中國移動：2030愿景與需求報告(26頁).pdf

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1、 1前言前言. 1 2總體發展理念總體發展理念. 2 32030+愿景與場景愿景與場景.4 3.1愿景：數字孿生，智能泛在.4 3.2應用場景.6 3.2.1智享生活.6 3.2.2智賦生產.9 3.2.3智煥社會. 10 42030+網絡性能指標需求網絡性能指標需求.14 52030+網絡特征構想網絡特征構想.15 5.1按需服務的網絡.16 5.2至簡網絡.17 5.3柔性網絡.18 5.4智慧內生.19 5.5安全內生.19 6結束語結束語. 21 參考文獻參考文獻. 22 1 1前言前言 移動通信領域科技創新的步伐從未停歇， 從第一代模擬通信系統 （1G）到萬物互聯的第五代移動通信系統

2、（5G） ，移動通信不僅深刻 變革了人們的生活方式， 更成為社會經濟數字化和信息化水平加速提 升的新引擎。5G 已經步入商用部署的快車道，它將開啟一個萬物互 聯的新時代，滲透到工業、交通、農業等各個行業，成為各行各業創 新發展的使能者。 為了推動 5G 與經濟社會各領域充分融合，已經開始全 面實施“5G+”計劃，包括 5G+4G 協同發展、5G+AICDE 和 5G+生 態，最大程度釋放 5G 對各領域放大、疊加、倍增效能。 “5G+”將以 5G 為基礎，衍生出一系列創新解決方案，覆蓋人們生活、生產和社 會治理多個方面， 打造新體驗、 新動能和新模式， 助力綜合國力提升、 經濟高質量發展和社會

3、轉型升級。 按照移動通信產業“使用一代、建設一代、研發一代”的發展節 奏，業界預期 2030 年左右商用 6G。芬蘭政府在世界范圍內率先啟動 6G 大型研究計劃，美國聯邦通訊委員會已為 6G 研究開放太赫茲頻 譜，我國也于 2018 年開始著手研究 6G。以“創新、協調、綠色、開 放、共享”為內涵的新發展理念，也應成為 5G 向 6G 演進的發展理 念，成為推動移動通信網絡可持續發展的思路、方向和著力點。 作為面向 2030+的移動通信系統，6G 將進一步通過全新架構、 全新能力，并結合社會發展的新需求和新場景，打造 6G 全新技術生 2 態，推動社會走向虛擬與現實結合的“數字孿生”世界，實現

4、“6G 創新世界”的宏偉目標。 報告對 2030 年后移動通信發展的總體愿景與新應用場景進行了 預測和探討。結合未來新業務和新應用的展望，報告提煉出 6G 網絡 性能指標的初步需求，并提出了未來 6G 網絡五大特征構想，即按需 服務、至簡、柔性、智慧內生和安全內生。 6G 的研究在全球范圍內還處于起步階段，本報告旨在引發業界 的討論與思考， 后續將聯合學術界和工業界共同完善和更新 6G 愿景與需求，持續推進潛在使能技術的研究工作。 2總體總體發展理念發展理念 可持續發展是社會經濟發展的長期目標。 以平衡方式實現社會公 平、經濟發展和環境保護，是一項偉大、復雜的工程。中國秉持“創 新、協調、綠色

5、、開放、共享”發展理念，為社會發展開出了良方。 “五大發展理念”在信息通信領域，為移動通信網絡可持續發展 指明了方向，成為 5G 向未來網絡（即 6G）演進與發展的思路和著 力點。其中： “創新”要求未來網絡注重基礎理論突破和源頭技術創新，突破 或擴展傳統通信理論，構建通信計算一體化架構，引入量子計算、類 腦計算、強 AI 等變革性技術； “協調”要求未來網絡在通信、信息、材料、能源和垂直產業等 領域跨界融合協同突破，要求創新鏈與產業鏈的協同推進，要求技術 3 標準的國際協同制定，產業發展的全球協調推進； “綠色”要求未來網絡低能耗、低排放、與環境相容、能源供給 可再生、器件材料可重構、設備可

6、 4D 打??； “開放”要求未來網絡能力接口開放、軟硬件開源、市場開放、 生態開放，實現網絡的“融合” 、 “融通”和“融智”新局面； “共享”要求未來網絡通用化，與交通、電力、城建等其他社會 基礎設施融合共享，實現基礎設施集約化，提升基礎設施效率。 6G 將在 5G 基礎上為社會經濟發展添加新動能，更深層次地促 進“五大發展理念”落地。在“創新”方面，6G 為國家、企業和個 人在科技創新、管理創新、商業創新和文化創新等多方面提供基礎平 臺能力、信息服務能力、計算能力和 AI 能力；在“協調”方面，6G 打通國家和行業間信息孤島，保障“一帶一路”全球經濟一體化協調 發展，以新業態方式協調垂直產

7、業發展，完善國家治理體系；在“綠 色”方面，6G 基于全球立體覆蓋能力提供強大的環境感知能力，形 成全球合作環保方案，并推動傳統產業轉型升級，降低碳排放，實現 綠色發展。在“開放”方面，6G 自含生態開放基因，促進全球經濟 開放、市場開放、文化開放、制度開放。在“共享”方面，6G 將構 建共享的 AI 基礎設施，實現大數據分析與人工智能的平民化，數據 共享，保障數字紅利和數字權益的公平性，進一步促進“共享經濟” 升級，助力“共享制造”和國際間產業間“共享基礎設施” ，形成共 享新生態，實現成果共享。 堅持“五大發展理念” ，6G 將重構網絡空間，為全球經濟發展提 4 供一體化空間， 助力形成全

8、球發展共同體、 安全共同體和利益共同體。 32030+愿景與場景愿景與場景 3.1 愿景愿景：數字孿生，智能泛在：數字孿生，智能泛在 “馬斯洛需求層次理論”將人的需求分成五個層次，受其啟發， 將其演化到通信需求層面， 提出一種層次化的通信需求模型， 分為五個等級：必要通信、普遍通信、信息消費、感官外延、解放自 我，如圖 1 所示。該模型中，通信需求和通信系統構成了螺旋上升的 循環關系：需求的出現刺激了通信技術和通信系統的發展，而通信系 統的完善將通信需求推向更高的層次，最終實現人類的解放，實現人 類智能化的終極追求1。 圖 1. 新通信馬斯洛需求模型 依據新通信馬斯洛需求模型，低級需求被滿足后

9、，高級需求將自 然出現。 “4G 改變生活，5G 改變社會”印證了人們從未停止對更高 5 性能的移動通信能力和更美好生活的追求。4G 時代是數據業務爆發 性增長的時代，隨著智能手機的普及和消費互聯網的發展，從衣食住 行到醫、教、娛樂，人類的日常生活實現了極大的便利。5G 將開啟 一個萬物互聯的新時代，它將實現人與人、人與物、物與物的全面互 聯，滲透各行各業，讓整個社會煥發前所未有的活力。未來，隨著 5G 應用的快速滲透、科學技術的新突破、新技術與通信技術的深度 融合，必將衍生出更高層次的新需求，如果說 5G 時代可以實現信息 的泛在可取，6G 應在 5G 基礎上全面支持整個世界的數字化，并結

10、合人工智能等技術的發展， 實現智慧的泛在可取、 全面賦能萬事萬物。 在未來 2030 年及以后的時代，整個世界將基于物理世界生成一 個數字化的孿生虛擬世界，物理世界的人和人、人和物、物和物之間 可通過數字化世界來傳遞信息與智能。 孿生虛擬世界則是物理世界的 模擬和預測，它精確地反映和預測物理世界的真實狀態，幫助人類更 進一步地解放自我，提升生命和生活的質量，提升整個社會生產和治 理的效率，實現“數創世界新，智通萬物靈”的美好愿景。 圖 2. 數字孿生 6 3.2 應用場景應用場景 圍繞總體愿景，未來移動通信網絡將在智享生活、智賦生產、智 煥社會三個方面催生全新的應用場景，如圖 3 所示。 圖

11、3. 2030+典型應用場景 3.2.1 智享生活智享生活 移動通信服務能力關乎人類福祉。在面向 2030+的移動通信系統 中，通感互聯網、孿生體域網、智能交互等將充分利用腦機交互、 AI、全息通信、分子通信等新興技術，塑造高效學習、便捷購物、協 同辦公、健康生命等生活新形態。 通感互聯網通感互聯網 目前，移動通信網絡實現信息交互的主要載體從簡單的語音、圖 片，發展為能傳遞視聽感受的視頻、電子圖書等，要想通過“感覺” 的進一步延展更好地認識世界、解放自我，實現多維“感覺”互通與 情感交流，必須依賴于移動通信的進一步發展。 7 通感互聯網是一種聯動多維感官實現感覺互通的體驗傳輸網絡。 通過互聯基

12、礎設施，人們可以充分調動視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味 覺乃至情感并實現這些重要感覺的遠程傳輸與交互。無論身處何處， 都可以獲得音樂彈奏、美術、運動等技能在真實環境的沉浸式體驗， 可以感受到真實、不消耗實物的美食、護膚試用體驗，可以獲得精準 操控平臺硬件設施的云端協同辦公體驗。 圖 4. 通感互聯網 孿生體域網孿生體域網 在體域網應用方面，5G 主要實現人體的健康監測以及疾病的初 級預防等功能。隨著分子通信理論和納米材料、傳感器等關鍵技術的 突破性進展，面向 2030+的體域網將進一步實現人體的數字化和醫療 的智能化。 孿生體域網應運而生，通過對現實世界人體的數字重構，孿生體 域網將構造出虛擬世界

13、個性化的“數字人” 。通過對“數字人”的健 康監測和管理，可實現人體生命體征全方位精準監測、靶向治療、病 理研究和重疾風險預測等，為人類健康生活提供保障。 8 圖 5.孿生體域網 智能交互智能交互 智能交互是智能體（包括人與物）之間產生的智慧交互?，F有的 智能體交互大多是被動的，依賴于需求的輸入，比如人與智慧家居、 的語音和視覺交互。 隨著 AI 在各領域的全面滲透與深度融合，面向 2030+的智能體 將被賦予更為智慧的情境感知、自主認知能力，實現情感判斷及反饋 智能， 可產生主動的智慧交互行為， 在學習能力共享、 生活技能復制、 兒童心智成長、老齡群體陪護等方面大有作為。 圖 6.智能交互

14、9 3.2.2 智賦生智賦生產產 智賦生產是面向 2030+的生產概念，通過應用新興信息技術為現 有農業生產、 工業生產深度賦能， 可為生產的健康發展增添強勁動力， 進而促進數字經濟的迅猛發展。 圖 7. 智賦生產 隨著 5G 的應用，生產業通過信息化、網聯化，將初步實現生產 的智慧化。例如無人機等智能設備應用于農業生產，解放人類雙手； 機器人、VR 等設備也初步應用于制造業中，輔助人類工作，并提高 信息獲取率和制造效率。隨著新技術的進一步發展，未來生產業必將 與數字孿生等更多技術融合發展，走向智賦生產的美好愿景。 智賦農業智賦農業 智賦生產將極大解放農業勞作，提高全要素生產率。融合陸基、 空

15、基、天基和?；摹胺涸诟采w”網絡將進一步解放生產場地，未來 信息化的生產場地將不限于地面等常見區域， 還可以進一步擴展到水 下、太空等場地；數字孿生技術可預先進行農業生產過程模擬推演， 對負面因素提前應對，進一步提高農業生產能力與利用效率；同時， 10 運用信息化手段緊密聯接城市消費需求與農產品供給， 可為農業產品 流注入極大活力，推進智慧農業生態圈建設；大數據、物聯網、云計 算等技術將支撐更大規模的無人機、機器人、環境監測傳感器等智能 設備，實現人與物、物與物的全聯接，在種植業、林業、畜牧業、漁 業等領域大顯身手。 智賦工業智賦工業 對于工業生產而言，智賦生產意味著工業化與信息化深度融合。

16、數字孿生技術與工業生產結合， 不僅起到預測工業生產發展因素的作 用，還可以使實驗室中的生產研究借助數字域進行，進一步提高生產 創新力。 越來越多的智慧工廠將集成人、 機、 物協同的智慧制造模式， 智慧機器人將代替人類和現有的機器人成為敏捷制造的主力軍， 工業 制造更趨于自驅化、智能化。納米技術的發展將為工業生產各環節的 監測和檢測過程提供全新方式， 納米機器人等可以成為產品的一部分， 對產品進行全生命周期的監控。工業生產、儲存和銷售方案將得以基 于市場數據的實時動態分析，有效保障工業生產利益最大化。 3.2.3 智煥社會智煥社會 移動通信網絡是構建智慧社會的重要基礎設施。面向 2030+，移

17、動通信網絡是一個融合陸基、空基、天基和?；摹胺涸诟采w”通信 網絡，不僅能極大提升網絡性能以支撐基礎設施智能化，更能極大延 展公共服務覆蓋面、縮小不同地區的數字鴻溝，切實提升社會治理精 細化水平，從而為構建智慧泛在的美好社會打下堅實基礎。 11 “泛在覆蓋泛在覆蓋”助力基礎設施智能化：超能交通助力基礎設施智能化：超能交通 在當前時代，5G 賦能交通運輸業，使交通運輸初步實現網聯化， 并開始走向智慧化， 輔助駕駛、 遠程駕駛和自動駕駛將提升交通安全， 提高出行效率。在 2030+時代，交通運輸將不限于當前交通模態下的 智慧演進，也將描繪出多模態互聯交通運輸的美好愿景。 在 2030+網絡的助力下

18、，無論身處都市、深山亦或高空，人們都 將體驗到優質網絡性能及其帶來的智慧服務。例如：超能交通將在交 通體驗、交通出行、交通環境等方面大放異彩。全自動無人駕駛將大 行其道，進一步模糊移動辦公、家庭互聯、娛樂生活之間的差異，開 啟人類的互聯美好生活。通過有序運作“海-陸-空-太空”多模態交通 工具，人們將真正享受到按需定制的立體交通服務。新型特制基站同 時覆蓋各空間維度的用戶、 城市上空無人機等， 使得無人機路況巡檢、 超高精度定位等多維合作護航成為可能， 為人類塑造可信安全的交通 環境。 圖 8. 超能交通 12 “泛在覆蓋泛在覆蓋”促進公共服務普惠化：精準醫療、普智教育、促進公共服務普惠化：精

19、準醫療、普智教育、 虛擬暢游虛擬暢游 基于 5G 的高速率、大連接、高可靠、低時延等特性，5G 網絡 開始提供智慧醫療、遠程教育等一系列公共服務，初步改善了城市與 鄉村醫療資源覆蓋不均衡的現象， 促進了優質教育資源的共享。 然而， 為全面實現 2030+公共服務的普惠化， 達到 “解放自我” 的終極目標， 需要利用“泛在覆蓋”通信網絡補盲和延伸地面網絡特性，滿足偏遠 地區或地理隔離區域（如海島、民航客機、遠洋船舶）的網絡覆蓋需 求，全面推動教育、醫療、文化旅游等公共服務的發展。 在基于“泛在覆蓋”的 6G 網絡中，精準醫療將進一步延伸其應 用區域，幫助更廣域范圍的人們構建起與之相應的個性化“數

20、字人” ， 并在人類的重大疾病風險預測、早期篩查、靶向治療等方面發揮重要 作用，實現醫療健康服務由“以治療為主”向“以預防為主”的轉化。 利用全息通信技術與網絡中泛在的 AI 算力， 6G 時代的普智教育不僅 能夠實現多人遠距離實時交互授課， 還可以實現一對一智能化因材施 教；數字孿生技術將實現教育方式的個性化和教育手段的智慧化，它 可以結合每個個體的特點和差異，實現教育的定制化。 “泛在覆蓋” 通信網絡還將結合文化旅游產業發力增效， 通過全方位覆蓋的全息信 息交互，人們可以隨時隨地共同沉浸到虛擬世界，可入云端觀險峰， 可入五洋覽湍流。 13 圖 9. 公共服務普惠化 “泛在覆蓋泛在覆蓋”推動

21、社會治理精細化推動社會治理精細化：即時搶險即時搶險、 “無人區無人區”探探 測測 5G 與 IoT 技術的結合，可以支持諸如熱點區域安全監控和智慧 城市管理等社會治理服務。到 2030+， “泛在覆蓋”將成為網絡的主 要形式，完成在深山、深海、沙漠等“無人區”的網絡部署，實現空 天地海全域覆蓋，推動社會治理便捷化、精細化與智能化。 依托其覆蓋范圍廣、靈活部署、超低功耗、超高精度和不易受地 面災害影響等特點， “泛在覆蓋”通信網絡在即時搶險、 “無人區”探 測等社會治理領域應用前景廣闊。例如通過“泛在覆蓋”和“數字孿 生”技術實現“虛擬數字大樓”的構建，可迅速制定出火災等災害發 生時的最佳救災和

22、人員逃生方案；通過“無人區”的實時探測，可以 實現諸如臺風預警、洪水預警和沙塵暴預警等功能，提前為災害防范 預留時間。 14 圖 10. 社會治理精細化 42030+網絡性能指標需求網絡性能指標需求 結合上述面向 2030+的全新應用場景的預測和相應的業務模式 的分析，可以推演出各個場景下的網絡性能指標需求。例如，全息通 信中，一張全息照片大小為 78GByte，折合 5664Gbit，如果視頻也 是同樣清晰度，考慮 30 幀/秒，折算速率需求為 1.681.92Tbps，達到 Tbps 量級2；5G 定義的 ITU 指標僅支持下行 20Gbps，上行 10Gbps 的峰值速率。超能交通場景下

23、，飛機等承載的終端移動速度將超過 1000km/h， 需滿足超高移速下的超高安全性和超高精度定位需求； 5G 定義的 ITU 指標僅支持 500km/h 的移動速度，對安全和定位精度沒 有定義。諸如此類，對于 2030+的應用場景帶來的指標需求，僅依靠 5G 現有的網絡和技術是難以實現的。 因此，一方面需要推動 5G 技術的演進發展，在現有 5G 能力指 標基礎上，盡可能提升關鍵性能指標需求；另一方面需要未來的 6G 網絡提供比 5G 更全面的性能指標，如超低時延抖動、超高安全、立 15 體覆蓋、超高定位精度等。 未來網絡的需求必將帶來新技術的突破， 潛在使能技術的研究迫 在眉睫，如全頻段接入

24、、新型編碼技術、超大規模天線、太赫茲和可 見光通信、電磁波新維度以及空天地一體化網絡3-9等。依賴于上述 及其他潛在使能技術，未來的網絡能力將得到極大提升，從而可以為 用戶提供更加豐富的業務和應用。圖 11 列出了不同應用場景下的網 絡性能指標需求和潛在使能技術。 圖 11. 2030+網絡性能指標需求及潛在技術 52030+網絡特征構想網絡特征構想 結合未來愿景和技術發展趨勢，面向 2030+的網絡在提升空口能 力的基礎上，還將具備如下特征：一是按需服務的網絡，可以使用戶 按需獲得網絡服務和極致網絡性能體驗； 二是支持即插即用的至簡網 絡；三是按需擴展、自治、自演進的柔性網絡；四是智慧內生；

25、五是 安全內生。智慧內生保障了網絡的極簡、柔性、感知能力，安全內生 則讓網絡有更強大的免疫能力?；谶@些特征，6G 網絡將能滿足 2030+社會發展的全新需求，并實現“6G 創新世界”的宏偉目標。 16 圖 12. 2030+網絡特征構想 5.1 按需服務按需服務的的網絡網絡 面向未來 2030+的應用，網絡除提供極致的性能體驗之外，還需 構建按需服務的網絡。按需服務網絡旨在滿足用戶個性化需求，為用 戶提供極致性能服務。隨著新技術的不斷突破與發展， “數字孿生” 世界將催生更多新業務、新場景，用戶需求趨于多元化和個性化。在 面向 2030+的移動通信系統中，按需服務網絡將提供動態的、極細粒 度

26、的服務能力供給，用戶可根據自身需求獲得相應的服務種類、服務 等級以及不同服務的自由組合等。此外，當用戶需求發生改變時，按 需服務網絡可無縫切換服務方式和內容， 實現網絡服務能力與用戶需 求的實時精準匹配，為用戶帶來極致無差異化的性能體驗。 17 圖 13. 按需服務網絡 5.2 至簡至簡網絡網絡 至簡網絡是未來網絡架構演進的重要方向。 隨著網絡規模的不斷 擴展和復雜度的與日俱增，須對蜂窩網絡架構進行革新和極簡易化， 實現“能力至強，結構至簡” 。自然界中螞蟻窩的體積相對單只螞蟻 的比例極大， 他們卻能夠在不斷構建擴展蟻窩規模時保障蟻群的高效 分工和蟻窩的連通，由此啟發我們從仿生學角度去思考未來

27、 6G 網絡 的結構如何設計。移動通信在網絡覆蓋上啟發自蜂窩，在未來架構演 進上或許可以從蟻巢等獲得靈感，進一步實現網絡的四通八達，信息 的快速傳遞，還可以按照用戶需要自然生長、自動演進。 18 圖 14. 至簡網絡 5.3 柔性網絡柔性網絡 柔性網絡將使能網絡按需擴展并實現網絡功能的自我演進， 實現 “按需伸縮，自主進化” 。傳統網絡是按照所支持的最大容量進行設 計和規劃， 而用戶需求和網絡負荷則由于用戶移動帶來的潮汐效應而 動態變化。因此，網絡性能無法適應業務需求和負荷的變化。面向 2030 的網絡需要考慮幾個設計手段：全軟件定義的端到端網絡、網 絡協議的前向兼容性設計、去小區的網絡結構，

28、以用戶為中心實現網 絡自治與自演進。 圖 15. 柔性網絡 19 5.4 智慧內生智慧內生 智慧內生將實現 AI 能力的全網滲透，實現“網絡無所不達，算 力無處不在，智能無處不及” 。通過網絡與計算深度融合形成的基礎 設施， 為 AI 提供無處不在的算力， 從而實現無所不及的泛在智能10。 基于智慧內生的網絡結合網絡自動化、AI 及大數據能力，實現 Zero Touch 運營運維。智慧內生網絡還可以通過自聚焦的方式，有效滿足 不斷出現的新需求， 使能資源管理的智慧決策， 降低成本并提高效率， 實現數字轉型11。 圖 16. 智慧內生 5.5 安全內生安全內生 安全內生的網絡實時監控安全狀態并預

29、判潛在風險， 抵御攻擊與 預測危險相結合，從而實現智能化的內生安全，即“風險預判，主動 免疫” 。智能共識，通過聯網的智能主體間的交互和協同形成共識， 并基于共識來排除干擾，為信息和數據提供高安全等級。智能防御， 基于 AI 和大數據技術，精準部署安全功能并優化安全策略，實現主 20 動的縱深安全防御。 可信增強， 使用可信計算技術， 為網絡基礎設施、 軟件等提供主動免疫功能，增強基礎平臺的安全水平。泛在協同，通 過端、邊、管、云的泛在協同，準確感知整個系統安全態勢、敏捷處 置安全風險。網絡將實現由互聯網安全向網絡空間安全的全面升級。 圖 17.安全內生 21 6結束語結束語 信息通信技術的快

30、速發展加速了整個社會的信息化和數字化， 推 動著人類社會走向虛擬與現實相結合的數字孿生世界。 “創新、協調、 綠色、 開放、 共享” 是整個信息通信行業發展的必由之路。 面向 2030+ 的社會發展，新的應用場景將層出不窮，如孿生體域網、超能交通、 智能交互、通感互聯網等，它們對未來移動通信網絡的性能指標提出 了更高的要求，包括超高峰值速率、超低時延抖動、三維覆蓋、超精 定位等，同時對網絡的服務形式、部署與發展等都提出更高的要求， 按需服務網絡、至簡網絡、柔性網絡、智慧內生、安全內生等將成為 未來網絡的基本特征，通過智享生活、智賦生產和智煥社會，共同實 現“數字孿生”的美好世界。 目前，面向

31、2030+的移動通信系統的愿景與發展需求還處于探索 階段，業界并未得到統一的定義。預計未來幾年，世界各國將在技術 路線和發展愿景上逐漸達成共識。踐行“創新驅動發展”的 理念，將持續加大基礎研發投入，從新材料、新需求、新理論、新技 術等維度出發，構建產、學、研協同創新平臺，共謀移動通信行業的 可持續發展，共同實現“6G 創新世界”的偉大夢想！ 22 參考文獻參考文獻 1 李正茂. 通信 4.0：重新發明通信網M. 中信出版社: 北京, 2016: 36-48. 2 E. C. Strinati et al., “6G: The Next Frontier: From Holographic Me

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