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文档简介

0未来通信技术发展2024年03月目

录1526G技术3泛信息技术4职业经验分享发展趋势

什么是6G 6G重点技术

中国移动6G进展下一代移动通信(6G)

是国家战略,

是新征程新阶段的新任务要求“十四五”规划指出前瞻布局6G网络技术储备,6G等新一代信息技术为推动我国数字经济蓬勃发展提供了强劲引擎推动战略性新兴产业融合集群发展,构建新一代信息技术、人工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批新的增长引擎。16数字经济发展速度之快、辐射范围之广、影响程度之深前所未有,5G、6G等新一代信息技术日益融入经济社会发展各领域、全过程作为新型信息基础设施的重要组成部分,以6G为核心的新型网络基础设施正加快成为数字经济高质量发展的有效推动力面向后信息时代,6G催生无人驾驶、脑机接口、数字孪生、元宇宙等数字经济新业态,促进经济发展质量变革、效率变革、动力变革6G全球竞争愈加激烈,发挥新型举国体制优势,我国处于国际第一梯队我国2018年较早启动6G研发,

构建“政府统筹、企业主导、产学研协同”的创新体系,总体水平与国际同步清华大学、北京邮电大学、东南大学、华中科技大学、复旦大学、电子科技大学、鹏城实验室、中关村泛联院应用仪表芯片终端系统布局“

国家重点

研发计划”成立IMT-2030

(6G)推进组,

0

3专项接续原创技术策源地、未来网络产业专项全服务化网络架构*智简网络*无线云化网络光子学太赫兹内生AI*通感算一

体*超大规模MIMO*空天地一体多频段融合组网*无蜂窝网络智能超表面*非正交多址网络数字孪生布局下一代互联网攻关·6G基础设施份额30%·6G标准专利10%·NTT计划6G试验网为日本2025年大阪世博会提供服务·意图6G阶段重树领导地位·打压中国基础技术与产业创新·主导欧美阵营Next-G

6G联盟·以安全为名打压中国通信产业·希望引领未来6G网络发展·产业立场受美国牵制·启动若干6G项目及平台建设(欧盟主导+各国主导)·《韩国网络2030战略》·2026年pre-6G;2028年商用·力争6G标准/手机份额全球第一;通信设备份额全球第二17原创技术基础薄弱、标准存在分化风险、产业根基不够牢固、应用培育挑战大我国6G技术与产业发展面临多方面挑战在基础理论和基础技术研究方向投入不足,导致从“0”到“1”的原始创新成果偏少理论、技术成果向产品和应用转化的能力亟待提升各国家和区域非常关注新技术的应用潜力和市场空间,6G技术路线碎片化美国企图在6G时代重塑领导力,成立Next

G联盟、“小圈子”排斥中国、影响国际标准走向部分领域存短板,卫星通信,太赫兹;人工智能领域差距在加大应用、系统是强项,基础材料、基础制造工艺、基础软件等产业基础薄弱“垂直整合”和“水平开放”产业模式存在不确定性ToC业务的杀手级应用尚未出现,

沉浸式体验类业务生态需长期培育ToB业务的跨行业壁垒长期存在,存差异化、碎片化需求导致成本高、复制难的问题18我国需围绕技术、标准、产业、生态四方面整体推进加快基础理论突破、

以及“从0

到1”的原始技术创新加强信息通信的跨界融合技术的研究与协同布局,

特别是与AI等具有颠覆性影响技术的结合坚持6G国际化路线,加强与欧盟、日、韩和国际标准组织的合作,倡导全球统一标准积极吸纳外国企业加入中国的研发项目和研发体系以需求为牵引,提前布局自主可控的产业生态,带动夯实材料、工艺、软件等基础加强云化、开放产业模式布局,积极应对“水平开放共享”产业模式的挑战注重跨界融合技术创新向应用与服务的转化前瞻性布局和培育应用层的产业生态,孵化新业务、新应用及其支撑技术与软件ABCD加快原创技术突破推进全球统一标准带动补强产业基础加强应用生态培育19目

录201研究院及未来院简介26G技术3泛信息技术4职业经验分享发展趋势

什么是6G 6G重点技术

中国移动6G进展216G愿景与需求,促进业界达成广泛共识探路先行,率先提出6G“数字孪生、智慧泛在”的愿景需求,把握6G研究的自主权和领先力百家争鸣,主导推动6G关键场景和指标需求写入国内外组织,彰显6G研究的把控力和影响力发布全球首份系统性的6G愿景和需求白皮书首提“数字孪生,智慧泛在”总体愿景明确提出需要在6G中定义新的能力维度畅想6G愿景2019年促进国内共识2020年-2021年推动国际共识2022年-2023年将中国移动的总体愿景、90%的应用场景和关键性能指标写入ITU

6G框架建议书IMT-2030推进组:第一贡献单位2本白皮书“万物智联,数字孪生”总体愿景与公司观点一致总体目标与框架建议书:推动2019年白皮书提出的6G新的能力维度达成共识6G时间线:以2030年左右具备商用能力为目标。主导发布3本白皮书推动NGMN董事会发布《6G

Position

Statement》:阐明全球运营商6G统一立场,符合我司“积极稳妥”的6G发展战略。226G的六大场景是5G能力的增强和新增能力的融合6G将在增强5G三大场景的基础上,进一步拓展三大典型场景从5G三大场景扩展为6G六大场景5G三大场景的增强沉浸式通信:eMBB增强,丰富的交互式视频体验超大规模连接:mMTC增强,海量设备或传感器连接极高可靠低时延:uRLLC增强,更严格的可靠性和延迟要求,需要时间同步的操作6G拓展的3个新场景AI与通信的融合:支持分布式计算和AI驱动的应用,如自动驾驶、医疗辅助应用等感知与通信的融合:需要传感功能的新应用和服务,提供广域多维传感,如辅助导航、活动检测和移动跟踪等泛在连接:加强连接性,满足尚未覆盖或覆盖率极低的地区的连接需求可持续发展 安全及韧性全连接智慧泛在236G的六大场景是5G能力的增强和新增能力的融合6G将增强5G的九个关键能力,并新拓展六个关键能力从5G九大能力扩展为6G十五大能力5G九大能力的增强连接数密度:106

~

108

设备/平方千米移动性:500

~

1000

千米/小时时延:0.1

~

1

ms可靠性:1-10−5

~1-10−7安全隐私弹性峰值速率用户体验速率频谱效率区域流量密度6G拓展的六个新能力覆盖:小区覆盖距离感知相关指标:测距/测速/测角、检测、定位、成像等AI相关指标:提供包括分布式数据处理、分布式学习、AI模型计算、执行和推理等功能可持续性:网络和设备最大限度减少碳排放互操作性:不同网络实体间的接口互通定位精度:1

~

10

cmITU尚未确定技术指标6G是新一代移动信息网络6G是通感算智深度融合、空天地一体全域覆盖的新一代移动信息网络决策与行为层面认知层面传输层面感知层面信息利用信息处理信息传输信息获取信息产生信息流应用层逻辑功能层管理编排超能交通

通感互联

全息交互控制面 用户面数据面元宇宙 智能交互

精准医疗

智慧工业计算面 安全面数字孪生通信能力感知能力计算能力AI

能力数据能力安全能力空天地海立体全域覆盖、提供泛在连接连接没有空白可见Sub-6G

光端算力毫米波

Sub-6G全光底座算网底座物理基础设施层智算中心边算力边算力边算力太赫兹星地融合Sub-6GSub-6G网络协作通感要素融合化通、感、算、智、安等能力一体深度融合,任务式服务成为主要商业模式覆盖全域化网络平台化网络成为聚合相关业务能力的“平台”和“基座”更高效灵活服务定制化高的行业应用24性能沉浸化相比5G的性能量级提升,沉浸式业务体验不再是奢望一体贯通5G-A与6G发展5G-A演进和6G的技术方向是趋同的,5G演进是6G的必然阶段URLLCmMTCeMBB5G-A5G10×6G将

移动通信 移动信息服务100×部分外挂6G内生~1

ms~0.1

ms部分外挂内生106/km2108/km2融合组网独立组网2018201920202021 2022202520262030R172023 2024R18/R19Beyond

5G2027 2028 2029R20-R23

6G标准制定R166G愿景及技术需求6G关键技术研究6G演进与增强型技术研究6G标准制定、产业推进与商用6G应用培育抢占潜在关键技术突破窗口期6G概念系统设计25指标提升:作为5G的演进和增强,5G-A连接速率和时延等网络能力均可实现10倍提升,6G相比5G-A的网络能力指标将实现量级提升;能力内生:5G-A受限于自身的系统设计,尝试外挂式引入相关的新能力,6G期望以内生的方式构建通感算智安一体融合、空天地一体融合的一套新的技术体系。从基本设计方面:结合5G发展中的经验教训,更加适合行业以及DOICT融合发展的需要目

录261研究院及未来院简介26G技术3泛信息技术4职业经验分享发展趋势

什么是6G 6G重点技术

中国移动6G进展27围绕“网络+融合”,形成6G技术体系面向“覆盖全域化、性能沉浸化、要素融合化、网络平台化”发展目标,聚集通信、感知、计算、AI和安全等多维能力要素,强化6G关键技术系统性创新,布局提炼成“3+10+1”的6G技术体系网络架构无线组网无线通信智能超表面总体架构全 分服 布务 式化 自治①新型网络架构无源物联网空天地一体多频融合组网广域微域融合⑥多维异构组网⑩无线传输技术语义通信新型MIMO⑦ ⑧无蜂窝网络⑨②通感一体通算一体③

⑤内 内生 生A 安I 全新要素融合①网络架构:“三体四层五面”6G总体架构6G架构演进的关键方向在于增强自身管控能力、扩展服务要素、拓展服务领域中国移动提出“三体四层五面”的6G总体架构,在架构层面实现对新型信息服务全场景、全要素、全流程的支持服务使能层控制面用户面服务化功能层数据面计算面安全面连接与路由层(空天地多接入,可信连接,异构互联,算力路由,确定性转发)通信与算力层(无线通信,光通信,计算,存储)网络本体数字孪生体管理编排体通信服务感知服务计算服务AI服务安全服务孪生控制孪生编排孪生建模孪生实例能力开放管理自治服务设计资源智能编排调度跨域质量保障跨域数据管理在IEEE

Communications

Magazine发表6G架构论文“6G

Architecture

Design:

from

Overall,

Logical

and

Networking

Perspective”

28全球首个系统性的6G网络架构控制面:增加对新型计算、数据、安全管理,以及感知、节能等能力的支持用户面:提供多样化服务接口,增强用户面协议栈,满足高效和多样化数据传输的需求数据面:数据服务解耦,全流程处理网络、用户、AI等新型数据,满足数据高效存储、处理和利用的需求计算面:增加计算资源管理、计算任务编排、计算任务执行等服务,满足高性能、按需计算服务的需求安全面:从能力、控制、决策三方面设计,构建内生、主动、动态、协同的可信安全体系服务化:为满足更加灵活多样的业务需求,优化控制面和用户面服务化机制,新增数据面、计算面、安全面服务化机制分布式:通过分布+集中灵活组网,满足6G广域、多场景、按需接入、超低时延的需求自主研发分布式微云单元SCU率先通过国内IMT-2030推进组测试初步实现:分布+集中灵活组网增强服务化框架基础单元的小型化子网管理的自动化满足行业本地化服务需求①网络架构:服务化和分布式是两大特征服务化功能架构分布式组网架构29泛在感知规模效应高精度复用规模部署的通信网络,可低成本赋能网络高精度、泛在感知能力(中国移动已部署190万5G基站,全域覆盖能力强)热点覆盖智慧工厂智慧交通郊区宏网覆盖无人机探测城区宏网覆盖26GHz2.6GHz/4.9GHz驾驶辅助自动驾驶设备监测园区管理无人机监管美团无人机配送东部通航+医疗应急救援低空经济智慧工厂车联网呼吸监测微形变智能病房运动员呼吸状态监测睡眠质量监测桥梁健康状态监测②通感一体通过通感硬件共享、资源灵活调度,网络节点自发自收/A发B收获得回波信号,利用先进的感知算法、无处不在的算力与AI,提取目标时延、多普勒等特征,实现高精度定位、测速NodeANodeB通感信号回波信号独立感知:自发自收协作感知:A发B收提取时延、多普勒信息多普勒信息时延信息技术突破原创提出网络化通感一体的点簇网多维协同(SCN)方法及技术感知精度成倍提升目标定位中低频:米级毫米波:亚米级太赫兹:毫米级30部署多频协作感知网络,中低频实现广域覆盖,高频实现重点区域高精度感知③通算一体通算一体是实现6G平台化服务化网络和内生AI的基础能力底座通算一体催生网络平台化升级,使能通感智算多样化服务,衍生出水平开放新产业模式,带来挑战和机遇网络设计:从通算资源隔离和功能独立到融合一体共生 产业模式:在垂直整合基础上衍生出水平开放新模态5G:面向通信连接服务,烟囱式设计,通信和计算资源隔离、功能独立6G:面向通感智算多样服务,平台化设计,资源共享,功能一体设计服务按需拓展和开放OTN/OXCOTN/OXCOTN/OXC池化的算网一体基础设施InternetXRAIIoT V2X动态匹配的服务供给“水平开放”产业化模式依托开放、共享思路,基于统一异构硬件基础设施,通过软件化形式实现功能动态扩展,性能弹性提供,服务供需动态匹配易通过规模效应降低成本,有利于加速产业协同创新挑战和应对挑战:水平开放模式将放大对IT云计算和核心处理芯片等产业的依赖,国外在网络云化软件平台能力和核心芯片等方面积累深厚,带来较大的竞争压力应对:找准短板,发挥链长优势,通过研发和应用双牵引,依托已有的CT优势,构建水平开放模式下的未来DIOCT融合产业优势通信计算AI感知通算一体功能设计水平开放新模式已经成为6G网络发展中不可忽视的产业趋势欧美、日韩加大投入,加速布局,积极培育和构建核心产业能力IoTAI......V2X......N

6NGUu应用核心网基站终端演进31通信处理中国移动聚焦信道获取、MIMO等用例,在网络运行的空口AI架构创新、AI算法创新方面取得重要进展,推进AI赋能网络标准化工3作232④内生AI--AI赋能网络AI赋能网络,针对网络运维和网络运行、乃至系统设计,需要解决如何建模型、如何采数据,如何用模型,如何用好网络数字孪生技术,以实现网络高水平自治、网络性能更高、更简化。AI赋能网络是指利用AI技术进行6G网络端到端的自我赋能增强优化。AI是满足移动通信网络新指标的关键路径,赋能网络提升网络运行效率、降低运维成本、增强用户体验。网络运维:围绕网络规、建、维、优、营等运维全生命周期,AI重构优化运维流程,实现降本、提质、增效。网络运行:围绕网络核心机制,AI重构系统流程,时变环境要素下实现基于业务的资源最优匹配,最基本的是实现网络运行效率、用户体验提升,更深刻变革的是对传统模块的重新设计(如空口AI)

。AI赋能网络运行类型分散,模型难以统一分阶段进行通用模型的探索,首先探索网络运维人工智能通用模型,并结合数据治理,从小规模向大规模演进、从离线向实时发展,最终探索是否可以实现模型统一AI模型输出的策略可行性难以保证,需进行预验证网络数字孪生可作为AI模型输出策略的预验证环境,不断迭代优化模型,提升模型的准确性,保障策略的可行性,从而避免了因配置策略不当导致的网络故障风险。④内生AI--AI赋能网络网络数字孪生是AI赋能网络的重要技术,具有智能化决策、高效率创新、低成本试错等核心价值,可为AI模型提供预验证环境,提升决策精度,降低故障风险网络数字孪生通过数据、模型、交互和映射四个核心要素实现网络的仿真验证、迭代优化。数字孪生赋能6G实现“2”转变,由规建维优分离

数字孪生统一

转变,由

事后高成本处理

事前低成本干预

转变。全景数据服务技术全域智能编排技术全生命周期建模技术数据是基础模型是核心编排是关键数据优化数据采集数据存储数据增广规则模型构建基础模型构建功能模型构建行为模型构建闭环优化控制需求智能解析模型编排驱动策略精准验证全向协议接口技术全维网络可视技术协议南向接口北向接口孪生内部接口推演环节设计环节运行环节交互环节接口协议是保障可视是窗口智能化决策高效率创新低成本试错DUCUAAU优化规划运维建设……DUCUAAU持续规划迭代寻优效果预验证数字孪生网络5G6G物理网络④内生AI--AI赋能网络AI空口主要解决空口AI模型构建以及通信协议的设计,是将神经网络应用于空口传输单功能模块或者全链路,用于提升系统容量、降低算法复杂度、提升网络自优化能力,数字孪生技术有助于空口AI模型的快速验证基于无线空口数据训练神经网络,并将将神经网络应用于空口传输单功能模块(编码、调制、波形、MIMO预编码、检测、解调、译码等)或者空口全链路,用于提升系统容量、降低算法复杂度34网络能力提升:利用神经网络在复杂信道中优秀的特征提取能力获得更加精确的信道信息,在此基础上获得更高的系统容量复杂度降低:

基于神经网络实现通信链路多模块甚至全链路功能,有望降低基带算法复杂度,尤其是大规模MIMO预编码和检测的复杂度可以有效降低更高的QoS保障:基于AI的调度算法可以对用户业务和信道进行预测,实现更高的服务质量(QoS)保障全链路AI模型需要在模型复杂度和系统性能之间优化设计AI模型在多场景中的性能容易波动,需要低开销快速提升泛化性全链路AI设计对未来空口传输技术标准化将产生深远影响模型驱动的设计->数据驱动的设计,需要AI生命周期管理多空口功能模块->单一的神经网络,标准化内容显著不同靠人力升级换代->智能自优化、自升级,对AI的管控需加强中国移动牵头国拨项目“AI驱动的6G智能无线空口传输技术”,在空口单模块和全链路设计方面取得阶段性成果,获得2022年度信息通信领域年度十大科技进展中国移动发挥6G特色优势,筛选出内生AI价值场景,并以平台化服务网络适配多样化服务,构建AI服务质量评价体系,推进内生AI标准化35④内生AI--网络使能AI内生AI--网络使能AI,由场景驱动,重点解决网络泛在算力和平台化服务网络构建问题,使能AI成为泛在化社会级服务网络使能AI是指向终端用户提供AI业务服务和应用,移动通信网络是实现AI泛在普惠的基础平台,从实时性、移动性、边端协同、隐私性等6G特色优势出发,让6G网络使能AI的高价值场景、用例和业务,使能AI成为泛在化的社会级服务。AI服务类型、算力、数据需求等差异大构建内生AI的平台化服务网络、支持异构算力连接、网络能力聚合、数据和模型流转及AI任务调度。用户QoS保障难构建标准化AI服务质量评价体系,包括:QoAIS指标扩充QoAIS保障统一管控QoAIS闭环评估服务多样化按需智能编排,为不同场景供给所需AI服务能力平台化将AI服务分解为AI任务,实现任务式的AI能力编排调度资源异构化异构的算网资源池化,统一封装

提供弹性的基础资源空天地全域覆盖网络使能AI服务⑤内生安全:技术原理与应用场景6G可信内生安全:将安全能力作为核心要素和基本特征融入6G网络全生命周期内,以信任为基础,以安全内生为手段,构建自我保护、自我修复和自我适应的6G网络安全体系,提升6G网络整体的安全性和可靠性网络演进网络部署架构向异构、分布式方向演进,引发构建跨域、跨体系的认证与授权机制等安全需求业务发展空天地全域覆盖、网络使能AI服务等新业务,拓展了6G网络服务的广度和深度,引发新安全需求新要素引入6G融入更多新要素(如通感算一体)、新技术,带来新变化,引发安全新需求分布式自治组网通感算一体36⑤内生安全:研究进展在IMT2030、NGMN先后牵头完成《6G安全愿景白皮书》发布,在IMT2030牵头完成《6G可信内生安全架构研究》报告,完成了6G网络从安全愿景到安全架构的深化,极大提升了中国移动在6G安全领域的影响力在IMT2030,提出了“6G网络安全愿景以AI为基础,具备网络主动免疫、信息虚拟共生、安全弹性自治、能力泛在协同四大特征。”在NGMN,从安全、隐私、韧性、可靠性、人身和公共安全等方面阐述6G相关的需求,为引导产业构建未来移动通信网络的安全奠定了基础,彰显了中国移动在6G安全领域的国际影响力。融合”信任+安全“,设计三个层次,实现“从外挂到内生、从被动到主动、从静态到动态、从孤立到协同”的四个转变,构建主动、智能、弹性、高效的可信内生安全体系国内首个安全愿景报告37国际首个安全愿景白皮书国内首个安全架构报告全息交互通感互联孪生体域网超能交通智能交互数字孪生天空一体......全频谱接入技术sub6GHz、6-7GHz、mmWave、THz、可见光..

....多频段协同技术多频段组网、高低频协同频谱共享技术频谱感知、频谱认知、区块链+动态频谱共享峰值速率100Gbps用户体验速率吉比特级(Gbps)流量密度较5G提升10-1000倍,并考虑立体覆盖频谱效率较5G提升2~3倍更大连续带宽、更多的频谱更高的频谱空间利用效率更高效的多频段使用1061071081091010 1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020太赫兹X射线可见光微波毫米波频段Sub

10GHz⑥无线组网:6G需要更多的频谱386G需要支持全频段接入:

6GHz以下频段提供基础覆盖,

高频段按需开启以提供容量和超高速率⑥无线组网:多维异构融合组网6G频段资源更多、更高,网络部署方式更加复杂,组网技术向异构融合方向发展,通过无蜂窝、即插即用与微域融合组网技术,实现网络服务的差异化、特定化,满足用户体验的极致性与一致性6G高频候选频谱基于无蜂窝的用户接入与连接管理技术,实现无小区无切换分布式MIMO协同传输技术,提升用户体验一致性6G组网新思路从蜂窝组网到无蜂窝组网从站址规划部署到即插即用组网基站即插即用技术,提高网络部署灵活性太赫兹、可见光等新频段按需开启,与低中频段协同组网,满足超高速率需求从广域微域独立组网到融合组网广域微域集中式+分布式协同组网,实现一体化设计跨域、跨节点、跨制式的干扰协同,降低网间干扰,实现微域通信极致性能毫米波可见光太赫兹特性:低功耗、低成本、易部署,可与照明功能结合目标应用场景:作为无线接入的一种补充,在室内、保密、水下等场景有应用潜力缺点:应用场景受限,必须视距传输特性:波长短、天线阵子尺寸小、发送功率低目标应用场景:超高速无线传输、太赫兹通感一体化通信、星间通信缺点:覆盖能力极弱,必须视距传输特性:可提供连续大带宽,支持高速率数据传输,缩小天线尺寸,提升天线增益、传输距离和抗干扰能力目标应用场景:高速轨道交通回传、通信网络小站回传、热点地区接入缺点:覆盖能力弱,对阻挡敏感39⑦空天地一体:卫星互联网领域面临严峻的外部挑战天地一体产业基础薄弱核心通信载荷与美国存在较大差距相控阵天线/㎡ 激光星间链路大规模低轨星座建设能力不足我国低成本、快速发射能力与星链存在差距产业布局发展时间窗口有限需充分利用我国地面移动通信网络领先优势,发展手机直连海外市场拓展进度缓慢,商业闭环难度大星链快速抢占海外市场,受限我国政治环境海外拓展难度大美国 64(AST)、25(星链)星链在1.5代和2代卫星上实现规模部署中国3.5(在研,2026~2028具备产业能力)国内仅有少量部署16.914.5501001502002001501005002021.22021.62022.12022.62022.122023.52023.9250

星链用户数/万人 64197.2187734.452022年国内外卫星发射中国 美国LEO每公斤发射成本/$7000

6400 100002000

1400

3000 5006000

1000500040000猎鹰重型 长3B 发射次数/次 载荷质量/吨偏远地区海面通信应急通信跨国通信手机直连民航卫星物联网星链通过卫星低成本制造与发射,快速建设低轨星座、抢占全球卫星业务市场,挤压我国频轨资源与潜在海外市场。建议我国充分发挥我国在5G移动通信领域技术产业优势,以地强天,提升系统建设、产业发展、市场拓展、技术攻关能力,以应对严峻的外部挑战4041⑦空天地一体:手机直连卫星技术路线及现状航空市场

25.62亿元海洋市场93.38亿元应急通信

40.36亿元手机直连34.4亿元卫星物联网37.5亿元地面补充覆盖

6.72亿元一带一路

55.54亿元海洋市场一带一路航空市场地面覆盖卫星物联网应急通信手机直连卫星架构融合

卫星网络UE空间MEO段LEO地面段蜂窝网络GEO空口融合频率融合多轨融合四大融合关键技术统一号码统一终端融合平台统一业务一体网络一体服务天地一体端到端基础设施融合产业手机直连卫星是空天地一体的卫星互联网核心发展方向,极大拓展卫星通信服务范围,国内外存在三大技术路线,其中非地面网络(NTN)方案是我国主流路线,可实现空天地一体全方位融合,为用户提供统一终端、全球无缝的新服务,提高卫星互联网价值,做大卫星互联网产业NTN方案(路线2)具有高中低轨普适、产业链复用成本低、技术演进潜力大等优势,是我国主流路线预计2030年我国卫星互联网总收入约293.52亿元空天地一体将实现卫星和地面在技术、标准、产业和应用的全方位融合天地产业双链融合 赋能千行百业,带来可期的市场发展规模路线1

基于卫星私有协议路线2

基于国际标准NTN路线3

存量手机直连卫星新手机+存量网络:地面和卫星通信独立,手机需软硬件升级,内置卫星芯片,仅能接入特定卫星新手机+新网络:地面和卫星通信融合,手机需软件升级,不绑定特定卫星存量手机+新网络:低轨卫星搭载超大相控阵天线,支持接入存量手机商用代表:全球星&苹果,天通一号&华为Mate60试验代表:中国移动&海事卫星

、中国电信&天通一号、中国星网试验代表:

美国AST

支持64

平方米阵列天线、Starlink&T-Mobile⑦空天地一体:我国NTN产业情况及商用成熟度研判NTN方案采用5G-A/6G标准技术,是我国主流路线,产业各界正携手攻坚,大力推进NTN成熟商用2024年有望实现高轨窄带服务商用突破商业时间研判产业进展透明转发模式(卫星转发地面基站信号)再生模式(基站部署到卫星上)终端窄带:MTK商用版,展锐、高通、VIVO、OPPO测试版宽带:MTK、高通测试版,展锐研发中基站窄带:中兴、佰才邦等宽带:中兴、大唐等宽带:华为、星移联信等,需支持跳波束、移动性、星间链路等2022: 运营商窄带NTN终端直连卫星技术外场验证和 手机实验室验证(中国移动)2023: 运营商宽带NTN低轨卫星场景实验室模拟验证(中国移动)国内电信运营商、网络设备商、终端/芯片厂商、卫星厂商、科研院所等正大力开展不同模式的NTN技术攻关和验证,取得积极进展基于现有高轨卫星提供短信、语音等窄带服务(国内)(2024年)基于新建低轨星座(300颗规模)提供视频等宽带服务(全球)(2026-2027年)(综合考虑产业成熟度、国内卫星制造及发射能力)4243⑧无源物联网:技术原理与应用场景与蜂窝网络深度融合的无源物联网技术充分结合蜂窝网络资源优势及反向散射极简通信特点,具备低功耗、低成本、广覆盖、易部署的优势特征,能够实现行业全要素可感可连、资产全流程可管可控,是产业数字化深入推进的基石标签蜂窝网络 蜂窝基站基本原理蜂窝网络根据用户需求调度蜂窝基站。基站发送指令及射频载波激活标签。标签反向散射自身标识、感知信息。基站接收、解析信息通过蜂窝网络回传至用户。特点指令、激励载波标识、感知信息低功耗 低成本反向散射通信,标签架构极简,微瓦~百微瓦 低至0.1元成级功耗 本海量连接轻量化网络架构及多用户接入,千亿级连接广覆盖灵活组网及极简协议,百米级覆盖人&物人员畜牧资产工具 设备 固定资产货品物料半成品成品载具木箱托盘周转箱车辆环境高温监测冷链监测全流程可管可控生产制造叉车 物流车全要素可感可连仓储物流下 存 使 齐 加 出单 储 用 认 工 库城市治理入 盘 定 下 出 运库 点 位 架 库 输部署 状态 环境 异常 故障安装 监测 监测 上报 定位⑧无源物联网:技术优势与研究进展融合反向散射和蜂窝通信技术优势,无源物联网可实现端侧性能提升,系统通信能力增强,业务服务功能扩展,依托标志性技术攻关,最终打造全程全网全域服务能力,赋能产业数字化发展引领核心标准制定,牵头国际研究课题2项,国内研究课题1项,主导国内相关标准2项3GPP:主编发布TR

38.848ITU:牵头发起无源课题CCSA:主导国内首个蜂窝无源技术标准制定通信距离:室内60m,室外230m+定位能力:支持室内基站头端级定位业务能力:多标签盘存、冷链温度传感率先开展系统级技术验证,打造亚运黑科技,拓展园区级应用系统增强通信能力增强上下行达百米以上,窄带接入效率100+/s组网拓扑灵活多样拓扑分层组网,按需补盲功能拓展数据价值提升规范化信息提取及全量数据分析低成本定位主被动定位融合,定位精度3-5米能力提升高性能标签复合能量采集及多环境量感知全程全网支持跨域标签全生命周期管理基站中继中继终端核心网基站纯无源标签半无源标签主动式标签Ambient

IoTUu供能灵活组网覆盖海量接入极简化通信协议极简化通识一体标签轻量化网络架构低成本融合定位44无蜂窝组网技术(cell-free)打破小区概念,多小区联合处理,提升边缘用户体验速率及系统整体吞吐量。如何实现面向商用网络的协作MIMO,解决

性能

复杂度

之间的矛盾⑨无蜂窝网络(Cell

Free)6G新需求、新频段、新站型和新能力等新变化给Cell-free技术带来新可能Cell-free通过协作MIMO、灵活架构等手段突破传统小区概念,实现以用户为中心的一致性极致体验以基站协作为基础,在特定场景、较大地理范围内,利用通感算智的一体化,实现内生cell-free功能,达到终端侧一致性体验、网络侧灵活简化等目标。技术原理 技术成效 应用场景高校、CBD等热点区域大中型场馆、交通枢纽等应用场景企业园区应用场景低空覆盖应用场景中国移动与东南大学积极合作,开发了具有

64

个收发天线的cell

freeMIIMO试验台,可支持

48

个空分数据流并行传输,系统总频谱效率超过

200bps/Hz,达到业界领先水平TRP1TRP2TRP3TRP4TRP5TRP6以用户为中心的分布式单元45⑩无线通信:智能超表面(RIS)智能超表面(RIS)是一种超材料和移动通信的跨学科融合技术,通过改造电磁波的传播环境,实现具有低成本、低功耗、易部署等优势的高性能信息传输,例如覆盖扩展,容量提升等,目前存在静态、半静态和动态三种控制模式基本原理原理

通过调控超表面单元的结构,对入射电磁波的传播特性进行人为改变(例如,任意角度反射和透射),

将原有自然不可控电磁传播环境变为人为可控的电磁传播环境特征

低功耗、低成本、易部署、多形态、全双工小区边缘覆盖提升,小区容量增强/热点增流,上行增强,室内覆盖增强,高精度定位,低空航路覆盖应用场景贡献进展外场测试验证了静态、半静态和动态RIS可以有效地增强覆盖,可以提升SINR

约1.45dB(静态)、3.42dB(半静态)、以及17dB(动态)UE在整个小区RIS部署在小区边缘UE分布在小区边缘RIS部署在小区中间UE分布在小区边4缘6RIS部署在小区边缘4647⑩无线通信:语义通信关键信息的高可靠性传输,达到端到端网络整体设计的原理:面向特定通信任务,通过高维语义信息特征提取,以及

语义至简和性能优化通信特征:

高度非线性、模块紧耦合、任务为中心、跨层贯通设计框架增益来源:极致压缩+有针

对性的高可靠保护基本原理应用场景视频会议人机交互XR智慧工厂自主机器人通感互联研究进展端到端语义通信体系与协议栈构建点对点语义通信Demo47目

录481研究院及未来院简介26G技术3泛信息技术4职业经验分享发展趋势

什么是6G 6G重点技术

中国移动6G进展6G总体技术研究基于服务的6G核心网关键技术研究6G无线空口传输技术6G全场景按需服务关键技术6G无线覆盖扩展技术6G卫星通信接入组网技术可见光通信核心芯片与关键技术研究牵头4项6G网络架构及关键技术

(

第一个牵头的6G国家重点专项)6G智简网络架构与自治研究技术AI驱动的6G无线智能空口传输技术参与8项科技部“

国家重点研发计划”

6

G

专项6

G提升产业生存竞争发展力围绕88个环节、梳理50余个卡点和短板实施“十百千万”合作计划,千余家企业上链成立首批十条子链,共编127战队,编队作战布局前沿,构建未来优势聚焦5G及下一代移动通信、AI两大领域建设原创技术策源地“

策源地”

和“

链长”战略性新兴产业重点牵头未来网络产业6G、算力网络技术方向研发,并参与下一代光通信、下一代互联网、卫星互联网、量子等方向研发从基础理论、关键技术、网络架构到可重构平台,攻关26项重点技术,打造1项重大工程,推动8项典型场景发展成熟6G

通信与

AI

融合关键技术研究与验证积极融入国家创新工作强化央企科技创新主力军作用,加快建设6G原创技术策源地,推动战略性新兴产业高质量发展49做好三个角色,强化链式思维,以创新为根加强创新链“七化”贯通加强创新链的“七化”有效衔接和快速转化,包括需求问题化,问题技术化,技术专利化,专利标准化,标准产业化,产业市场化/国际化两个面向布局出卷人答卷人阅卷人科学问题凝练自己答研采/研投协同标准制定合作答需求问题化问题技术化标准产业化产业市场化/国际化需求引领产品研发试验迭代应用推广创新链“七化”衔接技术专利化 专利标准化创新链关键环节技术攻关 标准制定50建立“点-线-面-体”产学研协同创新体系以“共建创新链,共促产业链”为目标,打造“点-线-面-体”融合合作体系。向上顶天,探索“大问题”,加快打造原创技术策源地,实现从0到1的原始突破;向下立地,解决“真问题”,面向产业服务民生,助推数字经济发展形成“点-线-面-体”产学研协同创新体系与顶尖高校开展关键技术、前沿理论,开展交叉学科融合创新,“类实体”运营,

派驻人员联合研究,在科技创新、人才培养开展长期合作;与上下游企业建立中长期合作关系,加速自主创新能力发展,共同推进创新成果的市场化落地围绕开放式创新,面向一个专业领域,

打造国家级创新平台、新型研发机构、国际合作组织等,开展联合技术攻关、生态构建依托创新联合体,串珠成线,推动政产学研合作伙伴,以需求为导向,不仅攻出来,还要用起来产业协同创新基地全方位合作创新平台、开放创新、国际合作平台化合作联合研究院、联合实验室点对点合作点面体线创新联合体联合体合作全方位整合技术、服务应用、实验测试等资源,支撑贯通创新时间轴,跨领域、大协作、高强度的技术和产业创新5152体系化发布37本6G白皮书6G关键技术创新取得重要成果服务化功能层开放使能层连接与路由层通信与算力层网数字孪生体管理编排体控制面

用户面

数据面

计算面

安全面意义:6G系统顶层设计的重要基础成果:全球首次系统提出“

三体四层五面”

网络架构,提出智简无线网络,

络本体攻关分布式自治网络、全服务化网络、至简无线等核心技术,牵引全产业创新。攻关6G标志性技术牵引新型网络架构创新攻关通感算一体技术意义:感知是实现未来数字孪生世界的关键能力,可广泛应用于车联网、物联网、无人机等应用场景。成果:低空无人机亚米级探测,推动低空经济和国家安全创新发展。推动6G技术5G用,在深圳试点。意义:将AI打造成6G网络内生能力,赋能网络提升网络运行效率与用户体验,助力智能的普惠泛在。成果:发起成立国内首个网络AI组织(6GANA),推动内生AI网络架构成为行业共识。主导智慧内生网络研究云核心网6G内生AI通信与AI深度融合AI工作流申请6G专利600+件IMT-2030网络技术组

组长网络架构子组

组长数字孪生网络子组

组长IMT-2030需求组

副组长IMT-2030无线技术组

副组长空口演进技术子组

组长系统设计子组

副组长IMT-2030测试组

副组长行业标准组织担任15个重要领导职务行业标准组织牵头40个标准项目出版3本6G专著,论文100+全球运营商第一主办6G学术沙龙、技术论坛10+次引领6G创新成果NGMN、ITU、IMT-2030、CCSA:6G场景与需求、技术趋势、关键技术等奋力推进协同创新发展

,

以领先的试验装置,服务6G创新全过程形成6G协同创新基地体系化布局,发布6G试验装置1.0规模最大场景多样覆盖立体 多频段融合能力端到端解决方案集成1

张全球领先的6G试验网网络架构光传输空天地一体化融合创新(量子、新材料)射频技术基带技术6G

云化网络8

个领域研发实验室 1

套6G端到端试验系统2

套基础设施环境微波暗室/屏蔽室仿真评估环境架构空口终端业务计算AI安全Sub-7GSub-7GSub-7G预计2025年:20+站点6G协同创新基地“8+2+1+1”体系化布局++6G通感算智融合网络试验平台框架时间:创新全过程贯通端到端能力,网络与业务协同,服务与理论、技术、标准、产品到应用的创新全过程空间:聚集全要素聚集通信、感知、计算、智能、安全等全要素,空天地一体全域立体覆盖深度:强化全环节强化基础研究深度,研发创新从技术标准向基础理论拓展深入,培育原创技术广度:协同全链条构建开放的、场景化的联合研发与试验环境,创新链、产业链全链条协同创新53目

录543泛信息技术26G技术1研究院及未来院简介4职业经验分享量子计算

数字孪生人55通信网络发展面临的挑战ITU

6G技术指标不是单点技术的要求、而是网络系统性的要求,技术布局需从网络整体出发、系统思考不是单点技术的指标而是网络系统的指标非蜂窝网络信号处理大规模MIMO信号处理大带宽基带信号处理网络拓扑优化路由优化网络资源与参数优化:大规模业务信号处理大规模业务优化:调度与参数优化大规模信号处理大规模网络优化大规模业务处理通感互联智慧工业超能交通全息交互精准医疗智能交互元宇宙SCUSCUSCUSCU内生智能网络:模型训练与推理数字孪生网络:检测、预测与决策机器学习算力瓶颈量子计算量子计算发展现状拓扑(2)量子点(8+)核磁/核电共振(2)56氦中电子(1)金刚石色心(4+)1386Q64AQ1000Q100Q材料制造生物医药化学材料金融交通通信网络量子应用量子云平台量子软件量子软/硬件量子存储器量子计算机光学微波器件量子处理器量子器件/设备温控设备真空设备量子模拟量子优化量子算法量子机器学习Shor/Grover/HHL(11+公司)(22+公司)(10+公司)(7+公司)超导光量子离子阱中性原子2023 2024 20251121Q 4158Q72Q 10000Q176Q37Q35AQ1125Q量子态制备输入输出量子叠加 量子纠缠 量子干涉量子态调控量子态测量量子计算基本原理1量子计算已成全球科技竞争“战略焦点”,北美、欧盟和中国“三强鼎立”,产业规模虽小,“五脏俱全”,技术路线“百家争鸣”,量子云平台“百花齐放”,在多个行业得到关注并试点应用。量子计算产业链量子计算技术路线与主流路线图量子计算算法Deutsch算法19852014201320122009Grover算法哈密顿量模拟1994 1996Shor算法量子近似优化算法变分量子特征求解器量子神经网络HHL算法量子退火算法1998中国移动研究院量子计算布局面向国家、产业和公司战略需求,对标世界领先科研机构,立足基础研究,聚焦算法、硬件与评测,致力于突破面向应用的量子计算核心算法与硬件瓶颈世界一流量子计算科研团队一个目标三大定位主攻方向量子算法量子计算硬件量子计算能力评测量子计算关键算法设计者量子计算应用先行者量子计算硬件突破者体系架构设计量子处理器量子纠错场景与问题建模算法设计与验证量子算法库设计量子计算关键能力指标量子计算能力评测技术量子计算能力评测标准科学实验、算法设计与验证、应用试验、能力评测科学装置通信网络中量子算法应用场景多种量子算法范式与丰富的通信网络计算场景,为两者融合创新提供了机遇多种量子算法范式 典型通信网络计算场景量子计算人工智能通信网络量子机器学习量子优化智能网络算法解决思路加速优势量子支持向量机SWAP测量或HHL算法O(poly(m,n))→O(log(mn))指数级加速m为样本数,n为样本向量维度量子K近邻SWAP测量O(mn)→

O(log(mn))指数级加速m为样本数,n为样本向量维度量子分裂算法Grover类算法O(m2)→

O(nlog(m))近似平方加速m为样本数量子KmeansSWAP测量O(mn)→

O(klog(kmn))指数级加速m为样本数,n为样本向量维度量子主成分分析O(d)→

O(log(d))指数级加速d为数据维度经典神经网络量子核函数核函数O(n2.37)→O(sqrt(n))多项式加速仅考虑矩阵乘复杂度,n为矩阵阶量子神经网络多种思路不清楚量子绝热量子退火量子游走算法算法算法基本算法通用量子算法量子奇异值变换量子幅值估计量子幅值放大量子相位估计量子傅里叶变换变分量子

变分量

量子近似

子本征

机器优化

求解器

学习变分量子算法滤波变分量子算法量子基本代数运算量子模拟量子优化量子搜索 量子机器学习量子算法主要量子机器学习算法物理层网络应用层③

业务优化:业务预测、流量预测、用户行为预测、QoS/QoE预测、业务参数优化...①

信号处理:信道估计/均衡、信道反馈、预编码、信道编译码、信号检测...拓扑优化、路由

时延优化、算力规划、流量均 资源优化、接入衡... 控制、调度...无线资源优化:容量、覆盖、能效...④网络智能化预测、决策)⑤安全②网络层

(检测、

优化①

监督学习②

非监督学习 ③

强化学习信道估计/均衡/预测,波束成型/预测/跟踪内容分发、流量分类、异常检测、吞吐量/时延优化无人机移动模式预测、通信行为特征分析多目标路由、异常/错误检测、网络状态/参数预测多用户接入、波束管理、信道估计、信号检测主动缓存、数据分流、计算卸载、错误预测网络拓扑优化、网络资源分配、网络参数优化链路自适应,接入控制、资源优化、频谱感知、功率分配、信道分配、5同8步神经网络(CNN、RNN、DNN、GNN)应用层网络层物理层丰富的网络智能化场景用户分类、流量分类、业务场景分类59网络优化:以无线资源优化为例求解复杂组合优化问题的四种思路:1)将原问题等价转化或简化为凸优化问题、二次规划等模型,采用已有算法求解;2)采用独立于问题结构的元启发类算法;3)引入机器学习类算法;4)将原问题转化为量子计算机支持的问题模型,采用量子优化算法求解覆盖优化容量优化能效优化高度非线性优化问题组合优化问题量子绝热/退火算法量子搜索算法量子近似优化算法滤波变分量子算法专用量子计算机通用量子计算机+经典计算机通用量子计算机QUBO模型/伊辛模型maxnum(PT+A(©i,0i,θ3dB,

ɸ3dB)−

PLi

K1)/N多小区样本点

max,

s.t.Hn n

n

n

1

ncellularslogI

R HQ

Hcellulars

n TTr

Q

PmincellularsH

n

nn

n

n

1min

n

Tr

Qn

s.t.logI

R HQ

H

C,

cellular60量子优化算法应用示例1:QUBO模型多小区覆盖优化:MIMO波束选择,最大化覆盖率基于QUBO模型采用相干伊辛机的优化玻色量子的光量子相干伊辛机是一种专用量子计算机,即只能解决二次无约束二进制优化

QUBO问题。例如最大割问题就可以通过一定的数学技巧构建其

QUBO模型并求解。同样地,多小区波束选择覆盖优化问题在经过数学建模后,转化为适合相干伊辛机求解的

QUBO模型,然后利用玻色量子真机进问题描述待优化区域被分割为众多栅格,每个栅格都能收到来自每个扇区的波束,并测量得到所有波束的

RSRP。当波束的

RSRP

满足阈值时,则认为该波束满足覆盖条件。每个扇区能够为每个栅格提供

N个可选择的波束。优化目标:从每个扇区的可选波束中选择

8

个波束,使待优化区域覆盖率最大。覆盖率

=

满足覆盖条件的栅格数

/

待优化区域总栅格数挑战

&

现有方案

&

目标通常,当待优化区域的栅格数、扇区数、单个扇区可选波束数庞大时,为优化带来巨大的计算挑战。现网中常用方法是启发式智能算法(如粒子群算法)以及深度学习方法。期望借助量子计算的加速能力,实现更加快速的优化求解。行试验。量子优化算法应用示例1:QUBO模型多小区覆盖优化:MIMO波束选择,最大化覆盖率未来工作思路未来将继续针对多小区波束选择覆盖优化问题,加强与省专业公司合作,开展更大数据规模的优化方案设计与试验验证。61仿真结果

&

分析光量子计算机能够在

2~3ms

的时间内完成小规模优化问题求解,且解的质量高于模拟退火等经典优化算法,并且随着问题规模的增大,量子计算机的求解时间基本保持稳定。62量子优化算法应用示例2:变分量子滤波单小区覆盖优化:优化天线权值组合,最大化覆盖率滤波变分量子算法

FVQA*一种经典-量子混合算法。滤波函数可以对有用量子态的概率进行放大。该算法量子线路浅,可以处理更灵活的问题,且现阶段量子计算机可实现。在天线权值优化问题中,用户的

RSRP

由经典计算机计算,约简可能解、增大目标解概率由量子线路计算。6

量子比特算法电路问题描述待优化的天线权值包括:方向角、下倾角、水平波宽、垂直波宽。优化目标:通过选择合适的天线权值组合,使单小区覆盖率最大。覆盖率

=

满足覆盖条件的用户数

/

待优化区域总用户数覆盖条件为用户的

RSRP

大于给定阈值

-105dBm。公式:maxnum(PT+A(

i,Фi,θ3dB,ɸ3dB)−PLi≥K)/N参数取值K_1

(dBm)-105P_T

(dBm)53频率

f

(GHz)2.6撒点数

N50~200将天线权值优化简化为一个

6

量子比特可实现的小规模问题,并设计

FVQA量子线路。*

Amaro,

D.,

Modica,

C.,

Rosenkranz,

M

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