摘要:2024 年 6 月,3GPP 5G-A 标准第一个版本正式冻结,5G-A 的规模商用被提上日程,业界普遍认为 5G 技术的升级演进将进一步促进 5G 与垂直行业的深度融合。同年,3GPP 明确6G 标准制定时间表,其计划于 2025 年 6 月启动 6G 核
2024 年 6 月,3GPP 5G-A 标准第一个版本正式冻结,5G-A 的规模商用被提上日程,业界普遍认为 5G 技术的升级演进将进一步促进 5G 与垂直行业的深度融合。同年,3GPP 明确6G 标准制定时间表,其计划于 2025 年 6 月启动 6G 核心网和接入网的标准研究工作、标准规范制定工作,预期将于 2029 年完成 IMT-2030 的标准第一个版本发布。
6G 不仅要拓展现有 5G/5G-A 的通信场景,也要超越通信的范畴,支持更广泛的垂直行业应用,这与 5G-A 的商业部署一脉相承。为切实助力垂直行业数字化转型、带动国民经济提升,一方面需要在 5G 网络基础上进行升级演进,实现 5G-A 的规模商用;另一方面需要依托产学研用各界协同创新,深入挖掘 6G 部署场景与真实需求,启动以垂直行业需求牵引的应用研究,开展未来 6G 商业模式的顶层设计,共同推动 6G 移动信息网络与产业的良好发展。
一、5G-A 规模商用为6G发展蓄力,移动通信网络向移动信息网络持续演进
5G 在传统移动通信技术所面向的宽带移动通信场景的基础上,创新性地引入了海量机器类通信和超高可靠低时延通信两个典型场景,以期进一步通过 5G 移动通信技术带动物联网产业的发展。5G 在增强移动宽带应用上蓬勃发展,而在行业应用方面的表现仍亟需提升。作为 5G-A 标准的第一个版本,3GPP 5G R18标准于 2024 年 6 月正式冻结。
5G-A 的技术革新主要体现在上行体验容量的提升、应用场景的拓展、系统容量的提升、低成本终端支持、广播多播增强以及网络切片增强等,并且进一步在 MIMO、XR 和卫星等领域做了很多新的探索。
随着 5G-A R18 标准的冻结,业界普遍认为 5G 技术的升级演进 (5G-A)将进一步促进 5G 与垂直行业的深度融合。从 2024 年 2 月底,按照计划,3GPP 开始正式进入 R19 的研究工作,包含:5G 系统的持续增强,例如 MIMO, 移动性,SON 的增强;应用多样化的研究,例如无源物联网 , 卫星通信;全新的先进功能,例如双工演进;以及业界普遍认为面向 6G 的技术先导,例如通感一体化,无线 AI/ML, 网络节能以及中频段信道建模等。
R19 的研究内容标志着 5G-A 国际标准制定进入新阶段,为未来 6G 第一版本进行预先的技术研究和准备。我国运营商正在积极布局开展 5G-A 相关技术试验工作,以期深入挖掘 5G 网络的扩展应用。据悉,部分运营商已经开展了 5G+XR、UDD、空天地一体、通感一体、无源物联、确定性网络、数字孪生、无线云基站、智能超表面等 5G-A 相关技术试验。运营商计划于年内建成全球最大规模的 5G-A 商用网络,并公布了包括北京、上海、天津、重庆、广州在内的首批 100 个 5G-A 网络商用城市名单。
5G-A 的规模商用将有利于延长 5G 网络的生命周期,保护运营商投资,深入挖掘移动信息网络的新型应用。同时,5G-A 的规模商用将实现与 6G 网络的有序衔接,为 6G 移动信息网络的技术遴选、标准制定、产品研发以及应用创新积蓄力量。
二、国际社会明确3GPP 标准制定时间表,6G 标准阶段性规划基本确定
由于国际移动通信技术对移动通信产业以及相关产业的促进、拉动作用明显,每次移动通信技术升级换代都备受各国政府和企业关注。自 5G 国际标准发布以来,国际社会众多国家、地区、企业和研究机构纷纷启动 6G 预研工作,并把其作为谋求竞争新优势的战略方向,一场新的全方位综合国力竞争正在全球展开。
在国际社会产学研用各界的共同推动下,国际电信联盟于 2022 年 10 月完成未来技术趋势报告,2023 年 6 月完成面向 2030 年及未来的(6G)框架和总体目标建议书,并计划 2030 年完成 6G 国际移动通信标准发布。
国际电信联盟已于 2024 年启动IMT-2030 第二阶段工作,着手开展 IMT-2030 的技术性能要求和评估指南的制定工作。2024 年初,3GPP 初步明确 6G 标准制定时间表,计划 9 月份启动无线接入网的需求和 KPI 指标研究工作。2025 年 6 月至 2027 年 3 月,开展核心网和接入网的标准研究工作,并在研究工作后启动核心网和接入网标准规范制定工作,预期将于 2029年完成 IMT-2030 的标准第一个版本发布。在国际社会 6G 标准制定共识以及国家 6G 发展战略的支撑下,6G 标准与产业化发展时间节奏基本确定。
三、6G 将实现通信能力多维度提升,不断扩展服务领域、开拓信息服务能力
向 6G 演进的应用场景需求可归纳为两个方面:5G 作为基础演进的三大通信场景 ( 沉浸式通信、超高可靠与低时延通信和大规模通信 ),以及新增加的三个融合维度 ( 星地融合通信、通信感知一体化和通信与人工智能融合 )。以 5G 技术为代表的信息通信行业是构建国家新型数字基础设施、提供网络和信息服务、全面支撑经济社会发展的战略性、基础性和先导性行业。
6G 将是在 5G 产业蓬勃发展的基础上进行的升级演进,在通信功能进一步增强的基础上,不断扩展其服务领域、提升其信息服务能力,形成新一代移动信息网络。与 5G 相比,6G 网络将为人、物、环境以及虚拟空间提供智能极致互联的丰富服务。在地面通信功能增强的基础上,6G 也将从地面通信扩展到星地融合通信,达到全域覆盖,便于通信及信息业务服务的统一部署。
而 6G 网络也将与数字、信息技术深度融合,支撑网络与服务的升级拓展,面对众多差异化场景,基于人工智能技术与通信系统的深度融合,提供恰当的连接、通信以及数据、计算、智能、定位、感知、安全等信息服务。
在国际电信联盟发布的 6G 框架和总体建议书中,明确 6G 的使用场景包括:沉浸式通信、超高可靠与低时延通信、大规模通信、通信感知一体化、通信与智能融合、泛在连接等场景。其中,沉浸式通信、超高可靠与低时延通信、大规模通信是 5G通信功能的增强场景,而通信感知一体化、通信与智能融合则是 6G 新引入的超越通信使用场景。
通信感知一体化使用场景,典型的使用案例包括辅助导航、活动检测和运动跟踪(例如,姿势 / 手势识别、跌倒检测、车辆 / 行人检测)、环境监测(例如,雨水 / 污染检测),以及为 AI、XR 和数字孪生应用提供关于周围环境的传感数据 / 信息。
通信与智能融合使用场景,典型的使用案例包括辅助自动驾驶、用于医疗辅助应用的设备之间的自动协作、跨设备和网络的繁重计算操作的卸载、数字孪生的创建和预测等。为了支持 6G 实现超越通信场景,不断扩展其服务领域、提升其信息服务能力,6G 需要新型系统架构与关键技术支撑。
6G 网络将由网络为中心向以用户为中心进行演进,支持集中式 + 分布式网络节点按需部署、即插即用,实现根据用户需求的场景定制、精准服务,并通过网络内生的智能、感知、计算、安全等能力,实现端到端分布式网络自治。
以用户为中心的分布式自治网络 ( 下图 ) 将突破传统以蜂窝为中心的无线资源管理模式,资源分配与功能组合方式更为灵活有效,降低干扰信号对用户体验的影响,节省网络能耗,驱动超维度天线技术、无线 AI 技术、通感融合技术、高精度定位技术等空口技术融合升级。网络架构的变革与关键技术的升级演进,将促进 6G 网络的功能与性能不断提升,从而推动沉浸式 XR、全息通信、数字孪生等全新应用的不断成熟。
以用户为中心的分布式自治网络架构
来源:家有小科技