【白皮书市场研报】全球6G技术大会:2024年ICDT融合的6G网络4.0白皮书.docx
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1、1 .引言信息技术的快速发展一直是推动社会进步的引擎。近年来,随着信息技术、通信技术、人工智能,大数据技术、系统控制技术和感知技术的不断融合,我们迎来了6G技术的新时代。在2020年11月的全球6G大会上,ICDT融合的6G网络白皮拈IQ正式发布,指出了6G将是一个端到端的信息处理与服务系统,核心功能由简单的信息传递扩展到信息采集、信息计算与信息应用,为用户提供更强大的通信、计算、感知、智能和安全等多维内生.能力。随着时间的推移,6G技术不I析演进。在2022年3月的全球6G大会上,OCDT融合的6G网络白皮书2。发布,聚焦感知、通信、计算融合的网络能力、架构、空口、终端和产业,提出了全新的6
2、G方案。进一步地,2023年3月,。CDT融合的6G网络白皮书3.0发布,着重介绍了ICDT融合的6G技术体系,ICDT淞合的无线通信与组网,和ICDT融合的架构与功能。过去一年中,全球6G技术呈现出加速发展的趋势,其内涵和定位不断延伸,呈现,H大数据BigData.人工智能Al,感知Sensing.信息InfOrmation和通信COmmUniCation技术融合的新趋势。通感一体化技术、通兑网络技术、Al辅助通信技术以及i音义通信技术等不同的融合技术箸受关注,学术界和工业界共同努力推动这些技术在理论研究、样机实验和标准化制定方面取得突破。2023年6月,国际电信联盟(ITU)发布了国际移动
3、通信技术面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书,日在详细阐述6G的发展目标、趋势、典型应用场奥以及技术能力指标。这一建议书的发布标志若对未来通信技术的全球共识和引领性方向的明确界定。2023年9月,全球移动通信网络联盟(NGMN)也发布/一份关于6G的立场声明,该声明紧密关注6G技术的定位、创新、业务、运营、原则以及频谱等方面。这一声明的发布不仅在全球范围内强调了对6G技术的共同认知,而且为推动6G技术的创新和发展提供了行业层面的引导。2023年10月,ITU-20306G)推进工作组成立了语义通信任务组,旨在推动语义通信技术在6G中的研发和标准化工作。总体而言,这些国际组织和工作组的行
4、动为6G技术的规范制定、研发推进以及全球范围内的合作提供了坚实的基础。全球6G的发展呈现出跨界融合、多面突破的局面。2 .ICDT融合新趋势ICDT融合的三大新趋势具体包括通算融合,语义通信和Al大模型与通信。方面,传统通信系统的能力也会随着新技术的出现而进步加强。另方面,传统通信技术会与感知技术,大数据技术,人工智能技术进一步融合,对网络的能力和架构产生深远影响。图2-lICDT股台也努2.1 通算融合无线通算融合共生是数字经济进入“算力时代”的背景下,因技术演进需求、业务发展需求和网络基础设施转型升级等多重因素驱动下所诞生的全新技术领域。依中Bfii信与计算的资源融合共生、功能触合共生、服
5、务融合共生等核心技术能力,可实现无线接入网算力化演进、通算智一体服务升级,促进资源和耍素的高效聚集、流动和共享,为数字经济增长提供坚实助力。随着万物感知、万物互联、万物智联的数字时代加速到来,全社会的算力需求日益增长,算力网络建设已成为重大国家战略举措。作为国家关键信息基础设施,无线接入网络具有海量基站,对其空闲兑力的挖掘利用具有重要经济价值,也是打通全网算:力化升级的最后环节.无线接入网络通信与算力的融合演进己经成为推进信息通信基班设施效率与服务升级的重要发展趋势。从技术发展角度看,过去几年,通信、云计算、人工智能、数字学生等技术的淞合已成为下代网络演进不可附挡的趋势,在6G中已开展Al内生
6、、通感7/683)管理编排层在传统的无线接入网的运维和管理功建基础上,新增无线计算资源编排管理、通信和计糅联合管理编排和无线计竟务的管理编搀.管理编排层既可以为本地化的通算忌合业务提供服务,也可以与算网大脑对接,将无线物算力并入大网,提供通信和计算一体腰务。Iw1.O3恨国内推进豺提出:应支持包括计算、Al.存储在内的普惠智能,其笈算力感钮、算力调暖、算力共享畿力,向业务艇提供翼力:无线通算资源融合、无战通匏功能融合、无线通算腰务合;系统设过需要考虑的三大方面:计算和通信的资源联合优化:支持分布式计算资源的发现、感知和控制:RANM对终端提供计算股务,并于2023年IO月发布d6G通桃融合系统
7、设“研究报告,分析潜在的计肾关键性能指标,提出通感节点协作、高性能终端计算屐务、通算协作、感算协作等关键技术问题。类国6G疣呦组织NGAHianCC在描述下一代无线网络时,强调了遹信和计算的融合。包括以下几个方面:通信和计算的深度融合:实现更裔效的数据传输和处理网络功能的虚拟化和软件定义:提出通过网络功能的窿蚁化和软件定义来实现通信和计算的合.统一的遹信和诏算协议:制定统一的通信和计算.协议,支持各种新型应用的数据传输和处理,提鬲网络的效率和可靠性.人工钙能和机器学习的应用:通过利用人工狎能和机器学习技术,实现对网络数据的智能分析和处理并发布T(6GTechnologiesforWideAre
8、aCloudEvolutionJ1白皮书,提出通眸联合编排、动态计算资源编撵、能力定制化、数据管理等研究方向。旨在通过引入先进的技术和协议,促进网络虚拟化、软件定义网络、人工智能和机渊学习等技术的应用,兴现更高效的数据传输和处理。同时,该联罐还将致力于制定统一的逋信和计算协议,以支持各种新型应用的需求,提升用户的陵务体会.欧想委员会的6G旗源研究组织Hexa-X确定并探究所族涧的203()年应用和需求,研究6G平台如何通过将通信和传黑以及网络计算、褂能或空间映射等新型数字掇务结合,来满足未来需求,并发布A驱动的通信和计算联合设计方第1,出标前期进行系统架构、场景应用和关键技术研究积累,后续将通
9、算方案推入全球标准制定和协调阶段。业界研究认为无线通算融合共生,需要从资源、功能、以及服务等二:个乂面实现。,一rJSB目标*一一一AlMWNH-KK(R)S9ItBH任到相美少.IHR4a学习文本.曲像、诺音,图2-6大模型在通信领域的应用RKHttAiRItR如,在异常检测中,可以通过大模型技术来加强对日志文本的理解,按照模板进行日志解析和数据构建,并完成告警压降、异常检测、故障预测和诊断等任务,以便采取相应的维护和修女措施,从而有效地提高网络的可靠性和秘定性。23.3 智慧内生通侑网络未来,人类将进入智能化时代,与人工智能技术深度敬合构建智能内生网络已成为6G网络的重要特征。因此,6G网
10、络需要在架构设计之初就全面考虑与Al的深度融合,充分认识6G网络的性能需求和面临的挑战,设计满足新一代无线通信系统的网络架构.目前,6G智能内生网络的架构,包括系统架构、功能和流程等相关研窕都在逐步进行中.中信科移动提出了具备“一超多体原子化特征的6G智能内生网络系统框架13:中国移动提出f“三体四U五面6G总体架构,从空间视图、逻辑视图和功能视图多个角度分析6G网络架构14:中国电信和中兴通讯联合提出“三层四面的6G网络智能化架构,包括云网资源展、网络功能层和应用使能层,以及控制面、用户而、数据面和智能面115):IMT-2030(6G)推进组提出了面向智能内生的体系框架,并从功能、服务、部
11、署、控制和执行多个视角全面分析了对智能内生架构的要求16。Al大模型与通信网络的深度歌合,将使智能成为网络的“基因”,从而构建Al为基础的新型智能通信网络,推动人们加速走向智能普惠的时代,丸正实现“万物智联,数字学生”的美好愿比。参考文献|1NMT-20336G)推进组:2023年6G通感咬合系统设计研究报告(21N;in1.i,QiSunXiang1.i.FengxianGuo.YuhongHuang.ZiqiChen.YiweiYanMugenPcng.“TowardstheDCePConvergenceofCommunicalionandComputinginRAN:Scenarios.
12、Architecture.KeyTechnologies.ChallengesandFutureTrends.ChinaCommunications2023.Vol.20,Issue(3)31QiSun.Nan1.i,Chih-1.inI(Fellow.IEEE),JinriHuangiXiaofeiXu.YuxuanXie.4InicIIigentRN.Automationfor5GandIkyUIHr,IEEEwirelesscommunications.20234)YuhongHuang.Nan1.i.QiSun.Xiang1.iJinriHuang.ZiqiChcn.XiaofciXu
13、.Chih-1.in1.,CommunicationandComputingIntegratedRN:AparadigmshifttorMobileNctworks,IEEENcworks,2024.感知源节点和目标节点之间交玩感知配置信息、感知相关数据、(部分)感知结果等。在算法方面,高精度感知算法是实现网络协作通感的关键。在实际网络中,需要结合算法性能、资源开销、更杂度等因索优化设计感知算法,实现通信与感知性能的最优。此外,N1.OS环境引入感知误差,如何实现N1.OS环境下高精度感知需要进一步研究。在通感一体系统的设计中,基带和射频硬件共享是一个重要的重点领域.通信感知硬件体化解决方案降
14、低了两个系统之间的整体功耗、系统尺寸大小和信息交换延迟,同时也促进了感知和通信在失!校准和补偿中的互利。但需要注意的是,鉴于通信和感知在评估指标和兑法上的差异,硬件要求大不相同.作为权衡,考虑传统通信理件的失真参数对感知性能的影响。通感互助领域中,在通信中使用感知获得的信息以提升性能可能是引入通信一体化的重要好处之%感知通过回波以获得环境信息,以得到更确定性和可预测的传播信道。感知提供的环境知识不仅提高了mmVave中信道估计的准确性,也可以提供波束对准信息,或者减少链路阻塞,从而显著降低开销.移动通信网络也为合作感知提供了巨大的机会和好处。多节点(基站、UE等)协作是获得协作通感空间增益、联
15、合处理增益的有效途径,多个网络节点(基站、UE等)可以作为个完整的感知系统发挥作用,通过调度多节点、融合多维信息实现特定区域内目标的高精度、超分法域知.如何触合处理协作多节点的多维信息从而地大化协作接收增益是多节点协作的核心问题。这里的主要研究挑战将在于同步、联合处理、信息传递与压缩、网络资源分配等,以在低开销卜实现最佳的感知融合结果。3.2空口Al3.2.1 典型应用场景空口Al的典型应用场景包括两个方面:一是通过Al学习提升空口性能,利用端到端Al实现空口定制优化,结合感知能力,构建个高度智能的无线空口,并推动空门的自我演进:二是招智能深度集成到无线网络,通过无线空】使能大规模分布式训练、
16、实时边缘推理,为用户提供适应不同应用场景的智能能力和高性能AI服务.图3-3无戏箱到瑞狎能通信系统图34智能无线资源管理Al使能空口极致性能,典型的应用场景包括智能信号处理和智能无线资源管理。智能信号处理:利用Al方法,可以改变当前通信系统物理层信号处理链路逐模块优化的设计思路,实现端到端的收发机联合优化13。具体用例包括无线信道建模、信道估计/预测,反馈、信号处理优化、智能收发处理、以及定位与感知等114,15,16.智能无线资源管理,基于Al的无线资源管理能够快速响应史杂多变的链路环境、资源特d生和业务需求,智能地处理发杂徒路的多用户、多目标、高维度优化决策问题。具体用例包括MAC层调度、
17、MlMO配对、功率控制、MCS选择等,RRC层的切换、负载均衡等17.18)。研究新型多址接入技术来支持更大的终端连接数。图3-6多址接入的应用场景根据业芳特征、指标需求的不同,海量终端通信的应用场景有两个类别。类为超大规模连接场景,需要支持极大的终端数量(例如IOXdeViCCS/kmD,对时延不敏感,通常传输的是突发的小数据包,如图3-6中的检色曲线所示:另-类为支持较大终端数地(例如IadeVieCS/km?)的同时,对传输的数据包大小、端到端通信时延、数据传辘的可靠性等诸多指标提出更高要求的场景,如图3-6中的蓝色曲线所示。6G中的多址接入技术,需要满足上述两类应用场景的需求,具体的,
18、可以在以下典型用例中进行应用。Yocnrrgtvviff*i*trxMMinitMM图37多址接入的典型用例衣31典型用例的特征典型用例特征ToC的数字学生世界 个性化的体验:对连接密度要求较离,需耍支持IadeviCeaknf的连接密度 实时的体验:对时延要求牧高,需要满足亮秒级的端到端通信时延 沉浸式的体验:对传输的数据包大小要求较高,需要满足数百到数千字节的数据包传输。一a”动W-论以(4)接收机设计:在保证性能的前提卜.,尽可.能降低接收机的及杂度,以满足海量终端接入的需求:接收机需要具备更强的多用户干扰抑制能力,以提高系统的性能和满足终端连接数需求:结合多天线技术提高系统性能和容员,
19、提升连接数:结合大规模MIMO技术,支持海量终端的接入。典型技术有:“基于稀疏结构变换迭代接收机”、“容员最优11低夏杂度的迭代接收机和多用户编码方案”等。表3-2多址接入关健技术技术名称随机接入和多址传输融合技术将初始接入和多址传输过程进行融合,不需要网络协调,采用非正交的方式同时实现随机接入和多址传输两个过程。在满足每终端差错性能的条件3通过一个统一的编码过程实现海信终端共享资源:不需要网络讲调,节省r网络协调信令资源,解除了资源对终端数员的限制,能够支持海量终端的接入和传输。高效无连接传辘深度睡眠状态的节点可直接传输,无需事先建立连接:发完又深度睡眠,无需解放连接。采用DaaOnly、独
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