6G性能指标新思考：三维联合需求

未来的6G网络有望为生活、社会和行业的各个方面的数字化和虚拟化做出贡献，满足人类和智能机器的通信需求。为了实现这一愿景并着手实现6G，ICT 行业首先需要对未来网络提供的用例和需求达成共识。在 2024 年 12 月于马德里举行的 3GPP RAN #106 会议上，3GPP开始讨论对 2030 年及以后的网络至关重要的要求，并朝着达成共识迈出了重要一步。这些要求将激励和推动 3GPP，因为我们现在已经开始了6G 之旅。

国际电信联盟无线电通信部门 （ITU-R） 是正式为 IMT-2030（即 6G）设定标准的组织。ITU-R 还负责标识6G频谱的工作，这可能是为全球移动通信产业构建共识的最重要工具。在马德里，3GPP向ITU-R通报了其关于6G 需求的工作计划和初步协议，以寻求两个组织之间的协调一致。

爱立信提出了一个需求的组合，包括传统的无线网络需求（如速度和容量）以及与新蜂窝服务相关的新的需求和社会期望，例如：

• 沉浸式通信
  需要将数据速率、延迟和可靠性这三项要求合并成三维联合需求以支持增强现实（AR）、虚拟现实(VR)、远程驾驶和云游戏。
• 可持续通信
  需要比以往任何时候都更节能的网络。
• 传感
  一种新技术，系统可以充当雷达来检测无人机、车辆和行人等目标。
• 定位
  新的无线技术必须支持基于 3D 的定位，用于增强现实和虚拟现实等应用。

在这篇博文中，我们将仔细阐述爱立信的建议，重点关注关键的 6G 用例和需求。这些用例和需求体现了 2030 年预期的现实用例以及主要的社会趋势。

现在，让我们看看这些要求以了解它们的真正含义吧！

6G 要求

差异化连接

我们预计到 2030 年，更高级的虚拟、混合和增强现实（分别为 VR、MR 和 AR）服务将普遍可用。除了这些沉浸式通信用例之外，6G 网络还将大规模地支持远程驾驶、视频会议和云游戏等服务。每个服务都有自己的一套包括数据速率、延迟和可靠性的综合要求。因此，我们认为 6G 技术需要满足包括数据速率、延迟和可靠性在内的联合要求。

诸如此类的要求促使 3GPP 在设计6G技术时要做出大胆的决策。这是必要的，因为 3GPP 的 6G 系统与任何其他希望被定义为6G的技术一样，最终需要满足这些严格的要求。对于5G，人们将相当多的精力花在开发功能上，以支持相当极致的可靠性和超低延迟。然而，需要此功能的广泛的商业用例还有待进一步观察。从中吸取教训，我们认为6G的需求最好是愿景驱动和商业闭环驱动相结合。为实现这一目标，我们设想通过选择一组示例服务来定义需求。对于每个目标服务，在数据速率、延迟和可靠性方面都会有组合要求。一个典型的例子是 XR，其预计的需求为30 Mbps吞吐量，40毫秒双向延迟，并且所有传输都支持99%可靠性。

未来网络的节能性能

网络和设备方面的节能性能是爱立信和整个行业的首要任务。为实现我们到 2040年在整个价值链中实现全球温室气体 （GHG） 净零排放的目标，6G 将是其中关键一环。

在爱立信的坚持下，5G 的设计从一开始就比 4G 更节能，引入了更少的“始终在线”参考信号的精简设计原则。对于 6G，是时候在这一旅程中迈出下一步，在 5G 工作的基础上，进一步探索降低网络能耗的方法。请阅读我们的白皮书爱立信的 6G RAN 愿景：提高能源效率，了解更多信息。

对于 5G，ITU-R 对网络能效有定性要求。5G 技术方案的提交者（例如3GPP）被要求描述引入了哪些功能来降低系统中的能耗，但没有被要求量化实际能耗的减少。对于6G，有必要提出更高的标准。6G 需要超越这一点，即引入定量和可衡量的要求。具体来说，它应该明确相对于上一代技术的能耗要求。

用于导航和跟踪的传感

感知是一种新技术，其中蜂窝系统充当雷达，允许基站或终端设备检测其周围的物体。定位（如下所述）侧重物体的定位，而感知包括检测物体是否存在、物体分类和连续跟踪。与定位不同，检测到的感应物体是被动的，这意味着它们不会通过发射或接收任何信号来主动参与感知过程。感知的关键方面是将其集成到 6G 中，以创建通信感知（ISAC）系统。有关感知的更多技术详细信息，请参阅博客文章通感一体解锁空间定位的多种应用 - 爱立信和 Integrated Sensing and Communication - 爱立信。

举个例子，被感应到的目标可以是一架无人机，它被监控以进行飞行路径跟踪和导航。

在信息物理世界中的定位

在沉浸式通信使能的信息物理世界中，混合现实等用例需要基于 3D 的定位才能正常运行。它是在物理世界的数字表示中能准确表示、定位和跟踪互联对象（如可穿戴设备、车辆和协作机器人）的关键功能。

因此，爱立信一直在提出，沉浸式通信用例不仅应支持高可靠性和低延迟通信，还应能够精确定位连接对象。为了支持沉浸式通信，建模设备的定位必须非常精确，并超越当前传统的 2D 定位，以覆盖房间的所有三个维度。

除了身临其境的通信体验之外，6G 技术支持紧急用例的定位也很重要，就像前几代蜂窝系统一样。

提高性能标准

6G 无线技术的性能还应优于 5G，提供更好的用户体验，允许扩展现有服务，并激发创新以支持对新领域和用例的探索。为了确保这一点， 除了上述关于差异化连接、节能性能、感知和定位的要求外，3GPP 和 ITU-R还将从以下方面定义 6G 的传统无线要求：

• 数据速率
• 频谱效率
• 系统容量
• 移动性
• 时延

3GPP 6G 时间表和工作流程

现在让我们看看6G时间表以及正式的 6G 需求流程是如何运作的。

3GPP 已于 2024 年 5 月开始了 6G 工作，举办了专注于端到端用例的 SA1 研讨会，随后批准了关于 6G 用例的 SA1 研究项目。SA1 是 3GPP 中负责确定 6G 用例及其相关要求的小组。根据3GPP 商定的6G时间表（我们在博客文章 6G 标准化时间表和原则中写到的），在马德里开展的 6G 无线关键性能指标工作是整体计划的又一步推进。 

当然，最终是由ITU-R正式定义新一代IMT技术必须通过的标准。只有达到标准，才能被认定为 IMT-2030 技术（即 6G 系统），并加入 3G、4G 和 5G 的 IMT 系列。ITU-R 目前正在定义这些需求即相应技术指标，并正在征求外部组织的意见和建议。这非常重要，因为 ITU-R 还管理着全球频谱对齐过程。这一过程确定了 IMT 技术系列使用的频谱，这是针对蜂窝行业使用的移动频谱达成全球共识的最重要工具。由于 3GPP 的目标是定义最有竞争力的 6G 技术，因此 3GPP 和 ITU-R 之间的密切合作至关重要。在马德里，3GPP 借此机会向 ITU-R 通报了其 6G 要求工作计划和初步协议，以寻求两个组织之间的协调一致。

6G 标准化的下一步

3GPP 已启动 6G 工作，并就未来用例的无线需求向 ITU-R 提交了其工作计划和初步建议。为此，爱立信提议包括：

• 包括数据速率、时延和可靠性的三维联合需求，以支持增强现实、虚拟现实、远程驾驶和云游戏等服务。
• 节能性能，通过设定量化要求，使 6G 网络比前几代网络更节能。
• 感知，一种新技术，系统可以充当雷达来检测目标，例如无人机和车辆。
• 定位，以确保无线技术支持基于 3D 的定位，用于增强现实和虚拟现实等应用。

这些要求将激励 3GPP 提供开放、高性能和节能的 6G 系统，解决差异化连接、感知和定位问题，以支持信息物理世界。

相关链接

• 6G标准化时间表和总体技术原则概述