对6G的期待：以下为从早期全球研究中得出的九大观点

设计新一代移动系统是非常复杂的工程任务，涉及成千上万的研究人员和开发人员。他们凭借创造力提出新颖的概念，致力于设计、测试、议定并构建真正一流的端到端蜂窝系统。真的没有什么比这更重要了。

今天的我们虽然正处于6G旅程的开端，但研究活动的数量和广度已经相当可观。6G的基本研究概念已经广为人知，欧洲Hexa-X项目、北美NextG联盟（NGA）、中国IMT-2030（6G）推进组等领先合作机构已提出具体的6G技术路线图。当然，随着5G的不断发展以及6G标准工作的开始，通往6G的道路也会随着时间有所变化。

我们已经看到不同供应商、行业和地区出现多个颇具前景的6G技术概念。虽然具体的技术规范将是2025年及以后的标准化问题，但我们至少可以说一件事：通过实现和提供无线网络物理服务，6G将从根本上改变我们看到和体验到的世界。

爱立信已经在推动6G系统的基础研究议程方面发挥了主导作用，而我们的早期6G研究也在塑造更广泛生态系统的6G研究方向方面产生了强烈影响。

爱立信对6G的研究展望描绘了一个未来无处不在的网络-物理连续体愿景，其将作为“智能、计算和空间数据的可信赖平台，鼓励创新并充当社会的信息支柱”。

实现这一愿景需要未来的网络“能够跨越各种设备和地点沟通多种体验，无论需要什么，都能获得服务保证，以实现最佳体验”。这种网络-物理连续体将围绕关键服务、沉浸式通信、无处不在的物联网、时空服务、计算-人工智能服务和全球宽带的新技术基础而发展。

但更广泛的生态系统是否认同？我们回顾了横跨无线行业、区域研究合作伙伴和学术界的各种开创性6G白皮书，为您提供6G早期研究阶段的九个重大观点。事实证明，这些生态系统观点与我们自己对6G的研究展望非常吻合。

您可以在本页末尾找到所有引用白皮书的完整列表。

1. 可持续发展目标对于6G用例的开发至关重要

可持续发展对社会各阶层均极为重要，而无线网络在实现联合国可持续发展目标和其他气候行动目标方面已经发挥了重要作用。爱立信相信，借助6G，就有可能进一步加快无线网络的价值，确保全球范围的数字包容性，让学校和医院等社会重要机构能够获得高端服务，通过全球端到端数字资产追踪等方式实现更出色的资源效率，并通过数字化为全新更环保的生活、工作、旅行方式提供支持。

我们还认为，确保高网络能源性能还将继续作为未来网络平台的一个关键设计因素，在不承载流量时将节点能源使用量降低到接近零，同时通过负载适应快速流量变化提高可扩展性。

作为最早的6G研究项目之一，奥卢大学的6G旗舰项目对从“5G工程”到“6G人文”的重心转移进行了比较，并将人口老龄化和不断增长的城市化作为6G应该寻求解决的一些挑战。

NGA认为，6G应用将在实现高级目标方面提供关键的社会和经济价值，比如，在数字公平方面提高成本效率、可负担性、可访问性和社会可持续性。而欧洲Hexa-X项目以全球服务覆盖为例，说明6G如何促进社会转型，为全球范围提供数字服务和能源优化基础设施和服务。

随着应对气候相关行动和其他可持续性问题变得越来越关键，确保所有6G用例均基于促进可持续性和零碳排放的技术和政策解决方案非常重要。为解决这个问题，下一代移动网络联盟（NGMN）认为，监测每项服务或应用的整体可持续性价值应被视为未来6G发展的重要一步。

2. 6G将提供极致性能

通过沉浸式通信，6G将提供完整的远程实时交互体验，消除距离对交流的障碍。为了支持这种以及诸如远程自主机器人技术等其他高度先进用例，6G需要以高适应性方式（即，根据情境需求）向全球广泛覆盖范围内的大量用户提供极致水平的无线接入性能。

大多数利益相关者都认为，这项技术将具有以下特点：能够提供高数据速率、大吞吐量、极低延迟、无缝多接入服务连续性，并可通过陆地、海洋和空中、使用地面和非地面网络实现无处不在的连接。

在爱立信，我们相信在（密集）部署中提供极致性能不仅需要接入链路技术，还需要引入分组前传和诸如中继和网状网络等新的无线传输技术，以及进一步集成接入和回传。

整个生态系统中存在一致的共识，即6G的极致性能也将来自于各种因素的结合，其中包括新的频谱带和新的无线技术发展，包括全息波束成形、先进的双工技术和先进的（也称为 "巨大的"）大规模MIMO技术，NGA认为这些技术是6G快速数据速率和广泛覆盖的关键因素。诺基亚贝尔实验室建议，在6G时代，多用户MIMO技术可以广泛应用于毫米波频段，以实现大规模、多用户的大规模MIMO技术，充分利用可用频谱和管理网络密度。

就频谱而言，为了实现6G的极致性能，既需要现有的频谱，也需要额外的新频谱。

 

在爱立信，我们相信即使在6G时代，1GHz以下频段的频谱仍然具有必要性，而中频段频谱将继续用以解决需要容量的广域用例。毫米波频段的频谱将继续在拥挤环境中提供高容量。在实现移动高容量的6G用例方面，厘米波段（7-15 GHz）新频谱将必不可少，而作为补充的亚毫米波（92-300 GHz）频段将有助于实现超过100Gbps的速度以及6G特定用例所需的极低延迟。

诺基亚贝尔实验室还确定亚毫米波频段作为未来回程网络的适用用例，这些频段中的窄波束点对点通信将为毫米波频段的接入释放出频谱。诺基亚贝尔实验室还认为，随着我们进入6G时代，频谱分配可能会发生变化，从运营商和服务之间的静态分配转向在时间、频率和空间上更加动态的基于AI的频谱获取。

3. 6G网络将提供感知能力

领先网络供应商一致认为，通过精细感知和高精度定位技术进行精确的空间映射将成为未来6G系统的关键支柱之一。

这实质上意味着6G网络将被设计成具有获取物理环境准确空间认知的综合能力，比如，利用雷达技术和其他有趣的研究领域。感知可以通过观察用于通信的接收信号特征或使用通信设备发送附加信号并观察其在物体上的反映的方式实现。

在爱立信看来，重复使用蜂窝系统实现感知既可以获得更具成本效益的感知系统，也可以提供比专用感知系统更广泛的覆盖范围。

虽然存在技术挑战，但集成感知技术与数字孪生、高精度定位等其他技术相结合，将开启许多潜在的用例。其中包括提高网络本身的性能，同时也为外部用户和应用程序提供新的、令人兴奋的感知服务。

爱立信已经确认了一些用例，比如环境建模、道路交通检测或报警检测系统。华为还提出了其他有趣的用例，其中包括：高精度定位和跟踪，如自动对接、多机器人协作，甚至基于AI并具有上下文感知和动态地址解析功能的语义定位；同步成像、测绘和定位，例如在拥挤空间表现良好并且甚至可以看到拐角的自动驾驶汽车、机器人和AGV；增强人类感官，帮助让不可见的东西变得可见；以及手势和活动识别，这可能是解锁未来人机界面的关键。诺基亚贝尔实验室还确定了挤压制造工艺中的故障检测和其他可能的用例场景。

在网络中实现全面沉浸式感知和联合通信将需要在许多领域取得显著技术进步。例如，诺基亚贝尔实验室认为，需要推进诸如AI/ML和新软件和知识系统等技术，以便能够解释网络所看到的信息，将信息输入数字孪生系统，并使无线行业构建能够对这些数据进行操作的应用和服务。

爱立信与恩智浦半导体合作，研究了将通信和感知功能完全集成到同一传输/接收节点的网络可能实现的新用例。点击此处了解更多关于他们愿景的信息。

 

4. 6G将支持无数嵌入式设备

数字孪生和智慧城市等应用不仅受益于6G的空间映射技术，还需要大量嵌入式传感器的输入以及向执行器发送信息的可能性。因此，6G将支持无数个具有始终可用且可信赖连接的嵌入式设备。低成本部署和能源供应是这些设备需要解决的众多问题之一。

在爱立信，我们认为能量收集将成为支持6G中大规模嵌入式设备的关键技术推动力之一。这一技术领域可以让设备在不使用电池的情况下运行，从振动、光、温差甚至是来自无线电波的环境能量中获取能量。部署此类“零能耗设备”将消除与电池更换或充电要求相关的现有用例限制。

这也被称为极低功耗通信（ELPC），vivo通信研究院认为它将是实现无处不在的连接性的关键技术之一，同时也能够实现物理世界和数字世界之间的互联互通。

他们认为，广域和局域两种场景都是适合应用极低功耗通信技术的用例。广域范围包括物流和仓储、环境监测、智能农业、铁路运营和维护、电力线路检查和工业物联网；而局域范围包括智能家居、可穿戴设备、低功耗健康监测和可植入医疗设备。

Vivo还为此类ELPC设备用例确定了两种可能的网络架构：在第一种方案中，极低功耗设备不接入核心网络。相反，核心网络仅在极低功耗设备和应用服务器之间提供数据传输。应用服务器记录向极低功耗设备传输数据的实体，并将发送给低功耗设备的下行数据转发给该实体。在第二种方案中，移动网络运营商提供读取器并代理极低功耗设备访问核心网络，这意味着设备不需要支持NAS协议栈，因此可以降低能耗。

爱立信已经确认了在零能耗或极低功耗设备成为现实之前必须加以解决的几个研究挑战。其中包括能量收集和存储以及处理大量设备的系统设计。考虑到能够收集的能量极少，传统的传输方案可能不可行，甚至可能需要新的物理层设计。

5. 网络弹性将成为6G系统的关键设计要素

作为未来社会的关键组成部分，确保持续高水平的网络可靠性、可用性和弹性（NRAR）仍将成为未来网络演进的关键设计要素。这对于在可能的自然灾害、地方骚乱、社会崩溃和恶意攻击情况下确保服务的持续运行非常必要。

在爱立信，我们认为网络弹性需要从多个角度进行解决。例如，开发分布式架构是可以确保不将所有信息（和风险）集中在少数几方中的关键。
而通过提供足够的容量、覆盖冗余以及利用连接性和媒体访问控制的多样性就可以提高无线网弹性。我们还认为，在无线接入网络、传输和核心网络中，针对关键服务的资源分配应该被设计成可以实现服务差异化，以满足未来工业和其他关键控制功能的要求。

Hexa-X认为，即使中央功能发生故障，也允许区域网络部分继续运行将是确保紧急医疗等关键用例服务持续性的关键。

随着对可能涉及生命安全的连通性需求增加，诺基亚贝尔实验室认为，6G子网的开发可以确保高数据速率、极低延迟和高可靠性，其中6G安全性和弹性特性可以强制执行到子网中最低级别的设备。

而人工智能和实时分析的巨大影响力也将在确保6G系统应对流量负载和无线电环境动态变化的弹性方面发挥重要作用。例如，可以通过分布式和分层方法分析和聚合数据来实现自动恢复机制，确保提高性能的可观察性以及服务和应用程序的实时需求验证。

华为将其称之为“智能弹性”，并认为可以在6G系统中利用态势感知和大数据分析来识别、规避或转移风险。

6. 6G网络架构将更具适应性和动态性

随着我们进入6G时代，网络需要变得更具适应性和动态性，这样才能应对预期未来在部署成本、能源消耗、网络发展与扩展以及管理和运营方面的挑战。

日本移动电话运营商NTT Docomo认为，Advanced 5G和6G时代的关键驱动因素包括：先进网络物理系统导致的流量剧增、可穿戴设备等设备的多样化和增加、快速响应市场变化推出新服务的需求以及应对高级网络攻击的强大防御需求。

诺基亚贝尔实验室也认为，从技术和商业模式的角度来看，6G系统将是异构的，其服务可以无缝使用并以高效和高度自动化的方式运行。他们将这一概念定义为“网络之网络”，由关键的6G子网、无处不在的RANaaS和通过跨不同层新型多连接机制实现的“360°连接性”组成。在拓扑演变方面，诺基亚贝尔实验室还提到了切片和虚拟化技术的进步，切片可以变得高度专业化，可能每个切片都有不同的软件堆栈来对流进行不同的功能处理，从而导致RAN功能进一步解聚。

与爱立信一样，NTT Docomo和诺基亚贝尔实验室也强调了云原生架构和简化的重要性。我们认为，将业务必要的标准化接口与实现和部署方面分开是朝着这些方向迈出的重要一步。这样不但为高效的实现提供柔性，成为利用日益虚拟化和云原生基础设施的自然方式，而且还允许在不同类型的网络中做出不同的部署决策。

7. 6G网络将具备自主学习和自主行动的能力

如果没有新的网络智能和自治水平，就不可能实现和支持预期的6G服务规模和多功能性。这种范式转变将逐渐在未来几年中发生，最终让6G网络完全具备认知能力，能够观察、推理、获取新知识并自主行动。这样的认知网络在实现能源效率、最佳性能和高服务可用性方面也将至关重要。

在爱立信，我们认为，这种演进的关键驱动因素将是数据驱动的运营、分布式智能、持续学习、基于意图的自动化以及可解释和值得信赖的人工智能，而这些需要在不同供应商和通信服务提供商的不同的功能架构、部署场景和责任领域之间协同工作。

NGMN将其称之为“无缝超自动化”，并认为完整的自动化框架将允许通信服务提供商跨服务、网络和业务/策略领域进行完全自动化的生命周期管理，这就需要端到端的系统可见性，并依赖于完全集成的AI功能。

认知网络与向数据驱动的网络和服务运营的转变相结合，将实现高度的自动化、性能、效率和洞察力。对于通信服务提供商而言，这将不可避免地对运营（OPEX）和资本（CAPEX）支出以及每用户平均收入（ARPU）和总体净推荐值（NPS）产生显著性的正面影响。

关于AI在6G系统中的关键作用，早期6G研究已达成广泛共识。自主认知网络需要在端到端网络架构上具备AI功能，以便能够适应其环境，并不断观察和学习以前的行为。因此，AI必须作为服务和原生功能集成到6G系统中。

诺基亚贝尔实验室也认同这种观点，并提出6G可以设计成这样一种方式，即ML/AI可以修改部分物理和介质访问控制层，使得动态ML/AI定义的本地空口成为未来6G网络的关键组成部分。考虑到可用硬件和无线环境的限制，由此产生的“AI-AI”将以最有效的方式为应用提供所需的数据。诺基亚贝尔实验室表示，这更加需要重新审视经典方法，以便能够开发出新的理论并实现技术突破。

更进一步，6G网络还可以提供人工智能即服务（AIaaS），支持应用程序并利用来自边缘无处不在的原始网络智能生成的高质量数据。

华为将分布式学习和推理确定为AIaaS的一个关键用例，并指出可以向深度学习算法提供海量数据，为每个应用程序生成深度神经网络（DNN）模型。华为还认为，6G网络中面向分布式学习和推理应用的AIaaS将是满足未来社会和垂直行业的实时和大规模学习和推理需求的关键。

8. 集成网络计算结构将推动6G网络演进

诸如感知互联网和网络-物理系统等未来6G用例将需要一组超越连通性的新功能。因此，6G系统将被设计为具有提供集成网络计算基础架构的能力，将网络转化为一个泛在的、全球互连的计算和存储平台，以便在优化应用程序组件处理的同时，给人以本地化的印象。

实时基础设施和服务连同统一的数据访问是网络计算基础架构的核心要素，同时也实现了诸如智能操作、简化和可服务性等其他关键功能。

计算和存储范式的演进成为早期6G研究的一个核心主题。在早期6G研究中，诺基亚贝尔实验室将计算确定为“推动新通信系统设计的关键维度”之一。

NGA认为，移动通信和云计算的融合将成为网络演进的关键驱动因素之一，最终促成6G系统提供跨设备、网络节点和数据中心的广域云，实现无处不在的计算。因此，6G系统将从以通信为中心的系统能力和服务，扩展到以通信、计算和数据为中心的系统能力和服务。NGA认为这将使得新的服务订阅模型成为可能，例如面向移动用户、移动设备供应商、应用程序提供商、云服务提供商等的“一切皆服务”（XaaS）。

Hexa-X认为，将工作负载委托给网络上的强大节点对于涉及测量捕获、处理、发出执行策略并予以实施的闭环系统稳定性至关重要，他们将其称之为“计算即服务”。在其白皮书中，Hexa-X提出了三个潜在可以从CaaS概念中受益的用例：需要以可靠和及时方式处理计算工作负载的工业维护环境；远程数据采集和处理；以及多人游戏，其中复杂的计算机游戏可以在网络中的计算资源上进行处理，以应对高计算负载要求并满足低延迟要求。

爱立信还认为，这样的计算和存储结构只有在广泛的参与者合作下才能实现，这些在同一个全球联合生态系统中共同工作的参与者包括网络和云提供商、应用程序开发者、服务提供商、设备和设备供应商。这对于释放6G系统的预期创新潜力至关重要。

9. 6G建设将确保新时代的可信赖性

6G系统可预见的架构变化将带来一系列新的复杂深邃的网络安全挑战。未来6G用例的威胁分析将包括新的方面，如潜在的身体传感器/执行器、广泛的人工智能和复杂的3D+音频内容欺骗。此外，在新的量子计算时代，涉及数据隐私和加密方面的新问题也会给这个已然非常复杂的技术领域带来更多挑战。

因此，在早期的6G研究中，人们一直专注于确保未来6G系统的可信赖性和可靠性，这些既通过加强对已知威胁和干扰的安全控制，也通过探索新的方面来实现。

能够抵御、检测、响应和从攻击和无意干扰中恢复过来的能力成为设计可信赖系统的基石。

在爱立信，我们认为机密计算、安全身份和协议、服务可用性以及安全保证和防御将继续成为可信赖6G系统的四个关键组成部分，并应在未来几年得到进一步发展。例如，机密计算不仅具备保护未来云用户隐私的潜力，还可以通过密码隔离增强未来网络切片的安全性。

总部位于日本的超越5G促进联盟（B5G）将人工智能安全、自动化软件创建、量子安全密码学、物理层安全和干扰保护确定为所有未来网络弹性框架的关键组成部分。除了保密计算，B5G还将多方计算、联邦学习、使用数字孪生进行人工数据合成和同态加密等作为隐私范式中的未来关键技术。

NGA还指出，需要新的工具来使6G系统能够自主地学习、检测和响应威胁。这些工具之一就是人工智能，NGA认为它在确保网络可信赖度方面发挥着关键作用。

为了应对更加频繁和复杂的网络攻击和安全漏洞，Hexa-X 还认为需要开发新的有效的安全和隐私方案，即应用人工智能来预测问题、检测和自动解决由经典或基于AI的方法引起的攻击。Hexa-X还认为，另一种方法是将弹性和安全可信性嵌入未来网络技术的相应软件和硬件实现中。

前进的方向

研究和定义6G的集体工作仍在进行之中，正如您可以在以下路线图中看到的，未来几年还将继续。

一些值得注意的活动包括正在进行的研究和工业项目，比如欧盟Hexa-X项目的第二阶段[Hexa-X-II]将于2023年开始，重点是对6G进行系统化。与此同时，ITU-R也在进行关于频谱流程、愿景和KPI活动的工作。

爱立信认为，3GPP最早将在明年(2024年)开始制定6G需求，而技术标准化的工作将在2025年开始。目标是在2028年之前完成可实施的规范。

还有许多工作亟待完成，但未来几年必定非常有趣！

延伸阅读

访问爱立信的6G资源中心

阅读爱立信的6G白皮书：连接网络-物理世界