6G的愿景是构建一个万物智联、数字孪生的智能社会。为实现这一宏伟目标,6G在传承5G三大经典场景的基础上,新增并拓展了两个核心场景,共同形成了五大典型应用场景,每个场景都承载着独特的技术需求和广阔的应用前景。
超级无线宽带(Super Mobile Broadband, SMB)
超级无线宽带是5G增强型移动宽带(eMBB)的颠覆性演进。它不仅将极致提升以人为中心的沉浸式通信体验,更将实现全球任意地点的无缝、广覆盖能力。SMB的应用将渗透到生活的方方面面,包括生活服务、工业生产、远程工作、智能教育、沉浸式娱乐等,从而全面提升社会质量效率。
核心能力与挑战:
• 极致沉浸体验: 面向沉浸式XR、通信感知一体化、全息通信和远程操控等以人为中心的通信以及视频监控、工业机器人触觉反馈等以机器为中心的通信,SMB需在热点部署场景下提供更高的峰值速率、用户体验速率和系统容量。
• 超低时延与高稳定性: 为了支撑极致用户体验和精准操控,SMB还将对时延的进一步降低和稳定性的显著提升提出更高要求。
• 全域无缝覆盖: 通过空天地一体化的三维立体网络,SMB旨在实现全时全地域的宽带接入能力,保障无缝切换、高移动性和高质量的用户体验,即使在飞机、轮船、高铁等高速移动场景下,也能提供高质量的移动高清视频直播服务。
• 更高频谱效率: 在满足上述要求的同时,SMB还需具备更高的频谱利用效率,以应对海量数据传输的挑战。
极其可靠通信(Extremely Reliable Communication, ERC)
极其可靠通信是5G超可靠低时延通信(URLLC)能力的进一步增强。它将更进一步服务于对时延、可靠性、确定性具有极高要求的关键应用。
核心能力与应用:
• 更低时延与更高可靠性: ERC将把超低时延和超高可靠性推向新的极限,以满足智能工业领域的机器人高精度协同、无人机编队控制、复杂人机实时交互等需求。
• 新增确定性要求: 除了时延和可靠性,ERC还将引入对抖动等确定性指标的要求,确保关键任务的精确性和可预测性。
• 融合能力: 在某些特定场景下,ERC甚至需要同时具备高速数据传输和超高精度定位的能力,例如在智能交通系统中的全功能自动驾驶、精准医疗中的个性化“数字人”构建及远程精密手术、以及智慧能源、智能家居领域的自动化与控制等应用。
超大规模连接(Hyper-Scale Connectivity, HSC)
超大规模连接是5G大规模机器类型通信(mMTC)的拓展与升级,旨在深度满足未来数字孪生世界和泛在物联的巨大连接需求。它将连接对象的范围拓展至智慧城市、智慧生活、智慧交通、智慧农业和智能制造中部署的各类海量设备。
核心能力与应用:
• 海量设备连接: 场景特点是连网设备数量巨大,从远程抄表、环境监测到智能灯杆互联,无所不包。
• 多样化流量模式: 与5G中主要支持低速率传输不同,6G HSC下的设备传输速率可从低速率到高速率不等,数据包传递频次也存在巨大差异(从一天一次到毫秒级)。
• 支持数字孪生: 未来数字孪生世界的构建将依赖于部署在物理世界中海量的传感器,这些传感器将通过日常各类设备采集并传送丰富的物理世界信息,如数字孪生城市将广泛具备海量数据采集、高精度图像构建、高清视频监控等应用。
• 多能力融合: 尽管以海量连接为核心,但在某些用例下,HSC也需要同时支持高精度定位、高可靠性和低时延等能力,并需要考虑传感器多样化的寿命管理。
普惠智能服务(Ubiquitous Intelligent Services, UIS)
普惠智能服务是6G的全新典型场景,代表着通信与人工智能的深度融合。通过将通信和AI计算能力集成到网络之中,它将为需要进行高效分布式AI学习或推理的智能化服务提供平台。
核心能力与应用:
• 通信与计算深度融合: UIS的目标是利用网络中的大量智能体,协同执行复杂的AI训练和推理任务,充分利用移动边缘(包括终端设备)的智能算力。
• 赋能全系统智能: 它不仅服务于特定应用,更将服务于未来的整个通信系统,以提高网络整体的性能和效率,让社会各个角落享受到快捷和灵活的智能服务。
• AI性能指标: 除大容量和低时延的通信要求外,UIS还需要一套全新的、与AI计算性能直接相关的能力指标,如收敛时间、联合通信和计算的能效、训练效率和准确性、推理效率和准确性等。
• 原生安全与隐私: 实现原生可信的网络安全和数据隐私保护是此场景的关键前提。
• 典型应用: 包括数字孪生数据训练和推理过程中的图像识别、生成和预测,执行复杂任务的机器人协作,以及智能交互中人类和机器之间知识传递和技能模式积累等。
通信感知融合(Integrated Communication & Sensing, ICS)
通信感知融合同样是6G的全新典型场景,标志着移动通信超越了传统的“连接”范畴,迈入了“感知”的新纪元。网络节点将不再仅仅是信息传输载体,更将成为环境洞察和目标检测的“眼睛”。
核心能力与应用:
• 超越通信: 通过感知和通信的集成,ICS将提供成像、制图和定位等超越传统通信的能力,极大促进超高分辨率和精度的应用需求。
• 高精度感知: 典型应用包括超高精度定位、高分辨率实时无线地图构建、基于设备甚至无设备的被动目标定位、环境重建和监控、手势和动作识别、产品缺陷监控、访客识别等。
• 提升通信性能: ICS还将反哺通信本身,通过实时感知用户移动轨迹和环境变化,优化无线资源利用率,提升通信的性能和效率。
• 广阔应用前景: ICS能力将广泛应用于车联网、智能工厂、智慧城市、智慧医疗等众多领域,提供前所未有的服务。
这五大典型场景共同构成了6G的宏伟蓝图,它们相互关联、相互支撑,将共同推动人类社会向更加智能、高效、普惠的未来迈进。