的各類(lèi)設備,典型應用包括遠程抄表、環(huán)境監測、智能燈桿互聯(lián)等。超大規模連接的場(chǎng)景特點(diǎn)是連網(wǎng)設備數量巨大,但其中大部分可能僅產(chǎn)生零星散發(fā)的流量。與5G中僅支持大規模設備的低速率傳輸相比,6G超大規模連接設備的傳輸速率將從低到高不等。
典型應用包括數字孿生。當前數字孿生應用仍處于建模分析和情景仿真階段,未來(lái)6G時(shí)代,隨著(zhù)感知、通信和人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,將進(jìn)一步演進(jìn)到自我學(xué)習、自我優(yōu)化、虛實(shí)共生的發(fā)展階段,實(shí)現虛擬化的孿生數字世界。數字孿生需要6G網(wǎng)絡(luò )擁有萬(wàn)億級的設備連接能力并滿(mǎn)足亞毫秒級的時(shí)延要求,以便能夠精確實(shí)時(shí)地捕捉物理世界的細微變化。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )數據模型和標準接口并輔以自糾錯和自生成的能力,使得數據質(zhì)量得到保障。此外,6G網(wǎng)絡(luò )還需要達到Tbps的傳輸速率以保證精準的建模和仿真驗證的數據量要求,通過(guò)快速的迭代尋優(yōu)和決策,按需采取集中式或分布式的智能生成模式。
通信感知融合
通信感知融合是6G新增典型場(chǎng)景,感知和通信的集成將提供高精度定位、環(huán)境重構、成像等多元化能力,極大促進(jìn)超高分辨率和精度的應用需求,如超高精度定位、高分辨率實(shí)時(shí)無(wú)線(xiàn)地圖構建、基于設備甚至無(wú)設備的被動(dòng)目標定位、環(huán)境重建和監控、手勢和動(dòng)作識別、產(chǎn)品缺陷監控等。
典型應用包括多維感知。多維感知主要是通過(guò)通信信號實(shí)現對目標的檢測、定位、識別、成像等感知功能,從而獲取周邊環(huán)境信息,完成對環(huán)境中實(shí)體的數字虛擬化。典型應用包括精準定位、環(huán)境重構、自動(dòng)駕駛等。
普惠智能服務(wù)
普惠智能服務(wù)是6G的新增典型場(chǎng)景,依托網(wǎng)絡(luò )對需要進(jìn)行高效分布式智能學(xué)習或推理的智能化服務(wù)提供集成化的通信和AI算力。它不僅服務(wù)于特定應用,還將服務(wù)于未來(lái)整個(gè)通信系統,提高網(wǎng)絡(luò )整體的性能和效率。該場(chǎng)景的典型應用包括數字孿生數據訓練和推理過(guò)程中的圖像識別、生成和預測,執行復雜任務(wù)的機器人協(xié)作,以及智能交互中人類(lèi)和機器之間知識傳遞與技能模式學(xué)習。典型應用包括智慧交互。智慧交互場(chǎng)景中,智能體會(huì )產(chǎn)生主動(dòng)的智慧交互行為,融合語(yǔ)音、人臉、手勢、生理信號等多種信息,實(shí)現情感判斷與反饋智能,這將導致數據處理量大幅增加。為了實(shí)現智能體對于人類(lèi)的實(shí)時(shí)交互與反饋,傳輸時(shí)延要小于1ms,用戶(hù)體驗速率將大于10Gbps,可靠性指標需進(jìn)一步提高到99.99999%。
最后,6G演進(jìn)需要5G商用的成功。全球移動(dòng)通信已進(jìn)入5G商用階段,回顧移動(dòng)通信發(fā)展歷程,1G到2G時(shí)代語(yǔ)音和短信業(yè)務(wù)獲得發(fā)展,3G到4G時(shí)代移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)得到蓬勃發(fā)展,5G將應用場(chǎng)景從移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步向物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域拓展。當前階段,5G能否挖掘出成功的商用案例并在垂直行業(yè)領(lǐng)域廣泛應用,將決定運營(yíng)商是否有足夠的動(dòng)力進(jìn)一步推動(dòng)5G向6G演進(jìn)。根據當前5G行業(yè)應用的拓展情況,IMT-2030(6G)推進(jìn)組按照現有5G發(fā)展進(jìn)程預測,3GPP國際標準化組織于2025年后啟動(dòng)6G國際技術(shù)標準研制,大約在2030年實(shí)現6G商用。
未來(lái),6G應用場(chǎng)景也可能存在較大變化。隨著(zhù)2022年底開(kāi)始的大模型浪潮,蘋(píng)果在2023年底正式發(fā)售Apple Vision Pro,科技應用端的創(chuàng )新相比前兩年開(kāi)始提速,基于IMT-2030(6G)推進(jìn)組研究總結的應用場(chǎng)景也存在著(zhù)較大變化可能,我們將持續跟蹤6G最新的變化,持續推出行業(yè)最新的觀(guān)察與思考。