6G需求与设计考虑白皮书

6克需求和设计方面的考虑 汽车由NGMN联盟。 版本:1.0 日期:14.02.2023 文档类型:最终可交付成果(批准) 保密类:p-公众 项目：6G要求和设计考虑因素 领导: 赵权（中国移动）大卫·李斯特（沃达 丰）纳罗苏姆·萨克塞纳（美国）爪哇Erfanian贝尔(加拿大) 编辑/提交者:爪哇·埃尔法尼安（加拿大贝尔）让·施沃勒（橙色） 参与者: 1&1，安立，苹果，加拿大贝尔，BT，中国移动，中华电信，思科，大唐电信集团，德勤， 德国电信，爱立信，弗劳恩霍夫，富士通，谷歌，华为，HUBER+SUHNER，IBM，III，Intel，InterDigital，ITRI，是德科技，伦敦国王学院，联想，LGE，Maxar，Meta，国立台湾大学，国立中兴大学，诺基亚，NTTDoCoMo，Orange，北京大学，PLDTSmart，高通 ，罗德与施瓦茨，亚琛工业大学，SK电讯，SUTD，T-MobileUS，TIM，Telia，TELUS，TNO，Turkcell，TUDresden，Umlaut，University 杜伊斯堡-埃森大学、多伦多大学、沃达丰、中兴通讯 项目办公室:reg考克斯(NGMN) 批准/日期:10.02.2023 本文件中包含的信息代表NGMNAlliancee.V.对截至发布之日所讨论的问题所持的当前观点。本文档按“原样”提供，不作任何保证，包括对适销性、非侵权性或适用于任何特定用途的任何保证。与使用本文档中的信息有关的所有责任（包括侵犯任何财产权的责任）均不承担任何责任。此处未授予任何知识产权的明示或暗示许可。本文档仅供参考，如有更改，恕不另行通知。读者不应根据本文档设计产品。 所有机密文件(CN,CL,CR): 本文档包含NGMNAlliancee.V.的机密和专有信息。未经NGMNAlliancee.V.事先书面授权，不得使用、披露或复制这些信息，并且被授权的人只能将这些信息用于与授权一致的目的。 公共文档(P): ©2023下一代移动网络联盟e.V.保留所有权利。本文档的任何部分均不得 执行概要 在本出版物中，NGMN联盟在其早期工作的基础上，阐述了网络演进的重要方面，考虑了旨在指导更广泛的行业提供最终用户重视的服务的机会、挑战和设计目标。这项工作的目标是探索设计要求并为行业提供及时指导，在避免6G标准和生态系统碎片化以实现负担得起的部署方面发挥关键作用，并与不同的利益相关者接触，监控外部6G活动并促进与外部组织的及时交流。 这一贡献有助于为实现ITU-R目前正在制定的2030年及以后通信系统愿景提供指导。随着社区围绕潜在趋势、用例和相关能力达成共识，从研究和创新到实施、部署和运营模型，必须在各个方面优先考虑设计考虑因素。总的来说，发展这一贡献的基础是理解将优雅地向6G演进，在现阶段我们不排除6G是5G演进的可能性，无论是对于核心网络、RAN，还是两者兼而有之。 这些要求包括与网络演进相关的一系列基本需求，例如数字包容性、控制整体网络能耗的能源效率和环境可持续性，以及与早期NGMN出版物中定义的预期通用用例相关的能力。[1],[2]并在第3节中突出显示 。此外，还必须考虑与引入新服务创建相关的总体条件。 我们建议，研究和未来生态系统的发展应突出解决社会和环境需求的关键挑战，包括福祉、繁荣、可持续性、安全、复原力和包容性。此外，数字化转型和自动化产业的进一步赋能有望推进，以满足未来的市场需求，扩大和差异化的机会，提高效率，提高经济可持续性。 需要解决许多设计属性和要求。所寻求的结果显然是以可接受的代价确定最终用户的利益。然而，降低每比特成本的挑战仍然存在。除了在简化、能源效率和自动化方面继续努力外，还需要新的方法。需要端到端智能系统自动化、可见性/可追溯性和高效管理，以实现可持续和灵活的部署和简化的操作。考虑到广域移动系统的实际限制，需要新的范式来解决流量增长、极端要求（如沉浸式、关键、大规模、原生）、容量需求、增加的复杂性的最小化以及致密化的替代方案。必须在适用和相关的地方和时间提供服务的多功能性;所有功能可能不是并发的或同时提供的。此外，具有极端要求的用例有望在合适的解决方案和访问机制需要的地方和时间启用。必须具有灵活性，以便为部署进行交易。在服务的共存和潜在并存中，例如 与通信、计算、传感和人工智能相关的，除了隐私、数据保护、数据所有权和敏感性、本地卸载权衡、功率限制和能源效率之外，还需要考虑资源和交互的有效优化。此外，6G应该设计新颖的服务和设备，这可以验证和加速最终用户未来移动网络的必要性。最后，6G的设计还应该帮助运营商实现他们中的许多人承诺的净零目标，以及其他环境可持续性目标。 预计6G系统将建立在5G引入的特性和功能以及新功能之上，以提供新的服务和价值。基本需求特别针对构建提供数字包容性的网络，这些网络在环境和经济上是可持续的，可以降低复杂性，解决流量增长问题，并通过与移动网络互补的其他功能实现新服务。 NGMN的观点表明，要发生根本性的变化，必须有显着的好处，以证明技术迁移的成本和复杂性是合理的。在任何向6G的迁移中，都应仔细考虑过渡，以确保5G网络不会受到损害，并且6G提供的功能通过添加新功能或降低运营成本和随后可负担性的能力来提供最终用户价值。 一个健康的全球生态系统，包括跨学科的研究和创新，以及全球标准化，对于解决6G的驱动因素以及优雅道路上的设计要求至关重要。 内容 01 介绍6 1.1上下文6 1.2文档结构7 02动机和场景设置8 03潜在的用例9 04 需求和价值指标10 4.1网络演化的关键需求10 4.1.1数字包容10 4.1.2能源效率10 4.1.3环境影响10 4.1.4本机可信赖11 4.1.5对监管和公众的支持 安全服务11 4.1.6的自动化 服务交付12 4.1.7自动化网络 可编程性12 4.1.8人工智能和计算 相关的功能12 4.2潜在的新功能相关 对使用场景13 4.2.1一般分析13 4.2.2增强人类通信14 4.2.3增强机通信15 4.2.4支持服务15 4.3服务创建和交付16 设计注意事项 05 和权衡18 5.1介绍18 5.2系统架构方面的考虑19 5.3区域能力19 5.4峰值和用户体验 数据速率20 5.5可靠性和延迟21 5.6报道22 5.7指标的新功能22 5.8总结设计注意事项22 06 结论和 未来的工作24 07缩写25 08参考文献26 01介绍 下一代移动网络（NGMN）联盟的目标是为最终用户提供创新和负担得起的移动电信服务提供有影响力的指导。 它由移动网络运营商创立，拥有全球成员，运营着一个开放论坛，讨论下一代网络基础设施并提供方向。 1.1上下文 NGMN成员和合作伙伴特别关注的是向6G的过渡，并与该主题相关NGMN之前发布了以下内容：6G驱动因素和愿景[1]用例和6g和分析[2]. 在本出版物中，NGMN联盟在其前期工作的基础上，阐述了网络演进的重要方面，考虑了旨在指导更广泛的行业提供最终用户重视的服务所带来的机遇、挑战和设计目标。 本出版物旨在为实现国际电联目前正在制定的2030年及以后通信系统愿景提供指导。 R.随着社区围绕潜在趋势、用例和相关功能达成共识，必须在所有方面优先考虑设计注意事项 例如，研究、技术创新、实施、部署和运营模型，以支持这些用例和相关功能。 旨在满足IMT-2020设定需求的5G网络正在全球范围内得到广泛采用。基于5G-NR接口构建的先进无线系统、与5G核心相关的新网络功能以及使用云自然方法的新架构相结合，使高性能网络能够动态部署，将分布式智能扩展到边缘，以及端到端的自动化编排，以满足特定的用户需求。随着行业向前发展以及全球范围内正在开发对未来6G系统的研究，5G及其演进的几个特点和能力旨在使5G网络面向未来。 鉴于5G还处于其生命周期的早期阶段，5G的新商业模式尚未完全商业化，并且私人和工业应用等各个细分市场的采用仍有待大规模增长，因此为6G设定要求的方法仍然有些不稳定。目前尚不清楚全新的6G技术需要什么，或者它如何超越5G及其演进，推动社会和用户需求超越5G及其演进，因此值得注意的是，本文件中概述的动机，潜在用例及其对2030年代移动系统潜在需求的影响将不分，而不区分这些是否适用于任何新的6G技术，5G/5GAdvanced的演进或其组合。 本出版物的开发理解是，将有向6G的优雅演进，在此阶段，我们不排除6G是5G/5GAdvanced演进的可能性，无论是核心网络，RAN还是两者兼而有之。 1.2文档结构 如上所述，NGMN联盟此前发布了与6G愿景和用例相关的报告。这些活动与公认的正在进行的技术创新、构建模块以及与频谱和监管相关的发展同时进行。 该出版物与要求密切相关，但NGMN认识到，在服务特征和服务需求仍不清楚的情况下，定义定义6G的定量措施还为时过早。因此，本出版物侧重于定性指标和高级设计注意事项。 图1：本出版物在更广泛的NGMN6G计划中的位置以及本出版物涵盖的部分 本文档的结构反映了图1中突出显示的（深红色框）。 第2节界定了这项工作的动机;第3节回顾了用例和所寻求的功能;第4节介绍了与用法相关的一般要求;第5节介绍了设计考虑因素，包括公认的挑战和权衡。 最后，第6节提出了结论和拟议的前进方向。 02动机和场景设置 本研究的动机和对6G设计要求的相应描述遵循了业界长期以来的趋势，即定期审查移动网络功能，并在适当的情况下设定满足新兴社会和用户需求的目标结果。前几代产品已经以长达十年的周期推出 ，随着为满足IMT-2020的需求而引入的最后一代重大变革，现在是时候考虑2030年及以后IMT系统对连接和通信的需求和要求了。 NGMN联盟通过制定一个大纲愿景开始了他们的6G项目，然后对来自工业界和研究界的许多合作伙伴提出的潜在用例进行了广泛的审查。在这项新工作中，NGMN被邀请贡献网络设计要求，以及关键功能，新的或扩展的，这些功能需要可用以支持潜在的用例。 在进行这项工作时，NGMN中出现了一种新兴的观点，即6G用于定义支持广泛用例和用例的系统解决方案。因此，6G最好被描述为一个非独特的系统，它建立在移动网络的全球统一标准之上，可能包括互补的组件和不同的实施，根据特定的部署选择提供满足运营需求的功能。 无论定义不明确的互补组成部分如何，全球标准的重要性都被认为是实现全球规模经济的持续至关重要。因此，标准制定组织（SDO ）将在确保向市场提供基于共同规范的统一产品方面发挥核心作用 。预计第三代合作伙伴计划（3GPP）将继续明确SDO采用的移动无线电、服务和系统方面。 互补的组件和不同的部署反映了在适当的时候使用其他组织的规范（例如IETF和O-RAN），并且3GPP规范支持不同的实施（例如虚拟化与非虚拟化）和不同的部署方法（包括6G时代的非地面部署）。 同样，需求不仅由用户直接驱动。还必须考虑网络运营商和服务提供商对改善网络和服务性能以及提高价值创造和交付效率的需求。因此，潜在用途和部署环境的异构性需要服务和解决方案的多功能性，以最大限度地提高灵活性并实现设计权衡。 总之，本出版物的目标是： •探索设计需求，突出网络运营商视角，及时引导行业。 •在避免6G标准和生态系统碎片化以实现负担得起的部署方面发挥关键作用。 •通过以用户为中心的观点来开发需求。 •与不同的利益相关者接触，监控外部6G活动，并促进与外部组织的及时交流。 在下一节中，将介绍NGMN成员和合作伙伴所识别的用例。 03潜在的用例 加强人际交往 XR沉浸式全息网真通信 多模式通信遥控操作 智能互动：分享感觉、技能和思想 增强机 沟通 机器人网络结构 Cobots互动 支持服务 3D超精确定位定位和跟踪 交互式地图，数字孪生和虚拟世界 自动检测保护和检查 数字医疗 智能工业 值得信赖的服务组成