共同构建一个6G驱动的网络物理世界

爱立信皮书GFTL24000856Uen2024 年7月 共创一个网络物理世界 共创一个赛博物理世界内容2022 4年7月 内容 引言3 2030年的网络物理世界5 6G网络平台8 6G架构11 AI原生特性在6G架构中的应用146G无线接入17 6G基础设施和设备20RAN部署24 安全262030年路线图27 结论29 参考资料30 作者31 引言 6G发展现在正进入监管的更具体阶段【】1和标准化2尽管行业发生了许多变化，但2020年首次宣布的埃里克森6G愿景，对于利用6G技术转型2030年的商业和社会仍具有重要意义。我们设想一个未来，个人和数字实体能够安全、高效、可持续地访问增强的通信服务。为此，世界许多领先的电信利益相关者正在汇聚在一起，共同解决需要解决的问题和应实现的目标（参见）。3以确保在全球通信网络中持续成功的合作。同时，将从全球5G网络的持续扩展中提取见解。 未来的网络必须应对包括弹性和可持续性在内的众多社会挑战，同时支持新的和进化的用例和能力，以及预计在2029年将增加3倍的流量4网络服务必须继续满足人民和企业的实际需求，并以满足用户需求并创造价值的方式提供。爱立信为实现这一目标提出的方案6G平台旨在提供先进的电信网络，为通信服务提供商提供增强的优化和效率，以及新的货币化机会。它还将为企业和技术人员提供更广泛的网络服务访问权限，同时为终端消费者带来新的体验。6G应支持具有保证服务、涉及通信以外的应用，并注重价值。 6G 更多不仅仅是位管道超过沟通 超过订阅 更佳的资源效率 新服务新收入 综合拥有成本（ImprovedTotalCostofOwnership）可持续发展 通过利用技术突破和运用新的设计理念，在满足新型服务严格的性能要求的同时，可以实现灵活性和效率。在6G平台上，持续提升通信技术将与通信以外的相邻服务相结合，为更广泛的客户群体提供比5G更丰富的解决方案。生成式人工智能等人工智能技术将在网络管理和运营的自动化中发挥关键作用5网络应建立在并进一步扩展5G能力的基础上，更好地融入云计算平台和应用等其他信息和通信技术（ICT）生态系统。具体而言 ，从5G中汲取的洞察力将使6G网络需要解决与复杂性、运营成本、设备规模和新业务领域拓展相关的问题。 这份皮书提出了未来通信需求及更广泛的场景，概述了6G网络平台的主要组成部分及其潜在应用前景。最后，制定了一份路线图，旨在2030年代之前建立可行的6G系统 ，以准备好改变商业和社会。 2030年的网络物理世界 随着我们进入2030年代，快速数字化预计将扩展到所有领域，AI驱动的自动化将在所有层面可用。数字化为学习和知识创造带来了新的机遇，从而提高了效率、商业创新和生活质量 。这一发展将导致物理事物、人和活动通过智能和数据数字领域连接起来，创造一个完全的虚拟物理世界。为此，6G应扮演起连接各个领域的关键桥梁作用，将通信网络置于未来社会的中心甚至比今天的网络更加重要。 塑造适应此场景的6G不仅涉及增强通信能力和添加支持功能，还确保网络与可持续社会的期望相一致，在需要的地方提供可靠的数字交互。一个真正的网络物理世界应该包括每个人，同时仍保持小规模足迹。为了在社会中发挥关键作用，6G的弹性和与其他生态系统的集成至关重要。随着我们迈向数字化，确保数据隐私和安全通信变得越来越关键。 今天的5G应用案例，主要由增强型移动宽带（eMBB）和固定无线接入（FWA）主导，将朝着提升性能和增强服务差异化和保障的方向发展，为众多行业增加价值。同时，由于日益增长的物理与虚拟交互，对扩展物联网和关键服务的需求将上升。因此，需要新的服务，这些服务应提供丰富的个人体验、相关的企业和应用解决方案，并增强社会整体功能。 6G应支持网络物理交互的几个关键方面及相关用例： 沉浸 数字物体与物理环境无缝集成，以创造体验，人们和地点之间的距离不再成为互动的障碍。例如使用案例：混合现实（MR）依赖具有保证服务质量的高容量数据链路，由网络计算卸载支持以改善电池性能，帮助定位和制图，并确保用户和旁观者的隐私。 包容性 获取互联网服务，以改善人们的福利和商业增长，而不会因位置或活动受限。无线连接跨越多个网络，以提供全球互联网利用组合宏观小区、长距离基站塔、低地球轨道卫星和更密集的部署，通过频谱共享优化成本，通过微睡眠优化能源性能。 韧性 确保在破坏性事件期间提供关键服务，以便数字无线解决方案能够广泛应用于社会。弹性连接例如，传感器可以监控广泛区域以监测自然灾害，监视边界，并为紧急服务提供指导。在此，网络连接应使网络服务提供商能够确保高服务可用性，通过冗余和备用访 问，以及对环境和情况的观察和适应性，这些功能由人工智能模型驱动。 意识 提供关于空中和地面车辆、街道上的物体和人员的实时准确信息，以及周围环境的信息 ，以辅助导航并防止碰撞。为此，网络可以利用无线接口定位已连接和未连接的物体，并成为推动力。空间数据为映射和路线建议提供计算。 洞察 在工业、城市和家中创建连接的传感器和执行器网络，并将其集成于大规模数字孪生在更大范围（低功耗广域网，LPWA）和较短距离（零能耗或环境物联网）上使用物联网解决方案，并应用人工智能和计算能力，网络将成为任何流程数字化的关键推动者。 自主性 使机器能够以更高的自主性运行（例如，协作机器人和辅助汽车）。网络可以支持自动驾驶出行通过提供时间关键交互的可靠数据链路的全面3D覆盖，以及使用空间数据和数字孪生工具来实现安全互操作，提高车辆的性能。 混合现实 全球互联网 自主的 移动性 具有弹性连接性 空间数据 大量数字双 网络物理交互 基础连接性 差异化连接性 信息人工智能与计算 服务服务 可靠的 计算基础设施即服务（InfrastructureasaService） 网络感知 定位 时间 隐私 超越通信网络 移动性 延迟 高效， 设备多样性 数据利率 安全 覆盖范围 超越MBB的通信 解可决持方续案的 进一步增强了MBB 频谱共享 部署 灵活性网络 容量 能源性能 服务可用性弹性 服务 多功能性 高效网络运营 6G平台功能 图1：由6G平台能力支持的2030年网络物理世界中的应用案例示例 所述用例将由6G网络中改进和新能力实现，如图1所示，6G网络中的通信链路和覆盖范围将得到重要增强，并扩展到超出通信的附加服务，拓宽网络至多用途6G平台。同时，网络操作应通过关注能源效率和简化来实现改进，这从成本和环境影响可持续性的角度来看都具有重要意义。本文余下部分将概述这些针对6G的改进，增强5G解决方案，并进一步拓展。 第六代网络平台 图1中用例涉及对底层通信网络性能、效率、可持续性和隐私不断提高要求，同时也需要超出通信范围服务。由于这些是实现应用所需消费者体验辅助工具，6G可以扩展为一个提供更广泛服务平台。网络物理时代应用将通过服务API（应用程序编程口）获得更丰富和便捷网络能力访问，并能够通过聚合器在国家网络或全球范围内使用它们。 平台是一个系统，它允许其他企业在其之上共享信息、构建应用程序或内容。通信服务是所有形式数字业务关键基础，并将继续向定制化和可编程连服务演变，利用定制服务质量保证和网络切片。随着6G到来，网络将继续其发展历程，朝着成为一个提供超出连服务平台迈进，建立于5G奠定基础之上： 信息服务：该网络能够包含并产生具有显著改善应用潜力信息。这包括分享网络信息以进行性能预测和防止移动欺诈；利用定位信息丰富现有设备位置传感器，包括全球导航卫系统（GNSS）；并为需要特定环境更新空间数据应提供从无线入网络（RAN）感知数据。 人工智能和计算服务：预期中6G原生架构将包括许多与AI网络相关功能以及大量数据分布式处理。其中一些功能不仅可能对网络操作有用，还可能作为服务（如人工智能即服务AIaaS）对外部各方开放，从而受益于支持数字孪生等应用。基于同样理由，计算资源 在网络中，可能会暴露给移动应用程序，例如提供动态计算设备卸载，以改善设备行为（例如，如电池、热量）和用户体验。 6G平台6如图2所示，是一个建立在6G技术和服务之上网络平台。基于这些资产，该平台具备丰富服务交互和保障能力，面向应用服务提供商（ASPs）、企业和消费者 。通信服务提供商（CSPs）在其当前本地市场中有能力提供关键数字服务。然而，进入全球市场在历史上一直面临挑战。通过利用聚合平台，如网络聚合器（如爱立信GNP ）或充当服务聚合器现有云提供商，CSPs可以为广泛客户群提供全球服务，并利用开发者社区。通过具有全球覆盖范围分销渠道（即应用平台，如应用商店）推广6G赋能应用，将对电信和App经济产生协同效应涵盖应用和应用平台、应用内购买、第三方广告等从而刺激两个领域进一步增长。 混合现实及其他用例 应用 设备应用 6G 应用服务器 基础连性 差异化连性 信息服务 人工智能与计算服务 网络资产 6G平台 网络聚合平台 应用平台 图2：6G平台及其在实现网络物理用例中作用 APIs是6G平台向应用开发者展示其功能方式。在6G时代，应用开发者将能够访问更广泛API。这些API将基于设备、服务器、多个网络领域以及超出仅仅连性服务能力。5G暴露解决方案将继续演变以支持6G需求，即更易于、更快速地提供新和定制API。我们发现，服务组合将越来越多地用于促进定制API。因此，6G平台提供自动化支持对于促进快速服务创新和创建以及简化API生命周期管理至关重要。 对于具有性能和可靠性承诺服务，通常以服务级别协议（SLA）形式表达，也存在确保这些承诺得以实现需要机制。根据客户类型，网络平台将提供定制化SLA，或通过服务门户或从API内部提供基于模板SLA。引入意图提供了一种结构化方式来捕捉服务和网络要求及其相对重要性，包括为服务设置和保证所需SLA要求。 提供一个具体例子，不同6G平台组件可以协同工作，支持基于轻量级头戴显示器沉浸式混合现实（MR）应用。为了确保应用性能流畅性，6G平台将协助设备和应用服务提供商（ASPs）提供以下几项服务（见图2）：根据用户应用特定性能保证进行定制连；从网络中提供定位和环境感应信息，以增强现有设备传感器，实现改进定位和地图制作；以及计算服务，以便无缝地卸载和执行计算密集型任务（例如，地图优化或目标检测7在设备到云端计算连续体中，提升HMD行为和应用程序用户体验（QoE）。 正如本例所示，这样沉浸式体验需要许多服务复杂交互。然而，用户将主要根据虚拟对象与真实世界稳定和流畅交互以及移动场景下携带HMD便利性来判断整体体验质量。因此，良好QoE将有利于ASP提供。ASP和消费者都有动力使用最佳通信和其他服务以达到该QoE。 6G架构 6G架构需要适应新功能，例如，改善显式网络应用交互和超越传统通信能力，如集成感知和人工智能能力。同时，它应该促进6G平稳引入。最理想平稳引入是通过重用和演进5G核心网（5GC）功能来支持6G无线入网（RAN），如图3所示，以及在必要时和业务相关部分添加逻辑功能和口。这种方法使得现有5G功能，如支持时延敏感和可靠通信，也可应用于通过新6GRAN连6G用户终端。此外，这种平稳引入将允许继续使用和进一步开发现有机制进行货币化，例如，网络切片和服务质量（QoS），从而帮助服务提供商（CSPs）从第一天开始对6G进行货币化。 暴露 端到端管理 网络 管理 5G无线入网 5G6G中国 漫游，互连 Uu6G用户终端 6G无线入网络RANCN 应用 服务和分析学 数据网络 外部暴露 支持 通用平台功能： 云基础设施、交通、数据基础设施等。 函数 图3：6G架构 为了简化向6G迁移并统一生态系统，6G架构仅应支持独立操作，即6G用户设备通过6G无线入网（RAN）连到演进5GC。每个口都伴随着标准化、实施、集成和测试成本。因此，只有当口两边实体之间功能划分技术和商业价值证明了口成本是合理，口才会在实际部署中体现出来。 在无线入网（RAN）中，无线电口是最重要多供应商口，