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《中国移动：2024年6G通感算智融合技术体系白皮书（1.0）（53页）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中国移动：2024年6G通感算智融合技术体系白皮书（1.0）（53页）.pdf（53页珍藏版）》请在本站上搜索。 1、6G6G 通感算智融合技术体系通感算智融合技术体系白皮书白皮书 1.01.0（20242024 年）年）编制单位编制单位：中国移动中国移动通信集团有限公司通信集团有限公司、中中关村泛联移动通信技术创新应用研究院关村泛联移动通信技术创新应用研究院、中中信科移动通信技术股份有限公司信科移动通信技术股份有限公司、中兴通讯中兴通讯股份有限公司股份有限公司、上海诺基亚贝尔股份有限公上海诺基亚贝尔股份有限公司司、维沃移动通信有限公司维沃移动通信有限公司、OPPOOPPO广东移动广东移动通信有限公司、中国南方电网有限责任公通信有限公司、中国南方电网有限责任公司司、中国中车集团有限公司中国中车集团有限公司、中2、国铁路通信中国铁路通信信号集团有限公司信号集团有限公司前前言言本白皮书旨在提出针对 6G 驱动力、典型场景与技术需求、设计目标与原则、端到端技术体系等方面的思考，希望能够为产业在 6G网络架构设计及关键技术布局时提供参考和指引。本白皮书的版权归中国移动及未来产业合作伙伴所有，未经授权，任何单位或个人不得复制或拷贝本建议之部分或全部内容。6G 技术体系白皮书（2024）目目录录1、6G 的驱动力.11.1 新业务和新场景的驱动.11.2 超大带宽与新频谱需求.11.3 通感算智技术融合趋势.21.4 5G 网络面临问题与挑战.32、典型场景与需求.52.1 6G 愿景与需求.52.2 国内共识.3、52.3 国际共识.52.3.1 典型场景.62.3.2 技术需求.63、行业技术扫描.83.1 国际 6G 技术研发情况.83.2 国内 6G 技术研发情况.94、6G 的整体定位和宏观认识.114.1 设计目标.114.2 技术特征.124.3 设计原则.134.3.1 架构设计原则.134.3.2 空口设计原则.154.4 技术框架.164.4.1 使能关键技术.164.4.2 技术选择过程.195、重点布局方向.205.1 网络架构领域.205.1.1 新型网络架构.205.1.2 内生安全.295.1.3 空天地一体.315.1.4 网络数字孪生.335.2 无线组网领域.355.24、.1 多维异构组网.355.2.2 网络协作通感.385.3 无线通信领域.396G 技术体系白皮书（2024）5.3.1 智能空口.395.3.2 E-MIMO.405.3.3 智能超表面.415.3.4 新型物联与多址.416、总结及展望.43单位简称对应表.44参考文献.456G 技术体系白皮书（2024）11 1、6G6G 的的驱动力驱动力1.11.1 新业务和新场景新业务和新场景的驱动的驱动“数字孪生、智慧泛在”成为未来社会发展的愿景，由此将催生出更多与移动通信密切相关的全新应用场景，包括全息交互、感知互联、智能交互、数字孪生人等。从这些业务和应用场景的需求可以看出，未来网络的设计需5、要考虑如下需求1,2：业务与应用的需求更加多样化和碎片化；网络覆盖需要更加立体，以满足不同场景间的无缝切换和业务连续性；交互形式与内容更加多样化，用户需要获得更加沉浸式的体验；业务趋向定制化和个性化，需要端到端网络具备按需灵活编排与配置的能力，支持个性化的业务定制；通信、计算、感知、大数据、AI和安全等需要进行一体融合设计，更高效和灵活地支持不同场景对各种能力的要求。如上可以看出，新业务与新场景需求是新业务与新场景需求是 5G5G及演进及演进网络无法网络无法全部满足的全部满足的，因此，因此需需要要6G6G网络进行变革性的设计网络进行变革性的设计，支持按需服务、内生AI、内生安全、全域覆盖及极致6、性能3-6。ITU-R将 6G的典型应用场景从 5G的增强移动宽带、超可靠低时延通信、海量机器类通信三大场景拓展到沉浸式通信、超大规模连接、极高可靠低时延、人工智能与通信的融合、感知与通信的融合、泛在连接六大场景，并对 6G网络的十五项关键能力提出了新的要求7。不管是从典型应用场景还是关键能力指标来看，6G网络都超越了传统通信网络的范畴，将实现通信、感知、计算、人工智能、大数据和安全等多要素的一体融合。1.21.2 超大带宽与新频谱需求超大带宽与新频谱需求面向未来网络，面向未来网络，业务量的增长及业务量的增长及极致用户极致用户体验需要超大带宽体验需要超大带宽资源资源。为支持 6G沉浸式体验、全7、息通信等新业务场景的百Gbps峰值速率及Gbps级用户体验速率，同时满足较5G网络 2-3 倍频谱效率提升、亚毫秒级空口时延等性能需求，未来网络需要超大带宽的支持。例如，随着XR业务不断向沉浸式、实时交互等方向发展，用户体验速率需支持Gbps级，且对上行数据速率也提出更高要求；全息通信将实现人、物及周边环境的三维动态交互通信，用户体验速率可达几十Gbps，传输动态全息图包含的大量数据所需的峰值速6G 技术体系白皮书（2024）2率可达Tbps量级，空口时延小于亚ms级等。IMT-2030 频谱组的分析表明，结合新业务和新场景类型，折算 6G频谱的带宽需求约为：6GHz以下的室外宏覆盖，需要带宽8、 1.87GHz；7-86GHz的室外热点覆盖，需要带宽 19.65GHz；太赫兹以下的室内热点覆盖，需要带宽36.37GHz8。现网已分配频谱现网已分配频谱无法无法满足满足未来网络新业务和新场景未来网络新业务和新场景的的超超大带宽需求大带宽需求。结合中国移动现网频段与使用情况分析，即使将 2/3/4G现网频谱的 225MHz全部重耕，仍无法满足新业务和新场景的超大带宽需求，且全球低中频段未分配频谱难以形成连续大带宽资源。为兼顾广覆盖与大容量需求，可考虑使用能提供 400MHz及以上连续带宽的 6GHz（5925-7125MHz）作为主力覆盖频段，并同步做好与卫星频段干扰协调。目前，工业和信息9、化部发布的新版中华人民共和国无线电频率划分规定已将 6GHz的上半段（6425-7125MHz）的全部或部分频段用于IMT（国际移动通信，含 5G/6G）系统，这一决定在全球范围内率先实施，旨在为中频段提供大带宽优质资源，以满足 5G或未来 6G系统的部署需求，并发挥现有中频段 5G全球产业的优势9。6G6G可可面向面向更高频段开辟新频谱更高频段开辟新频谱以获取超大带宽以获取超大带宽，如如毫米波毫米波、太赫兹和太赫兹和光谱光谱（包含可包含可见光、红外）等。见光、红外）等。太赫兹通常指频段 0.110THz（波长为 303000m）的电磁波，有约 10THz候选频谱；可见光通常指频段 3807910、0THz（波长约为 380790nm）的电磁波，有约 400THz候选频谱；红外光通常指波长为 750nm-3000nm的电磁波。太赫兹和光谱都具有超大带宽特点，易于实现超高速率通信，但空间传输损耗很大，仅适用于在局域和短距离通信等特定场景中提供大容量和高速率传输10。因此，高频段可以作为中低频道的补充使用，比如Sub-7GHz及以下的低中频段资源提供网络主力覆盖，毫米波、太赫兹与可见光等高频段按需开启，在局域和短距离通信场景中作为容量提升和覆盖扩展的补充。1.31.3 通感算智技术融合趋势通感算智技术融合趋势6G是通信、感知、计算、AI、大数据、安全等技术深度融合，空天地一体全域覆盖的新一代11、移动通信网络，呈现出极强的跨学科、跨领域发展特征。通感互联要求网络架构支持将通信能力与感知能力融合提供通感互联要求网络架构支持将通信能力与感知能力融合提供，拓展传统通信能力的拓展传统通信能力的维度维度。感知能力是 6G网络除传统通信能力之外的一项全新能力，6G基站能够对覆盖区域的目标进行状态监测，同时还可能对天气、自然环境状态、城市立体构造等实时测量感知；终端将升级成为可以对人、物以及其他终端进行动作、状态感知的智能设备。通感一体将赋予 6G网络对物理世界实时感知的能力，在网络和算力的共同支持下对感知目标进行实时信息采集和处理分析。6G 技术体系白皮书（2024）3通感网络数据量的急剧膨胀通感12、网络数据量的急剧膨胀,要求网络具有高计算效率要求网络具有高计算效率、强隐私保护强隐私保护、快实时性等快实时性等计算特征计算特征,即具有坚实的算力底座即具有坚实的算力底座。通信能力与计算能力融合一体，要求以移动网络能力及基础设施为基础，并基于网络架构与算力资源共同组成的开放式、服务化的算网基础设施，实现从传统的面向用户的连接控制，到面向计算任务的算网一体融合控制、高性能计算执行。AIAI技术将成为技术将成为 6G6G网络的内生能力，网络的内生能力，从而助力从而助力 6G6G网络适配更多应用场景网络适配更多应用场景。因此，AI技术对 6G网络的支持能力和演进能力也提出严苛的要求，应用于未来网络中的13、AI技术必须具备自身演化能力和较高程度的自我优化能力。安全可信安全可信护航护航 6G6G成为数字化的基座，与行业深度融合，成为数字化的基座，与行业深度融合，对对安全可信安全可信提出了提出了更高的更高的要求要求。应从基础设施、信息网络、数字内容等层次加强通信网络安全能力，深入到终端、网元、组网方面，防患未然，构筑安全可信的网络空间。1.41.4 5G5G 网络网络面临问题与挑战面临问题与挑战为解决碎片化场景问题，5G已经开始尝试拓展网络能力，例如,为不同行业客户单独打造“优专尊”服务，通过边缘计算（MEC）等方式提供AI、计算、数据等网络能力，但 5G网络仍面临业务适应能力差、资源利用率低、网络14、功耗高、运维复杂低效、服务化设计不够彻底等问题与挑战。业务适应能力差业务适应能力差5G5G网络产品形态难以满足网络产品形态难以满足行业行业客户定制化需求客户定制化需求。面向万物互联的发展愿景，5G网络定义了eMBB、uRLLC、mMTC三类应用场景，同时引入了移动边缘计算和网络切片等新特征，以适配差异化和碎片化的行业应用需求。但实际上，行业应用场景对网络能力的要求往往超越了传统通信的范畴，用户希望从 5G网络按需获得高精度定位、大数据、计算和AI等能力，但传统的面向 2C的单一 5G网络产品形态，难以满足面向 2B的行业客户定制化需求，解决方案提供商需要针对行业客户个性化需求进行定制化的产品开15、发，存在研发周期长、成本高、业务保证能力弱等问题。资源利用率低资源利用率低5G5G网络设备通常都按照满容量配置网络设备通常都按照满容量配置，导致硬件处理能力的闲置导致硬件处理能力的闲置。在 5G网络建设中，无线网的成本约占整个网络成本的 70%以上，核心网的成本占比则不到 20%。核心网以集中化的方式部署，其能力根据用户需求来配置。无线网络的覆盖扩展是以基站为单位进行，并通过多个基站的组网实现全网的覆盖，但每个基站的配置一般都是按照网络规划所需的最大能力进行软硬件配置，导致网络建设成本高。对于移动通信网络，每个基站的业务负荷是随着时间动态变化的，呈现出明显的“潮汐效应”，基站间的负载存在6G 16、技术体系白皮书（2024）4显著差异，20%的基站是重载的，而 80%的基站是轻载的，导致网络资源利用率低。网络网络功耗高功耗高能耗是能耗是网络网络设计需要关注的重点设计需要关注的重点。5G引入了大带宽（如 2.6GHz的 5G部署带宽为160MHz）和大规模天线技术，导致 5G网络的绝对能耗大幅度提升，尽管单个基站的数据传输能力的显著提升带来单比特能耗大幅度下降，但绝对能耗的增加成为 5G网络运营的重要挑战。针对这一问题，业界提出了多种基站节能解决方案，包括使用更高工艺降低芯片成本，对业务负载进行预测以利用AI算法自动生成节能策略，实现小区关断、载波关断、射频通道关断和符号关断等，可带来整网17、约 15%能耗的降低。但每种节能策略都有其特定的应用场景，且对网络质量带来不同程度的影响，一定程度上限制了 5G网络的节能效果。运维复杂低效运维复杂低效目前的网络管理和运维效率仍然较低目前的网络管理和运维效率仍然较低。5G网络的运维复杂性来自多个方面，包括基站的大规模部署、5G与 4G/3G系统的互操作、5G与 4G网络的动态频谱共享、数百个参数的配置、基于SDN/NFV的核心网、网络切片、垂直行业多样化业务需求等。运营商已使用AI和大数据来支持智能网络运营，然而AI与实际问题相结合的能力仍有很大的提升空间，其原因主要包括 5G网络中的AI能力主要以外挂式、嫁接式引入网络，单一的AI技术无法满18、足网络的多样化需求，流程编排难度大，运维人员需要人工编码开发不同场景的AI应用，耗时耗力。此外，由于网络缺乏系统的、智能化的数据采集能力，以及现有网络设备的开放性限制，网络中的数据难以有效共享，AI用例的应用效果难以达到预期，且仅能应用于非实时的场景，导致AI的处理能力大打折扣。服务化设计不够彻底服务化设计不够彻底以服务化架构（SBA：Service-based Architecture）为代表的 5G架构已全面走向商用，5G架构的创新性变革，被公认是具有前瞻性和必要性的，为 5G能够高效的响应千行百业个性化需求提供了有利的基础架构支撑。但是随着商用部署的不断深入，也呈现呈现出出服务化服务化机19、制尚未普及到所有网元机制尚未普及到所有网元的的问题问题。服务化架构设计通过优化网元的结构，使其具备更加灵活、高效、简洁的服务，为后续敏捷迭代、灵活组合提供便利，但也带来一些挑战：一方面，原子化服务需要优化，受到兼容 2G-4G网络互操作的影响，部分服务尚存耦合性，导致新特性、新服务的加入会波及已有服务；另一方面，服务化机制尚未普及到所有网元，致使此类网元仍被传统接口绑定，不利于敏捷网络目标的实现。6G 技术体系白皮书（2024）52 2、典型场景与需求、典型场景与需求2.12.1 6G6G 愿景与需求愿景与需求2019 年 5 月，在国际电子与电气工程师协会（IEEE）举办的国际通信大会（IC20、C）上，“感知泛在感知泛在、智能泛在智能泛在、数字孪生数字孪生”为特征的通信 4.0 理念被首次提出首次提出，为业界开展 6G研究提供了重要方向。2019 年 11 月，全球合作伙伴大会上发布的2030+愿景与需求报告1，是全球全球首首个个系统性的 6G愿景和需求白皮书。报告指出，未来 6G网络的总体愿景是“数字孪生数字孪生，智慧泛在智慧泛在”，围绕 6G总体愿景，未来网络将在智享生活、智赋生产、智焕社会三个方面催生全新的应用场景，如孪生体域网、超能交通、智能交互、通感互联网等，将对未来移动通信网络的性能指标提出更高要求，包括超高峰值速率、超低时延抖动、立体覆盖、超高精度定位等。此外，报告提出21、需要在在 6G6G中定义新的能力维度中定义新的能力维度，如感知、计算、AI等，这一观点已得到业界的广泛关注和认可。2020 年 9 月，业界首篇关于 6G愿景与需求的论文3对 6G网络的性能指标进行了初步理论推导，并指出 6G网络的五大技术特征：按需服务网络、至简网络、柔性网络、智慧内生和安全内生。2020 年 11 月，2030+愿景与需求白皮书第二版2发布，该白皮书在 2019 年发布的第一版的基础上，分析了下一代移动通信系统的三大驱动力，提出“6G6G重塑世界重塑世界”的宏伟目标，进一步分析了6G网络的性能指标需求。2.22.2 国内共识国内共识2021 年 6 月，IMT-2030（622、G）需求组发布 6G 总体愿景与潜在关键技术 白皮书5，白皮书提出的 6G 总体愿景“万物智联万物智联，数字孪生数字孪生”。2022 年 7 月，IMT-2030（6G）需求组接续发布6G 典型场景和关键能力白皮书6，提出“感知泛在、智能泛在”技术理念及 6G 需求指标建议等，积极推动通信感知融合和普惠智能服务两大应用场景，以及峰值速率、用户体验速率、感知相关能力、AI 相关能力等关键能力指标形成技术共识。2.32.3 国际共识国际共识2023 年 6 月，国际电信联盟（ITU-R）如期完成了IMT面向 2030 及未来发展的框架和总体目标建议书7，全面描绘了 6G目标与趋势，提出了 6G的典23、型场景及能力指6G 技术体系白皮书（2024）6标体系，是6G领域的重要里程碑，标志着6G研究进入标准化前的关键阶段。我国IMT-2030（6G）推进组建议的 5 个 6G典型场景、14 个关键能力等被纳入该建议书。2.3.12.3.1 典型场景典型场景6G将 5G三大典型场景（eMBB：增强移动宽带,uRLLC：超可靠低时延通信,mMTC：海量机器类通信）的基础上进一步增强和拓展为六大场景，包括三类：性能沉浸化：性能沉浸化：沉浸式通信、超大规模连接、极高可靠低时延；要素融合化：要素融合化：AI与通信、感知与通信的融合；覆盖全域化：覆盖全域化：泛在连接。图 2-1 6G 六大典型场景2.3.224、2.3.2 技术需求技术需求6G 将在 5G 九大传统关键能力的基础上进一步提升和拓展，共定义了十五大关键能力，包括两类：九个九个 5G5G 能力的增强：能力的增强：峰值速率、用户体验速率、频谱效率、区域流量密度、连接数密度、移动性、时延、可靠性、安全/隐私/弹性；六个六个 6G6G 的新能力的新能力：感知相关指标、AI 相关指标、可持续性、覆盖、定位精度、互操作。6G 技术体系白皮书（2024）7图 2-26G 十五大关键能力可以看出，业界对 6G性能需求指标的具体数值还未全部达成共识，后续将基于 IMT面向 2030 及未来发展的框架和总体目标建议书，进一步制定面向 6G候选技术评估的最小25、性能需求指标，并作为衡量 6G候选技术能否正式成为ITU 6G标准的尺子。例如，通过集中式超大规模MIMO、分布式超大规模MIMO、智能超表面等技术，可进一步提升用户体验速率、平均谱效和边缘谱效；通过增加传输流数、调制阶数等方式，可进一步提升峰值谱效；通过拓展更大带宽，可进一步提升峰值速率等。中国移动结合技术需求和候选技术的分析，提炼出面向 6G候选技术评估的最小性能需求指标4，如图 2-3 所示。图 2-3 6G 最小性能指标需求6G 技术体系白皮书（2024）8综上所述，6G6G将超越传统的通信范畴将超越传统的通信范畴，提供通提供通信信、感感知知、计计算算、AIAI、大数据大数据、安安全全26、等等一体融合的多维能力服务体系一体融合的多维能力服务体系，实现从移动通信实现从移动通信网络网络向移动信息向移动信息网络网络的重大转变的重大转变。面向 6G六大典型场景的差异化和个性化需求，传统的单一通信连接能力已无法完全满足，多维能力的一体融合成为 6G发展的重要趋势，这将为 6G技术研发、标准定义、产品研制和应用生态等带来全新挑战。面向未来网络，6G将成为聚合相关业务能力的“服务化平台”，实现“按需服务”的新范式，为用户提供定制化的移动信息服务（包括信息的采集、存储、传输、处理和应用等）。3 3、行业技术扫描、行业技术扫描全球主要经济体正加快 6G 技术研发，提出各自的技术演进路线图。国外国27、外 6G6G 研究的研究的主要方向主要方向包括新型网络架构、云化开放无线网络、分布式大规模天线、通感算一体、空天地一体、智慧内生、安全内生等。各国政府、企业、学术界正投入巨资，建设 6G 开放实验平台和可共享的基础设施环境，以更好地开展 6G 协同创新和试验验证。我国我国自自20182018 年开始布局年开始布局 6G6G 研发，总体与全球发达国家同处第一梯队。一方面研发，总体与全球发达国家同处第一梯队。一方面，我国在 5G 的标准、产品、商用规模和应用方面实现了引领，5G 发展的经验也为 6G 网络发展趋势、愿景和需求的定义打下坚实的基础。另一方面另一方面，通过产学研用的协同，我国在大规模天28、线、网络架构、智能化网络、通信与感知一体化、电磁超材料、光子学太赫兹等技术方向形成了一定的领先优势，但基础通信理论、原创技术方面长期积累不足，核心芯片、元器件、高端仪器仪表、操作系统和软件等方面亟待加强攻坚。3.13.1 国际国际 6G6G 技术研发情况技术研发情况国际行业组织国际行业组织接连发布6G行动纲领，标志着6G研发进入标准化前的关键阶段。2023年 7 月，国际电信联盟无线电通信部门（ITU-R）发布IMT 面向 2030 及未来发展的框架和总体目标建议书，全面描绘了 6G 目标与趋势，提出了 6G 的 6 大典型场景及 15大能力指标体系。2023 年 9 月，下一代移动网络联盟（29、NGMN）发布了6G 立场声明，阐述了全球运营商层面对未来 6G 网络的明确需求，包括 6G 的总体定位、创新与业务、网络运营、引入原则和频谱等 20 条具体声明。这些里程碑事件表明，通信产业和全球运营商已对 6G 技术趋势和发展需求形成阶段性共识，进入标准化前的关键阶段。美国美国成立 Next G 联盟，全力备战 6G，Next G 联盟已陆续聚焦内生 AI 的无线网络、绿色网络、6G 分布式云和通信系统、XR、可信/安全/弹性 6G 系统等方向发表了专题研6G 技术体系白皮书（2024）9究报告，2023 年发布 19 本 6G 技术白皮书。2023 年 10 月，美国联合英国、加拿大、澳30、大利亚和日本政府部门成立全球电信联盟(Global Coalition on Telecommunications，简称 GCOT)，旨在增强通信网络韧性、加强电信安全、探索研发与推广合作等；2024 年2 月，美国联合澳大利亚、加拿大、捷克共和国、芬兰、法国、日本、韩国、瑞典和英国政府发表联合声明，宣布支持“6G 原则”，六个原则涵盖了技术可信、全球标准制定、开放合作、经济性与可持续性、供应链安全等方面。美国政府计划出资 25 亿美元研发6G 技术，重点支持移动通信网络的智能化、云化和开放化技术研发。欧盟欧盟 6G 研究起步最早，通过智能网络和服务联合企业（SNS JU）项目拨款 3.8 亿31、欧元开展 6G 研发，发挥其高校、企业和研究机构众多优势，系统布局 6G 应用场景与关键技术。欧盟启动了“地平线 2020”6G 旗舰项目 Hexa-X 和 Hexa-X II，汇集欧洲主要行业相关者共同推进 6G 研发。Hexa-X 项目主要聚焦三个研究领域，包括毫米波及更高频段(100-300 GHz)支持的无线通信技术、智能连接技术和网络架构技术，Hexa-X 认为量子技术、卫星通信、可见光通信和可重构智能超表面等可能成为 6G 的重要补充。韩国韩国宣布将在 2028 年成为全球首个实现 6G 商业化的国家,韩国具备核心网、基站、终端、芯片及集电子科大路制造等完备的产业链，计划投资 1232、.5 亿元人民币开发 6G 核心技术。韩国科学与信息通信技术部、5G Forum 论坛组织等发布 6G 白皮书，以三星为代表的韩国企业在 6G 研究领域发布了高速率太赫兹、智能超表面、交叉双工（XDD）、毫米波全双工、基于 AI 的非线性均衡等一系列的关键技术的原型样机。日本日本计划在 2030 年之前部署 6G 网络，设立 4.5 亿美元 6G 研究基金，全方位布局6G 关键技术研究，建设共享的 6G 研究基础设施；日本企业主导全光网联盟（IOWN），积极研发面向开放、云化网络的 O-RAN 产品。日本最大的运营商 NTT DoCoMo 重点关注的 6G 技术方向包括新的网络拓扑、覆盖范围扩33、展（例如非地面网络）、无线传输技术（如超奈奎斯特和虚拟化大规模 MIMO）、增强 uRLLC、移动网络中的多功能化和人工智能、太赫兹通信和轨道角动量等。3.23.2 国内国内 6G6G 技术研发情况技术研发情况我国自 2018 年启动 6G 研发，设立“国家重点研发计划”专项，体系化布局 6G 关键技术研究，在新型网络架构、超大规模天线、通信和感知融合、通信和 AI 融合、智能超表面等方向有较强技术积累，但在基础理论和基础技术方面积累不足。我国移动通信产业格局整体处于“倒三角”状态，即网络的应用和系统强，而基础材料、核心器件、集电子科大路制造等长期薄弱。6G 技术体系白皮书（2024）10科技34、部科技部成立 6G 推进组和专家组，布局“国家重点研发计划”6G 领域课题。国资委国资委统筹组织中央企业开展 6G 协同研发，推动行业高质量发展。工信部工信部成立 IMT-2030（6G）推进组，牵头组织国内 6G 创新工作，围绕 6G 频谱、无线空口技术和网络架构技术等开展研究布局，并于 2022 年启动 6G 技术试验，验证通信感知一体化、智能超表面、分布式自治网络等 6G 潜在关键技术，促进形成技术共识。我国企业、高校和科研机构我国企业、高校和科研机构积极投入 6G 研发，整合产业资源成立新型 6G 研发机构、行业联盟、学术组织，形成以企业为主体的跨领域创新平台体系。国内 6G 技术研发35、布局总体情况如表 3-1 所示。表表 3 3-1 1 企业、高校和科研机构企业、高校和科研机构 6G6G 技术研发布局技术研发布局技术分类技术分类关键技术关键技术企业企业高校高校/科研机构科研机构无线接入无线接入分布式分布式 MIMOMIMO中信科移动、中国移动、诺基亚、中兴东南超奈奎斯特传输超奈奎斯特传输 vivo、移动、诺基亚北邮语义通信语义通信中国移动、中兴、泛联院清华、北邮、浙大新型多址新型多址中信科移动、中国移动、中兴 上交大变换域波形变换域波形信通院、中国移动、中兴北邮、北理工、西南交大多维组网多维组网智能超表面智能超表面中国移动、南方电网、中国电信、联通、vivo、联想、华为、中36、兴、中信科移动清华、北交大、北理工、北大、东南、浙大、华中科大、电子科大、复旦、之江实验室可见光通信可见光通信中国移动、中国联通、华为、中兴清华、北邮、中科院、复旦、东南、中科大太赫兹通信太赫兹通信联通、vivo、中国移动、华为、中兴、OPPO、诺基亚东南、电子科大、浙大空天地一体空天地一体星网、中信科移动、中国电信、中国联通、电科院、中国移动、南方电网、中兴、爱立信、诺基亚、紫光展锐、中国中车清华、北邮、中科院网络架构网络架构分布式自治网络分布式自治网络中国移动、中国电信、中国联通、华为、中兴、中信科移动、亚信、南方电网、中国中车北邮、清华数据面数据面中国移动、华为北邮、北理工计算面计算面中37、国移动、中国电信、中国联通、华为、中兴、诺基亚、爱立信、vivo清华、北邮、西电服务化服务化 RANRAN中国移动、中国电信、中国联通、中信科移动、中兴、诺基中科院、北邮、西电6G 技术体系白皮书（2024）11亚、泛联院通用基带平台通用基带平台泛联院、中信科移动、中国移动北邮、电子科大能力融合能力融合通信感知一体通信感知一体小米、vivo、中国移动、南方电网、华为、中信科移动、中兴、诺基亚、新华三、泛联院、中国中车、中国通号北邮、电子科大、南京大学空口空口 AIAI中国移动、中信科移动、信通院、中国电信、中国联通、vivo、小米、华为、中兴、OPPO、爱立信、诺基亚、新华三、泛联院北邮、清华38、、北大、北理工、北交、东南大学、复旦、电子科大、西南交大、浙大、华中科大、之江实验室内生内生 AIAI中国移动、亚信、中信科移动、华为、中兴、爱立信、泛联院、诺基亚中科院、东南大学、西安交大、华中科大、之江实验室网络运营网络运营数字孪生网络数字孪生网络中国移动、亚信、思特奇、中国电信、中国联通、华为、中兴北邮、清华、东南、西电、鹏城实验室可信安全可信安全内生安全内生安全中国移动、华为、中兴、中信科移动、南方电网、诺基亚、中国通号北邮、清华、中科院、信息工程大学、西电、中科大绿色节能绿色节能新节能新节能中国移动、中国电信、中国联通、华为、中兴清华、华科、上大4 4、6G6G 的整体定位和宏观认识39、的整体定位和宏观认识4.14.1 设计目标设计目标6G所提供的移动信息服务，不再仅仅提供信息的传输服务，而是要融入到信息流的全过程。6G网络在空天地一体全域立体覆盖的基础上，通过聚集通信、感知、计算、AI、安全等多维能力要素，提供从感知、传输、存储、处理到利用的信息流全过程服务。6G网络概括来讲有四大设计目标：覆盖全域化、性能沉浸化、要素融合化、网络平台服务化。覆盖全域化覆盖全域化：面向一切泛在带来的打破地理限制、扩展覆盖维度的新需求，6G网络需要支持空天地海立体全域覆盖，构建一体化信息通信系统，采用一体化结构，支6G 技术体系白皮书（2024）12持多制式空口传输技术，支持广域微域协同融合组40、网。性能沉浸化性能沉浸化：不单单是为沉浸化业务提供极致性能，还指网络要感知业务对性能的需求，满足业务对性能的多样化要求，实现多层次、立体式、目标导向的性能，满足用户的一致性体验需求。要素融合化要素融合化：全过程服务需要包括通、感、算、AI、安全可信等多维度能力，通过内生设计，实现能力要素的高性能扩展。网络平台网络平台服务服务化化：平台化网络的设计思想是必由之路，通过构建基于通用、开放、可共享的软硬件能力的平台化网络，面向业务实现一体化能力供给、按需生成、即插即用的多样化平台能力。6G网络既要继承 5G网络固有的多样化组网架构、确保行业应用保持业务连续性，也要支持向新一代网络架构平滑演进，还需具41、备新型网络单元、能力的高效快速引入、具备可扩展性和自治能力。同时，6G网络需要秉承至简设计原则和同态化的设计思想，最大限度的统一基础接口协议和接入控制管理技术，尽可能以同构的网元实现整体端到端网络功能。因此，6G将在 5G基础上进一步深化拓展平台化、服务化。通过平台化的机制灵活的复用资源和能力，解决成本问题，实现网络可扩展；通过服务化的功能模块设计解决异构问题，实现网络按需可定制；通过二者的协同解决网络服务质量的可靠保障问题。4.24.2 技术特征技术特征针对网络发展的性能需求，6G 将是七大技术特征融合一体的新一代移动信息网络，包括：能力极致多维，全域立体覆盖，网络分布至简，智慧内生泛在，安42、全内生可信，运营孪生自治，生态绿色低碳。能力极致能力极致多维多维。通过分布式 MIMO、智能超表面、非正交多址接入、感知通信计算一体化等技术手段，打造更极致的无线接入能力体系。同时，通信、计算、AI、感知等融合的能力体系，多频段融合的组网架构，以及广域通信与微域通信的融合设计等，也将全面满足 6G网络极致需求。面向未来 6G的应用，还需构建按需服务的网络，提供动态的、极细粒度的服务能力供给。全域立体覆盖全域立体覆盖。构建空间网络与地面网络相结合的空天地一体化三维立体网络，形成具有大时空尺度的多维异构融合 6G网络，为用户提供无感知无差异化的一致性服务。6G通过高轨卫星网络、中低轨卫星网络、高空43、平台、无人机、地面网络等共同组成多维融合异构网络，形成全域立体无缝覆盖，实现无盲区宽带移动通信。并通过构建包含统一空口协议和组网协议的服务化网络架构，满足不同部署场景和多样化的业务需求。6G 技术体系白皮书（2024）13 网络分布至简网络分布至简。网络的分布至简主要体现在以下几个层面：（1）分布式自治的网络架构：实现空天地海统一接入，按需扩展同构的云单元，实现不同场景的灵活部署。（2）至简统一的协议体系：移动网络内部基础接口协议统一，移动网络和IP网络的控制协议统一。（3）端到端服务化的系统设计：通过按需功能组合与编排，提供精简高效的服务能力；通过对通信、计算、存储等资源的一体化管理，实现网44、络资源的高效利用。（4）智简无线接入：控制面实现即插即用的链路控制、统一的信令覆盖，用户面实现小区动态开关，保证消息传输可靠性、降低小区间干扰、节省整网功耗。智慧内生泛在智慧内生泛在。6G网络架构将支持泛在AI能力并按需提供，这种AI能力可以是分布式的，也可以是集中式的。同时，6G通过AI平台将外部AI功能引入网络，提供新的业务和新的容量，并且将外部数据引入网络，进一步提高数据处理效率。此外，网络中的分析数据和AI能力也可以开放 给第三方，以向其提供服务和所需的支持。安全内生可信。安全内生可信。网络将实时监控安全状态，将攻击防御与风险预测相结合，实现风险预测、主动免疫等智能安全。基于AI和大数45、据技术，精准部署安全功能，优化安全策略，实现主动、纵深安全防御。运营孪生自治。运营孪生自治。通过对各个网络实体和功能的数据采集、处理和参数化建模，得到虚拟空间中整个网络的数字模型。通过数字孪生，实现对网络实体和用户服务的实时状态监测、轨迹预测、故障预判等，并实现网络的自我演进。网络的数字孪生还可以验证数字领域的新功能、服务和优化特性，以避免负面影响，实现高水平的网络自治和“零接触维护”。生态绿色低碳生态绿色低碳。为满足指数级持续增长的流量需求，6G的网络覆盖广泛，业务应用丰富多彩，网络规模宏大，这就要求网络必须是绿色低碳，满足高能效、低待机功耗、低成本的覆盖并实现低成本运营。4.34.3 设计46、原则设计原则4.3.14.3.1 架构设计原则架构设计原则6G6G网络设计时初步考虑如下设计原则：网络设计时初步考虑如下设计原则：1 1统一融合统一融合随着移动通信和互联网技术的高速发展，涌现出了大量不同类型的通信网络，部署了海量的多类型传感设备的物联网、使用定制化专用协议体制的卫星网络、尽力而为的地面互联网等。这些异构网络孤岛式共存，他们基于异构网络基础设施，使用差异化协议体系，难于应对未来丰富的网络新型应用。通过构建统一融合的未来网络，用一套架6G 技术体系白皮书（2024）14构融合多种场景，一套协议融合多种组网，可以实现无处不在、永远在线的全球网络覆盖，满足各类通信实体的按需接入的愿景47、。2 2一体智简一体智简移动网络四代共生(2/3/4/5G)、核心网多域并存带来的网络复杂度指数的增长。同时，SDN/NFV、边缘计算、网络切片等技术的应用在增强网络能力的同时，也让这张网络变得更加复杂。基于新老设备共存、功能叠加复杂、协议体系众多的现状，6G网络需要融合飞速发展的人工智能、虚拟化、云化、大数据等新技术，促使网络由叠加复杂式向一体智简式转变，以智能化简化、同构化简化、协议一体化简化为设计理念，构建网络同构、组网协议统一、网络配置智能的一体智简式的网络。3 3内生式内生式面向 2030 年及未来，人类社会将进入智能化时代。随着 6G网络业务更加丰富，连接更加泛在、资源更加异构，网48、络管理将更加复杂，网络服务更加多样。被动的、补丁式的、增量式的功能增强难以满足 6G支持面向全社会、全行业、全生态的各种业务需求，反而导致网络规模和功能越来越复杂。通过设计算力、数据与网络深度融合的智慧内生和安全内生机制，打造多维立体全场景深度智慧接入与多网共生融合体系，实现 6G网络内生设计，打造 6G内生网络，提供无处不在的智能服务。4 4前后兼容前后兼容作为使能“万物智联，数字孪生”6G总体愿景的基础支撑，6G网络架构应遵循兼容和创新并举、可持续发展的设计理念。6G网络架构需要具备强后向兼容能力，既要支持与 5G、传统网络的互联互通，实现网络、用户层面的无障碍交互，又要支持由 5G网络平49、滑发展演进为 6G 网络，实现全类型业务连续性。6G 网络架构需要具备前向兼容能力，具备良好的可扩展性和自生长、自演进、自优化能力，支持基于最小服务单元进行在线、动态升级。6G网络架构将从系统级上实现高能效、低成本运营，考虑节点级、服务级、网络级到系统级的高效节能的设计理念。5 5集中集中+分布协同分布协同面对未来流量更加广域分布、现场接入需求更加迫切的要求，6G网络架构需要探索集中控制与开放式架构的协同共存和分布式网络自治方式，通过区块链等分布式技术，去中心化实现分布式资源可信共享、数据安全流通及隐私保护。以用户为中心控制管理，在实现核心网络功能高度集中的同时将更多的网络功能扩展到网络各个分50、布节点，提升网络多样化以应对复杂的业务需求，实现分布式网络架构下的高效可靠通信和路由。6 6服务设计原则服务设计原则以面向资源的一组“服务调用”替代传统面向流程的“信令交互”，即把若干种交6G 技术体系白皮书（2024）15互的消息分成若干个服务（子消息集合），每个服务的消息互不重复，具有自包含、可重用、独立性特征。自包含意味着一个服务的执行不应必然依赖于其他服务的执行。可重用意味着一个服务如果没有被超过一个的服务使用者调用，则其不应单独作为一个服务。独立性意味着不同服务间逻辑处理所涉及的状态存储是相互独立的。4.3.24.3.2 空口设计原则空口设计原则6G6G空口设计时初步考虑如下设计原则51、：空口设计时初步考虑如下设计原则：1 1性能量级提升性能量级提升作为5G的演进和增强，5G-A连接速率和时延等网络能力相比5G均可实现10倍提升，而 6G将涌现出更加多样的应用场景，业务需求的差异化与极致化更加显著，同时 6G网络能力也将向感知、计算、人工智能、安全等方向延伸。因此，6G网络将提供比 5G/5G-A网络更加强大的连接、算力和能力，需要基于传统通信三角能力（高速率、低时延、大连接）进一步增强，相比 5G-A的网络能力指标实现量级提升，从而分场景满足ITU-R定义的各类先进的空口技术指标需求。2 2统一灵活统一灵活6G网络需要引入更多新技术以满足新场景、新业务、新能力的差异化需求，52、如果采用多种孤立的空口技术分别满足特定业务场景的特定需求，将难以实现对空口资源与空口能力的高效管理，从而影响整体网络服务质量。统一灵活的空口通过对接入网网元、接口、链路、流程、资源单元的统一灵活设计，实现空口资源、站址资源和网络资源的最大化利用，便于针对多样业务和组网部署的统一的维护和管理，支持 6G网络的持续演进。因此，6G网络需要采用统一灵活、可配置的接入网架构与空口设计框架，满足新场景、新业务、新能力的差异化需求，支持一套标准、一张网络实现场景智联。3 3多要素融合多要素融合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，而 6G空口需要支持多种能力、多个频段、多类型站点、多种53、网络域，需要进行多要素的融合设计，将不同的能力、频段、站点、网络域有机结合，并通过内生设计和协同机制，构建多维融合体系。多能力融合：以网络能力内生的方式，设计支持通信、感知、计算、人工智能等能力融合的接入网架构（包括网元、功能、接口、流程、信令等），实现组合能力的量级提升。多频段融合：以中低频段作为 6G无线网络的基础覆盖频段，高频段作为性能补充频段，对多频段融合组网的空口接入机制进行一体化设计，包括多频段协同资源分配与传输机制等。6G 技术体系白皮书（2024）16多站点协同：面向空天地一体组网的不同类型站点（含宏站/微站不同功率站点、中继/直放站/智能反射面等不同节点）的接入与传输机制进行54、一体化设计，支持多站点协同接入与高效传输，支持多站点协同感知提升感知能力。多域一体协同：物联网、车域网、体域网等微域组网场景需要与广域组网场景进行一体化设计，支持多域协同的干扰管理与资源分配。4 4绿色低碳绿色低碳绿色低碳是 6G网络和终端设计的重要要求，在 6G系统的设计之初就需要全面引入绿色节能的理念并贯穿整个 6G创新的全生命周期，在保障极致性能和用户体验的同时，也要兼顾网络节能与终端节能的需要，致力于全网端到端能效的大幅提升。4.44.4 技术框架技术框架围绕 6G网络的四大设计目标、七大技术特征和主要设计原则，6G网络应设计成基于统一算网基座，聚集通信、感知、计算、AI、大数据、安全55、等多维能力要素，提供空天地一体、高速泛在接入的新一代移动信息网络,面向未来提供无所不达的网络连接、无所不在的网络算力、无所不及的网络智能。如图 4-1 所示，6G网络将能够实现在统一算网基础上，以软件形式灵活按需加载网络功能，融合通信、数据、计算、感知、AI、安全多种能力，提供一体化移动信息服务。图 4-1 6G 网络总体技术框架4.4.14.4.1 使能关键技术使能关键技术6G将融合泛信息通信领域的核心技术要素，打造通信、感知、计算、AI、大数据、安全等多维能力融合一体、空天地一体泛在连接的新一代移动信息网络，6G技术体系将提供比 5G更加强大的连接、算力和能力。一方面，6G将基于传统通信三56、角能力（高速率、6G 技术体系白皮书（2024）17低时延、大连接）进一步增强，满足各类先进的空口技术指标需求，另一方面，6G将从通感、通算、通智、通安及空天地一体五个维度构建融合的能力体系。1 1传统通信增强技术传统通信增强技术峰值速率：峰值速率：100Gbps峰值速率，需要依赖Sub-7GHz中频段、毫米波、太赫兹、可见光等更高频段、更大带宽频谱资源，以及多维异构组网技术实现；体验速率：体验速率：500Mbps-1Gbps 级用户体验速率，依赖更高频段、更大带宽频谱资源，以及新型 MIMO、Cell-free 无蜂窝组网技术等实现，提升网络吞吐量和用户边缘速率；频谱效率：频谱效率：利用新型57、 MIMO、新型编码调制、智能空口（空口 AI），以及多种空口技术组合，可相比 5G 网络提升频谱效率 2-3 倍；连接数密度连接数密度：通过密集部署、增加带宽，并结合新型无源物联、新型编码多址等技术，可实现 10-100/m2大规模连接数密度；流量密度：流量密度：通过密集部署、增加带宽，并结合峰值速率、频谱效率提升技术，可实现 0.03-10Gbps/m2的流量密度；定位精度：定位精度：5G 定位能力可达米级，6G 通过密集部署、网络协作通感等技术，可进一步提升室外定位精度至亚米级；控制面时延控制面时延：通过至简协议栈、即插即用等技术，实现控制信令的确定性传输，可将控制面时延降至 1ms 以58、下；用户面时延：用户面时延：通过至简协议栈、确定性传输等技术，并结合 6G 系统参数和帧结构设计，可将用户面时延降到 0.5ms 以下；端到端时延端到端时延：端到端时延主要取决于核心网时延（几十 ms），空口时延目前已经很小（5G 实现 ms 级、6G 目标亚 ms 级），进一步降低空口时延对于端到端时延增益有限；可靠性：可靠性：5G-A 通过 uRLLC 设计已能实现 6 个 9 的可靠性，6G 通过更多时域、频域、空域资源的使用，以及超高可靠、超低时延传输技术，可进一步提升至7 个 9 的可靠性；移动性：移动性：结合多维异构组网技术、6G 系统参数和帧结构设计等，可支持1000km/h 的59、移动性；网络能效：网络能效：至简无线网络架构设计、云化/虚拟化技术有助于降低网络能耗。2 2多要素能力多要素能力融合融合技术技术6G 技术体系白皮书（2024）186G网络将通过跨层、跨域、一体融合式设计，实现通信、感知、计算、AI、安全等多要素的融合，以及一体化服务的网络新形态和新模式，打造平台化服务网络。6G6G网络多网络多要素要素能力能力融合主要体现在五个方面：融合主要体现在五个方面：通信与感知融合通信与感知融合。通信和感知融合是 6G移动信息网络的重要技术特征，是实现信息服务全过程的重要环节。感知将成为 6G网络中的原生能力，与通信能力互助共生，并为 6G开辟新的应用前景。网络协作通感60、是通信与感知融合的重要技术方向，其技术理念是以“网络”为根基，通过多节点智能协作，“以网强感”，构建全域、全天候、高性能的通感算智融合网络。通信与计算融合。通信与计算融合。通感网络数据量的急剧膨胀,也要求网络具有高计算效率、强隐私保护、快实时性等计算特征,即具有坚实的算力底座。移动算网融合体系以移动网络能力及基础设施为基础，并基于网络架构与算力资源共同组成的开放式、服务化算网基础设施，从传统面向用户的连接控制，实现到面向计算任务的算网一体融合控制、高性能计算执行。通信与智能融合。通信与智能融合。计算能力的提升，带来网络AI内生的能力,6G网络需要充分考虑对AI应用的支持，升级现有场景驱动的“外61、挂式”和“嫁接式”的引入方式，通过内生的智能设计，构建内生于网络的AI全生命周期运行环境。使AI三要素（数据、算力、算法）同网络连接一样，成为网络的基础资源要素，实现AI赋能网络、网络使能AI，从而借助内生AI、智简网络、数字孪生等技术大幅提升通信性能、保证服务质量。通信与安全融合通信与安全融合。从网络安全的发展历程来看，安全的设计一直独立于网络架构，在安全和效率方面仍有待进一步提升。网络的代际升级为优化网络架构、消除已知安全威胁、建立新的安全体系提供了新的机会。6G将通过“以网促安、以网强安”，最终实现“网安一体”，以网络和业务的发展，牵引安全需求、带动安全体系升级，设计 6G可信内生安全等62、新架构。空天地一体融合空天地一体融合。6G将是覆盖空天地海的一体化网络,可实现天基网络与地面网络的深度融合。当前以 4G、5G技术为代表的地面移动通信网络只覆盖了全球约 70%以上的人口、20%的陆地面积和不足 6%的地表面积。5G NTN将卫星作为能力组件嵌入移动宽带系统，完成“以星补地”的阶段目标，地面网络覆盖延伸至全球全域。6G将面向“以星强地”，构建高效灵活、动态实时的星地协同能力，实现从星地协同到空天地融合一体的升级。当前，我国大规模低轨星座建设能力不足，低成本、快速发射能力与星链尚存在明显差距。6G 技术体系白皮书（2024）194.4.24.4.2 技术选择过程技术选择过程经过近63、 6 年的研究摸索，持续开展 6G技术研判与遴选，针对最初扫描的 50 多个潜在关键技术逐个进行分析和论证，基于理论推演、技术研究、仿真评估和测试验证等方法，否定了部分可行性不高的技术，并逐步收敛聚焦到重点技术方向，提炼形成 6G标志性技术的筛选原则：一是已经具有较深的研究积累和技术储备的技术；二是具有“网络”特色，能够凸显网络优势的技术；三是有较明确的应用场景和清晰的技术趋势，聚集“融合”能力要素的技术。图 4-2 6G技术方向逐步聚焦收敛2023 年以来，围绕“网络+融合”的特点，聚集通信、感知、计算、AI和安全等多维能力要素，强化 6G关键技术的系统性创新，逐步提炼形成“3+10+1”的64、 6G技术体系。面向网络架构、无线组网和无线通信 3 大领域，布局 10 个重点技术方向，其中，网络架构重点技术方向包括：新型网络架构、内生安全、空天地一体、网络数字孪生；无线组网重点技术方向包括：多维异构组网、同感一体化；无线通信重点技术方向包括：智能空口、新型MIMO、新型无线传输、新型物联与多址。以全局思维推进 6G系统设计，既需要满足 6G网络的高性能需求，又能面向差异化、碎片化场景提供个性化和定制化服务。同时，通过研制“6G通感算智融合（众创）研发试验装置”，构建开放共享的联合研发与试验环境，服务于 6G网络从理论、技术、标准到产品和应用的创新全过程。图 4-3“3+10+1”技术体65、系布局6G 技术体系白皮书（2024）205 5、重点布局方向、重点布局方向5.15.1 网络架构领域网络架构领域网络架构是面向 6G的新型信息基础设施的骨骼和基础支撑，将定义新一代信息通信网络的发展形态、技术走向、产业基础。新需求、新场景和新技术的出现，赋予了 6G网络架构通信、感知、计算、智能、安全等多维能力需求，对网络架构设计提出全新挑战。新型网络架构将进一步深化形成全服务化架构，研究分布式自治、智慧内生，考虑控制节点和业务节点分离实现灵活控制，以应对多样化业务需求。为满足 6G安全新需求和内生能力，需要安全与信任融合内生于网络架构，实现一体的安全防护体系。为支持泛在连接、全域覆盖，以卫66、星通信网络作为地面网络的重要补充，构建空天地一体化网络支持全球无缝立体覆盖。同时，6G将衍生出物理网络之外的虚拟网络空间，网络数字孪生将支持虚拟孪生体与物理网络实体的实时映射和交互，虚实结合，加速网络数字化、智能化转型。5.1.15.1.1 新型网络架构新型网络架构5.1.1.15.1.1.1 6G6G 总体架构总体架构移动通信网络是一个复杂系统。网络架构作为网络的基础支撑，决定了整个系统的效率和能力，具有至关重要的作用。目前，ITU已在7中明确 6G典型场景和指标，要求网络内生支持AI、感知、泛在连接等 5G前所未有的新能力，并将 5G eMMB（增强移动宽带）、uRLLC（高可靠低时延）和67、mMTC（海量机器类通信）三大典型场景进一步提升为沉浸式通信、hRLLC（超高可靠低时延）和海量通信。面向新时代网络平台化共享化、服务多样化的复杂发展趋势，6G网络将从以网络为核心的信息交换服务向以算力为核心的全过程信息服务发生重大转变。算力作为支撑感知、AI、数据等新型服务的关键要素，将在 6G网络中扮演重要角色。目前，5G-A移动算力网络已经取得一定研究成果12。为进一步实现移动网络与算力的协同，6G移动算网将以移动网络能力和设施为基础，融合 5G-A移动算网架构与算力资源，共同组成的开放式算网基础设施，支撑 6G新型能力。6G时代，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68、运行效率、降低运维成本、增强用户体验；移动通信网络是实现AI泛在普惠的基础平台，使能AI成为泛在化的社会级服务，AI与通信将实现“双向驱动”。AI技术将成为 6G网络的内生能力，6G网络需要在架构设计的初始阶段就考虑和智能化的深度融合，设计架构级内生智6G 技术体系白皮书（2024）21能，实现以AI为基础的全新智能通信网络系统。6G架构需要在继承 5G服务化架构（SBA）的基础上进一步演进，充分利用既有通信和算力资源，形成 6G全服务化架构（HSBA），全场景、全流程支持 6G新型信息服务。具体特点如下：（1）池化的资源基础。提供池化的网络、计算、存储资源，为上层逻辑提供可扩展、可按需调用的69、资源基础。端到端的IP化和云化是这些资源能够共享流通、灵活调度的保证。（2）基于服务构建、面向服务设计。以服务构建、以服务定义功能和接口。从终端、接入到网络侧，提供全服务化的能力62。通过API定义网络、计算、数据、感知、智能、信任服务。使用者不需要关心其实现细节，方便调用。服务的形式可以是多样的，根据不同场景，融合（或一体化）的要素服务与解耦的服务可同时存在。（3）网络即平台。可扩展的池化资源、可共享的资源服务和能力、可按需调用的服务使网络的灵活性得到极大的提升。网络从传统的信息传输的通道，变成一个可提供多种资源、多种数据承载能力、多种信息服务能力的“平台”，也就是网络和信息服务的综合体。平70、台化服务网络的“服务”由服务的定义、服务的组织、服务的交互刻画。（1）服务的定义：服务是网络的基本单元，一个“原子服务”提供某种特定逻辑处理功能并存储相应的状态数据。服务定义的难点在于合适的服务粒度的设计。（2）服务的组织：以构成整个网络为目标，对服务进行编排、管理，让分解后的原子服务能构成一个有机的整体，提供完整的信息传输和处理的机制这也是网络的“操作系统”。（3）服务的交互：服务间通过API进行调用，接口的协议栈需要兼顾易用性和效率，在不同的服务的域内，其接口协议可以不同。“三体四层五面”6G总体架构60以平台化服务网络为目标，从空间、逻辑、功能组成三个角度出发进行设计，是业界首个系统性 71、6G架构设计，逻辑架构如图 5-1 所示。6G 技术体系白皮书（2024）22图 5-1“三体四层五面”6G 总体架构其中，其中，“体体”是架构的空间视图，立体地描述了网络的构成。是架构的空间视图，立体地描述了网络的构成。新增数字孪生体，在物理空间之外扩展全新虚拟空间，实现虚实映射61。重组管理编排体，实现网络的全生命周期管理，网络智能自治。“层层”是架构的逻辑视图是架构的逻辑视图，对网络进行了横向分层对网络进行了横向分层，层间解耦层间解耦，跨域拉通跨域拉通，自下而自下而上包含通信与算力、连接与路由、服务化功能、服务使能上包含通信与算力、连接与路由、服务化功能、服务使能“四层四层”。扩展 5G72、 以 NRF、SCP 为核心的服务化框架，为广域、分布式、全服务化网络提供基础，兼具 IT 灵活性和 CT 可靠性。服务化功能层增强了传统控制面和用户面，新增独立数据面、计算面和安全面，形成解耦的“五面”功能，并通过新型控制面对其他各面的总体控制，实现“五面”灵活组合，为用户提供灵活按需的移动信息服务。服务使能层通过智能化的服务封装，为自有业务和第三方应用提供服务，进一步丰富对外开放的信息和通信能力支持灵活接入、定制化服务、服务供需动态匹配。强化算力和路由，实现通信、计算、存储资源协同优化，调度智能化、协议一体化、算网一体化。“面面”是架构的功能视图是架构的功能视图，沿用了传统沿用了传统 3G73、PP3GPP网络中控制面和用户面的网络中控制面和用户面的“面面”概念概念，在增强控制面和用户面基础上，新增了数据面、计算面和安全面在增强控制面和用户面基础上，新增了数据面、计算面和安全面。首创提出以数据高效可靠存储读写为核心的新型独立数据面设计，结合数据服务编排等控制，通过定义标准化的数据服务功能，实现数据服务解耦。首创提出以高性能计算和任务编排为核心的新型独立计算面设计。针对移动算网中的多样化算力资源度量、广域移动下用户体验一致性和服务连续性、端边6G 技术体系白皮书（2024）23云协同的算力服务分配、移动算网一体化编排与联合调度等关键技术问题，新增计算资源度量管理、计算任务编排调度、计算74、任务执行等服务，并增强传统控制面支持计算全局控制，实现智算网一体化融合。新增安全面，以信任+安全为核心理念，从能力、控制、决策三个方面设计 6G安全面，实现四个转变，构建内生、主动、动态、协同的可信安全体系。增强用户面，继续深化 UPF 服务化水平，提供策略管理、数据传输、信息开放、服务管理等服务化接口；增强用户面协议栈，实现更高效、确定性和多样化的数据传输。增强控制面，针对 6G 的新场景新需求，增加对新型计算、存储、安全、感知、节能等能力的支持；增强已有 NF、增加新场景控制 NF 及各面顶层控制 NF，实现更强的移动性管理等传统控制，并提供新型控制能力及对新增各面的总体控制。要支持 6G75、“六边形”场景，系统是关键，架构是基础；6G架构从增强自身管控能力、扩展服务要素、拓展服务领域三方面做出创新，实现 6G从移动通信向移动信息服务的重大转变。另一方面，从部署架构看，6G架构的研究应该从运营商实际需求出发，在标准化之前，各方对关键的 6G部署路径要达成一致，吸取 5G部署架构中的教训，避免发生存在过多部署架构选项，导致市场碎片化，增加系统复杂性，应该将SA部署架构作为全球 6G架构统一标准。在标准化过程中，根据实际需求尤其是行业用户的部署需求对关键接口进行标准化定义，避免引入不必要的接口或功能，以简化 6G网络架构。6G网络要考虑与5G演进和共存问题。6G架构设计应考虑融合组网和76、互操作13。此外，由于 6G是在 5G基础上的继承式创新，因此 6G核心网既要考虑架构的演进，又要兼容 5G核心网的架构和能力。由于 6G新基站会引入新的空口技术，例如通感一体、天地一体、太赫兹等，可能会存在与 5G基站非融合部署的 6G新基站，因此 6G架构设计还需要考虑与 5G的互操作。5.1.1.25.1.1.2 全服务化全服务化全服务化架构是服务化架构的进一步深化，从服务框架、服务接口、原子服务等方面增强，适应网络的分布式组织、服务的智能化调度、行业专网的灵活化部署。6G架构将在核心网服务化的基础上，进一步实现全域服务化和服务化技术演进，充分延续 5G的架构优势，支持 5G网络平滑发展77、演进为 6G网络62。6G 技术体系白皮书（2024）24服务化服务化RANRAN为进一步提升网络对差异化、多样化业务应用的适应能力，解决现有单体集成式基站导致的成本高、资源利用率低、可扩展性差等问题14-15，6G RAN需深化 5G服务化架构的柔性设计优势，基于智简一体式设计原则，将传统集成单体基站功能解耦为网络功能与服务，通过服务化接口实现功能服务之间的交互与能力开放，以按需组合的方式提供更灵活、更精简的网络服务能力，实现 6G全服务化。针对传统集成基站功能紧耦合的问题，提出按照业务能力进行服务拆分的方法，并设计相应的系统操作16；针对服务拆分对RAN时延等性能带来影响的问题，提出分布式78、NAS交互模型及并行化流程设计、并行化数据处理机制等，有效提升网络的计算效率、缩短端到端流程时延；为实现服务的按需组合同时保证终端与网络之间配置的一致性，提出灵活包格式设计、服务功能链配置流程、数据信息安全保障机制；针对传统服务之间点对点传输开放数据极大增加信令开销、甚至影响服务提供者性能的问题，提出统一数据开放管理服务进行统一的数据采集、关联、存储等操作，由此提升数据服务管理效率17-22。服务化服务化用户面功能用户面功能用户面的服务化有助于实现 6G网络的全云化部署。目前用户面仍在使用传统协议栈和消息交互逻辑，作为移动网络数据处理的主要功能，用户面需要加强对服务设计的支持，包括定义用户面的79、典型服务、支持基于服务的接口来代替目前使用包转发控制协议接口。用户面的服务可以设计为数据处理及转发服务、PDU会话隧道管理服务、策略控制服务、会话锚点服务、安全管理服务、能力开放服务以及定制化服务。数据处理及转发服务对用户上下行业务数据进行转发、丢弃以及缓存。PDU会话隧道管理服务实现数据封装与解封装；隧道建立与释放。策略控制服务支持管理编排体的预定义规则；支持控制面的动态策略配置，例如服务质量保障策略、业务数据转发规则。会话锚点服务提供数据接入；支持单会话内的多个锚点。安全管理服务提供用户数据的隐私保护；接入设备安全监控；接入地址安全性验证；接口安全监测。能力开放服务开放会话和节点信息；向智80、能面开放所需的用户业务与行为数据；向管理编排体开放节点信息；向垂直行业开放用户与节点信息。5.1.1.35.1.1.3 分布式自治分布式自治面向企业（2B）的本地化接入及定制化网络、网络上星以及个人业务的个性化网络等提出超低时延通信和数据本地化需求，6G网络需引入分布式自治网络机制，赋能网络灵活的扩展性和自治能力，使新型网络单元、能力能够高效快速引入，从而满足 6G广域、6G 技术体系白皮书（2024）25多场景、按需接入的需求。围绕分布至简和智能自治的设计目标，依托“三体四层五面”的总体架构，原创性提出由功能自包含的、同质化的、自闭环的分布式微云单元SCU（Small Cloud Unit）81、组成的 6G分布式自治网络架构DAN(Distributed Autonomous Network)23。其中，SCU采用集中加分布的方式部署，分布式部署的核心网单元采用至简设计，作为靠近用户的前台，而集中式部署的核心网单元功能相对完备，作为靠近用户的中后台。SCU的组网形式包括环形组网、星型组网以及混合组网模式。环形组网主要依靠边缘的SCU与其附近的边缘SCU组成网络；星型组网由一个中心SCU节点和其关联的边缘SCU组成，边缘SCU受中心SCU的控制；混合组网是指环形组网和星型组网共存的组网形态。图 5-2 分布式自治网络基于上述基于上述“中心中心+分布式分布式”的组网架构，的组网架构，6G82、6G网络能够灵活、按需设计以提供服务，网络能够灵活、按需设计以提供服务，并具备如下能力：并具备如下能力：分布式节点具备自治能力，支持自主运行、自动感知、适时调整，从而满足差异化多样化的业务需求；分布式节点及节点之间的通信协议采用按需智简设计，通过可编程实现网络能力的灵活配置，并通过采用统一的控制面和用户面协议，克服 2G到 5G移动网络中使用多种协议交互带来的复杂度问题；分布式节点的部署需要做到即插即用，分布式节点的创建和解除需支持真正意义上的随用随建，用完即拆；分布式节点支持网络资源共享，支持跨运营商跨行业的网络共享，实现 6G新能力共享，解决投资利用率低的问题。模块设计模块设计：引入可灵活83、部署、即插即用、资源自足的分布式微云单元SCU。SCU包含以下技术特征：一致性组织框架，均包含“三体四层五面”的总体架构所述“四层五面”能力，服务化功能层按照HSBA架构进行组织和通信，具备本地化完成数据和信令处理的能力，实现网络高效响应。6G 技术体系白皮书（2024）26按需定制化，其基础设施规格、连接协议、服务化能力、开放能力均可以按场景需求进行定制化设计。在网络中按需建立，SCU之间可快速便捷组网。具备自治能力，可以实现无人管理，自主运行，自动感知环境变化，实时网络调整，从而满足差异化多样化的业务需求。协议设计：协议设计：引入通用传输协议，支持连接自动化，支持多SCU间灵活连接、按需互84、通。当前，已初步完成SCU的产品设计、原型研发和系统测试，并通过 2030 推进组测试，推进网络从集中向集中加分布协同转变，快速自适应地进行网络构建，从而满足未来千行百业多样化服务的需求。5.1.1.45.1.1.4 智慧内生智慧内生面向 2030 年及未来，人类社会将进入智能化时代，6G 网络将与人工智能技术进行深度融合,通过人机物智能互联、协同共生，服务智慧化生产与生活，推动构建普惠智能的人类社会。但移动通信网络的设计不能为了 AI 而 AI，也不能基于简单功能叠加的方式引入 AI，如此将难以真正实现 6G 的智能普惠愿景。由于 AI 技术应用于 5G 网络的时机相对较晚，5G 阶段的网络85、智能化应用是在传统网络架构上进行优化和改造，总体属于外挂式应用，因而造成在应用开发和落地过程中存在数据未得到充分利用、模型泛化性不足、网络 AI 应用场景碎片化等痛点问题。所以，面向 6G 网络需要在架构设计的初始阶段就考虑和智能化的深度融合，设计架构级内生智能，实现以 AI 为基础的全新智能通信网络系统。智慧内生作为 6G 网络的重要特征已在业界形成共识24。6G 网络智慧内生主要体现在“AI 赋能网络”和“网络使能 AI”两个方面，如图 5-3所示，“AI 赋能网络”是将 AI 作为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；“网络使能 AI”是86、将移动通信网络是实现 AI 泛在普惠的基础平台，使能 AI 成为泛在化的社会级服务。6G 技术体系白皮书（2024）27图 5-3 6G 内生 AI 架构基于上述技术理念，提出在架构层融合连接与计算、数据、模型四要素的 6G 网络智慧内生架构设计理念25，构建五面协同的 AI 能力体系，实现网络内生提供实时、高效、质量可保障的 AIaaS 服务能力；提出通算融合的控制机制及计算承载，实现面向AI 任务的通算资源的高效协同，更好地满足未来边缘用户对 AI 服务的高实时性高性能需求；提出 QoAIS 指标体系26、管控协同的“三层闭环”QoAIS 保障机制设计27,28，可实现以 AI 任务为粒度87、的生命周期管控，并通过与传统管理面和控制面的协作，使得对 AI 服务质量的保障更为实时和高效29,30，并推动形成行业共识。提出了 6G 内生AI 架构方案构想，如图 5-4 所示。该架构具有以下特征：分层集中控制：包括核心网业务集中控制和接入网区域级实时控制；功能分类聚合：包括数据类功能，即面向全要素的数据生产和消费；计算类功能，即面向AI计算的算网一体融合控制和执行；柔性按需部署：根据业务场景需求，按需部署分布式执行功能。图 5-4 6G 内生 AI 架构设想6G 技术体系白皮书（2024）28一方面，“AI赋能网络”和“网络使能AI”存在潜在融合设计的可能性。另一方面，在一些细节设计上也88、需要考虑两者的差异。“AI赋能网络”的实例可通过AI与内生的各层协议信令完成数据收集、模型交互和管理等功能，并且通常不需要计费等功能。而“网络使能AI”中传输的用户数据可能需要经过更多的通信协议层次，如额外的加密和隐私保护等。5.1.1.55.1.1.5 移动网络内部数据生命周期管理移动网络内部数据生命周期管理相比于聚焦通信服务的 5G，6G拓展了感知服务和AI服务。对于通信服务，移动网络主要负责用户数据的透明传输。对于感知服务中的感知测量数据和AI服务中的AI模型数据等，移动网络可以负责数据产生、传输、处理、质量管理、隐私安全和应用等生命周期管理。另外，考虑感知测量数据、AI模型数据等具有数89、据量大和灵活数据终结点的特征，现有与控制信令耦合的移动网络内部数据传输方式不适合大量数据传输。同时，为了提升效率，需要考虑移动网络内部数据的复用，优化传输效率，以及对移动网络内部数据进行压缩、融合等处理。6G网络将实现从传统面向用户的单一数据转发，到面向全要素的数据生产、消费全流程的转变。现有网络功能主要满足数据传输管道需求，无法更好地满足上述数据生命周期管理需求，因此需要引入数据控制功能、数据存储功能、数据处理功能等数据相关功能。这些数据功能可以位于UE、RAN和CN等。当这些功能彼此之间需要交互数据时，需要UE-RAN、UE-CN、RAN entity-RAN entity、RAN-CN、90、CN NF-CN NF之间的协议设计。这些数据面协议设计是决定数据面效率的核心要素，尤其是UE-RAN和UE-CN的空口数据面协议。为了简化协议复杂度和降低终端能耗，引入一种UE和网络之间的空口数据面协议栈。为了避免单个用例的碎片化方案和标准化开销，空口数据面协议栈提供统一的数据框架来满足感知数据和AI数据等移动网络内部数据的空口传输需求。同时，空口数据面协议栈通过引入数据服务应用协议（Data service application protocol，DSAP）和优化下层的传输协议来更好地支持大量数据传输和灵活数据终结点。6G引入数据面可以避免控制面承载大量非信令数据，以及用户面传输终结在移91、动网络内部。并且，引入数据面可以提供数据收集协调功能，避免各个节点分别收集数据引起的重复收集问题。同时，通过数据面的数据存储功能或消息框架等还可以支持所收集数据的复用。由于数据面协议栈与控制面/用户面协议栈解耦，因此数据面协议栈可通过引入新协议功能或优化协议功能配置来提升网络内部数据的数据传输效率。最后，数据面还有助于增强跨域数据协作，易于扩展满足新增需求。6G 技术体系白皮书（2024）295.1.1.65.1.1.6 控制节点与业务节点分离控制节点与业务节点分离随着智能交通、通感互联、空天一体等新型业务需求的日益多样化，6G不仅需要高中低全频段动态互补提供更高的性能，还需要拓展其能力边界，92、实现通信、感知、计算、AI等超越传统通信能力的融合。综合考虑多频段协同需求及通感算智多维能力融合需求，提出控制节点与业务节点分离的无线接入网架构。通过将无线网络的控制面与业务面分离，由不同的频段节点承载，可独立进行功能设计、性能优化与升级，满足不同组网场景的需要，实现网络能力的平滑扩展。低频段具有较广的覆盖范围，因此适合部署控制节点，以确保控制功能的广泛覆盖，而高频段则具有更高的带宽和容量，适合部署业务节点，以满足业务的深度覆盖需求。控制节点负责控制面处理，包括通信、计算和感知等多种功能的控制与协同，进行资源的协同管理。通过通信资源、计算资源和感知资源等的联合优化和调度，以实现网络性能的整体提93、升。控制节点是 6G系统功能广播与控制面的锚点，可以保证控制功能的可靠性，例如可靠的移动性管理和快速的业务接入。业务节点执行业务功能实现，可负责通信用户面、感知业务、计算业务等具体功能，通过即插即用的方式接入系统，并可快速升级。业务节点能够灵活地应对各种业务需求的变化，为用户提供更加优质、高效的服务。5.1.25.1.2 内生安全内生安全内生安全是一种实现 6G安全的理念和方法。强调将安全性作为核心要素和基本特征融入 6G网络全生命周期内，安全根植于 6G网络并与网络共生，解决当前网络中安全能力大部分只能以外挂式、补丁式方式叠加的问题；通过安全能力原子化等手段，实现安全能力的智能编排和灵活调度94、，促进网络安全能力从静态到动态，从被动到主动的转变，使 6G网络具备自我保护、自我修复和自我适应的能力，通过内在机制主动应对各种威胁和攻击，提升 6G网络整体的安全性和可靠性。6G网络架构以云化、服务化等核心设计为基础进行继承和发展，6G安全架构也应是继承式创新。然而从 2G到 5G，安全设计通常滞后并受限于通信网设计，采用外挂式、补丁式、安全功能点的方式守护网络，存在不高效、不健壮、不安全的问题，对通信和安全两方面的性能和效率均产生影响，因此，需要考虑安全架构与网络架构同步设计，并且将安全贯穿 6G网络全生命周期，实现一体化架构。同时，新业务、新技术带来的新需求往往需要引入新的安全能力，伴随95、网络自身业务处理环节的增多，持续叠加安全检6G 技术体系白皮书（2024）30测与防护机制，势必造成网络性能下降。因此，需考虑避免安全能力不断叠加造成性能下降，均衡安全与网络性能和功能需求。此外，需要根据网络柔性、动态扩展等特点，实现安全能力细粒度按需、弹性部署，动态适配网络和业务场景，满足 6G网络差异化需求，并能够快速适配部分应用集中授权、边缘自治等需求。基于以上分析，可信内生安全架构的设计，应遵循网络质量和能力、效率之间三角均衡的总体目标，根据适度安全、灵活适配、至简高效三大原则，将安全与信任融合，通过服务化及内生等手段，实现网络与安全一体的安全防护体系。具体设计原则如下：基于适度安全原96、则基于适度安全原则。将安全与信任融合，是对 CT、IT 信任和安全理念的融合与扩展。一方面实施安全机制可对抗攻击，另一方面利用信任机制可有效提升性能。通过安全和信任有效互补，可实现对抗和合作的结合，达到能力和效率的平衡。基于灵活适配的原则基于灵活适配的原则。以原子化、服务化为手段，一方面将安全功能原子化，根据网络及安全风险的变化，对安全功能进行编排和调度，实现安全能力按需部署和生长，降本增效；另一方面实现安全功能服务化，通过灵活调度适配差异化安全需求。在不确定的网络环境中建立安全机制，实现网络的确定性安全保障。基于至简高效的原则基于至简高效的原则。通过网元内置安全、流程内嵌安全、网络架构内驱安97、全，构造网络“点（网元）线（网络流程）面（网络架构）”内生的安全防护体系，实现以安护网、以网强安、网安一体的目标。基于可信内生安全架构设计的三大原则，结合 6G网络“三体四层五面”的逻辑架构中安全面的定义，充分融合信任与安全两个理念，基于信任机制构建符合预期的网络生态，基于安全机制实现确定性安全保障，提出 6G可信内生安全架构31（如图 5-5）。图 5-5 6G 可信内生安全架构6G 技术体系白皮书（2024）31此架构中的安全面将安全能力与网元/网络特性充分融合，协同各类分布式安全能力以及与安全相关的各项机制，增加网络主动感知和主动防御的能力，提供异网融合场景下的高安全防护能力，并对应用赋98、能。当网络环境或安全状态发生变化时，安全决策层做出响应指示，安全编排层调度安全能力层做出策略调整，或进行响应与处置，通过各安全层级的共同作用，形成“检测、响应、预测、预防”一体化的自适应安全机制。安全面可从安全能力、安全编排和安全决策三个层次构建：安全能力层是对物理安全资源的抽象。包括信任使能单元和安全原子能力两大部分，信任使能单元执行具体的信任业务功能，安全原子能力是拆分后的原子化安全能力。安全能力层接受安全编排层的编排与调度，实现安全能力在网络中按需部署、灵活调度，以支持对网络、服务和用户的保护。安全编排层接受安全决策层下发的决策，基于资源编排与调度能力，通过软件定义安全技术，对安全能力层99、进行统一控制和策略管理，实现安全能力调度及信任与安全协同等。安全决策层是可信内生安全架构的大脑，协同人工智能分析能力，实现智能分析，输出安全态势、威胁情报以及安全策略等；与数字孪生体联动，进行安全推演，实现安全运维的分析及调优；作为安全服务对外输出的接口，实现安全服务能力的整合与输出。此外，6G安全面可充分与 6G新增各体各面协作，通过计算面驱动安全分析效率提升，数据面驱动安全分析能力提升，孪生体驱动安全确定性提升，管理编排提驱动安全协同效果提升，全面提升 6G安全分析的效率、确定性、协同性等。6G可信内生安全架构的设计，坚持内生安全的总体思想，基于适度安全、灵活适配、至简高效的三大设计原则，100、实现从外挂向内生、从被动向主动、从静态向动态以及从孤立向协同四个转变的目标，构建主动、智能、弹性、高效的 6G可信内生安全体系。5.1.35.1.3 空天地一体空天地一体受限于建网成本和和覆盖范围，仅仅依靠地面通信系统无法在全球任何地方提供高速率和高可靠性的无线接入服务，特别是在一些偏远和环境恶劣的高山、海上等地区。因此，空天地一体化网络（Space-Air-Ground Integrated Network，SAGIN）引起国内外学术界与产业界的广泛关注。针对偏远地区、海域空域、灾害救援等场景下的互联网接入和宽带数据传输需求，6G天基、空基、地基网络将深度融合，组成一张空天地一体化全域覆盖的101、网络，将卫星通信网络作为地面通信网络的重要补充与延伸，实现星地互联互通，网络灵活部署，拓展地面通信业务范围，降低业务成本。6G 技术体系白皮书（2024）32空天地异构接入和立体组网环境下，高动态、异体制、多要素网络资源与传统移动通信的规划式、集中式、单一式网络架构难以高效匹配，面向 6G泛在连接和服务需求，需要解决分布式、时变性、异构式网络形态与一体式网络架构设计的矛盾，解决空天环境受限网络资源与多样化、强保障、可编排、可调度需求的矛盾，解决动态性、按需式、差异化、弹性化服务颗粒度与融合、智能、高效、可靠网络功能组织的矛盾，在架构层面实现面向空天地异构网络的端到端服务供给。6G空天地一体化网102、络通过集中+分布的协同组网，扩展 5G以NRF、SCP为核心的服务化框架，为广域、分布式、全服务化网络提供基础，实现资源、路由、功能、业务层面的分布式管理，并实现自生长、自优化、自演进的网络自治。传统地面网络的集中式网络部署方式，结合高轨、中轨、低轨、高空、移动、固定不同区位的资源和通信特征，构建分布式单元，每个分布式单元具备完整的控制和数据转发功能。基于网元功能轻量化、原子化及网络功能灵活编排，支持多轨、多层异构网络高效协同组网，实现空天地一体网络信息安全可信共享和互联互通。图 5-6 空天地一体网络控制面：控制面：面向 6G空天地一体广域覆盖新场景新需求，网络需要增加对天基计算、存储、安全103、，以及天地一体感知、节能等能力的支持。增强已有NF、增加天基控制NF、增加各面顶层控制NF，实现更强的移动性管理等传统控制，并提供新型控制能力，以及对新增各面的总体控制。用户面：用户面：继续深化传统UPF服务化水平，并针对空天地一体分布式节点，提供策略管理、数据传输、信息开放、服务管理等服务化接口，增强天基地基用户面协议栈，实现更高效和多样化的空间数据传输。数据面数据面：以数据的高效可靠存储读写为核心，结合天基地基网路数据服务编排等控制，设计新增独立数据面，通过定义标准化的数据服务功能，实现数据服务解耦。基于控制面增强以支持数据服务、移动性管理等协同的全局控制，以及数据面的服务控制和执行，实现104、对空天地一体网络数据、天空地用户数据、AI等新型数据的全流程处理。6G 技术体系白皮书（2024）33计算面计算面：以高性能计算以及分布式边缘计算为核心，新增空天地一体计算资源管理、空天地一体计算任务编排、空天地一体计算任务执行等服务，并增强传统控制面支持空天地一体计算会话、卫星移动性管理、天地算网协同等全局控制，实现空天地一体计算服务的按需高效供给。安全面安全面：以信任+安全为核心理念，从能力、控制、决策三个方面设计 6G空天地一体安全面。从外挂到内生，提升空天地一体自免疫能力；从被动到主动，提升空天地一体风险感知能力；从静态到动态，提升空间防护精细化；从孤立到协同，提升空间安全智能化，全面105、构建内生、主动、动态、协同的可信安全体系。五面协同五面协同：通过增强传统控制面和用户面，新增独立数据面、计算面和安全面，形成解耦的“五面”功能，并通过新型控制面对其他各面的总体控制，实现“五面”协同，使能空天地一体、分布式自治新场景新需求，为空天地用户提供灵活按需的移动信息服务。5.1.45.1.4 网络数字孪生网络数字孪生网络数字孪生是以数字化方式创建物理网络实体的虚拟孪生体，通过与物理网络实体之间的实时映射和交互，赋能网络实现闭环自治35。具体来说，数字孪生技术在网络中应用将助力实现网络流量、业务、资源、状态的全方位立体可视，将物理网络由“黑盒”变成“白盒”；助力实现从设备到网络的全生命周106、期精细化管理，可回顾过去、预测未来；基于数字孪生的预测、分析、仿真和验证能力，对网络策略和变更进行迭代验证和自闭环控制，助力实现自学习、自验证、自演进的智能自治网络；基于数字孪生对创新技术方案进行充分验证后部署至实体网络，降低现网的试错风险和成本，助力网络新技术研究。核心网数字孪生核心网数字孪生为实现将网络数字孪生映射到 6G网络架构设计，需要在“三体四层五面”6G网络架构中新增数字孪生体，数字孪生体通过数据面的数据采集处理机制与物理网络实现实时数据交互，基于孪生模型生成网络孪生实例，实现对物理网络本体的行为、状态、环境、配置等进行全部或部分还原，满足网络性能和状态的评估、网络策略优化和配置变107、更的预验证需求，提升网络决策和部署的可靠性。通过内外闭环，助力 6G网络实现智能自治，达成柔性网络和智慧内生等目标。核心网数字孪生网络的关键技术包括：全景数据服务技术、全生命周期建模技术、全域智能编排技术、全向协议接口技术、全维网络可视技术36。其中，全景数据服务技术是指通过目标驱动的数据采集，AI助力的数据生成和优化技术，高效构建孪生数据6G 技术体系白皮书（2024）34集，并通过统一服务接口提供数据服务。全生命周期建模技术是指综合利用网络模拟、仿真、数学分析、AI建模等多种技术构建网络孪生模型，结合按需编排完成对实体网络的高保真映射。全域智能编排技术是指通过智能化编排手段，实现虚实网络双108、闭环优化控制，达到孪生网络自动化管理、策略自动优化，进而降低管理开销与策略部署风险。全向协议接口技术是指通过意图驱动、多协议解析和适配技术，解决异构接口的兼容性和可扩展性问题。全维网络可视技术是指基于业务需求，构建不同维度、不同级别的网络评估、分析和关联能力，实现对网络的全维时空立体可视。接入网数字孪生接入网数字孪生数字孪生作为一种新的范式，正加速推动物理网络和虚拟网络的深度融合，为网络的数字化、智能化转型带来新的契机。基于数字孪生的自治网络是解决因部署规模日益庞大和多网并存所导致的网络运维难的有效手段。6G需要从网络架构设计之初就以内生的形式引入网络的数字孪生，保证高效的数据获取和对不同场景109、的建模、验证能力，并结合AI的应用实现高度的网络自治37。数字孪生网络有望实现针对各种潜在的新能力与新服务，高效地进行功能、性能的预验证，降低现网验证的风险和成本，达到网络端到端全生命周期的孪生自治。为进一步提升网络高水平自治能力，降低网络试错风险和成本，接入网数字孪生架构应遵循可精准感知性、可自主控制性、可高效验证性、可快速迭代性、可扩展演进性等设计原则，使 6G网络具备实时性和高精度的数据感知能力、对策略高效精准的验证能力、闭环自主优化控制能力，新技术、新功能、新需求等的快速更新迭代能力以及支持基于业务需求的弹性扩展演进能力。接入网数字孪生面临的挑战主要包括：一是如何采集与优化数据，面对海110、量的多源异构数据，如何轻量化、实时性采集，并优化构造成高分辨率统一数据集；二是如何精准、高效建模，面对功能复杂的网络，如何构建高精度、高效率的孪生模型，且模型之间互联互通，实现多模型的联合优化；三是如何高性能预验证，使模型形成的网络功能和性能优化策略在孪生层完成快速且准确的预验证；四是如何协同异构资源，不同厂商之间，协议接口的不同、资源异构，协议接口兼容性、扩展性面临新的挑战；五是如何平衡可视性能和算力消耗，可视化性能和算力资源的消耗面临挑战。在顶层架构设计方面，提出一种面向无线的集中式和分布式相结合的数字孪生自治网络架构38。在数据优化方面，利用生成式神经网络对现网采集数据进行增广，实现对用111、户分布和波束图样的多样化建模，可用于构建更丰富的数字孪生网络环境，降低预验证误差，预验证精度可达 90%39。在预验证方面，提出基于长短时预测机制的预验证技术，可解决网络决策算法预先迭代优化、网络决策与物理网络状态匹配问题，提升业务性能，基站执行时延降低 20%40。融合数字孪生使能技术的无线数字孪生网络，6G 技术体系白皮书（2024）35将在网络自治和网络智能生成方面不断发展，优化和自适应网络和服务的各种场景和部署，实现网络规划、建设、维护、优化、运营等全生命周期的高度孪生自治。5.25.2 无线组网领域无线组网领域6G应用场景更丰富，频段资源更多、更高，网络部署方式更复杂，驱动组网技术向112、多维异构融合方向发展，通过无蜂窝组网、多频融合组网、广域微域融合组网以及空天地一体组网等技术实现网络拓展频谱资源及网络边界，提供差异化、特定化服务，满足用户体验的极致性与一致性。无蜂窝组网通过分布式天线优化信号覆盖，提升频谱效率，为多频融合提供高效的信号传输方式，同时与广域微域融合组网结合实现更精细化的网络覆盖。多频融合组网动态按需部署低中高多种频段资源，实现全频谱通信，提高网络的灵活性和鲁棒性，与无蜂窝技术结合进一步提升网络容量和覆盖范围，同时为广域微域融合组网提供多频段的通信能力。广域微域融合组网实现从广域到微域的无缝覆盖，高效处理本地业务，利用无蜂窝组网的分布式特性和多频融合组网的频谱资113、源，增强用户短距极致性能体验。空天地一体组网深度融合卫星与地面网络，实现全球无缝覆盖，满足用户泛在连接需求，通过与其他组网技术结合，提供更为稳定和可靠的通信保障。这些融合组网技术不仅提升了网络性能，为 6G网络的全场景应用奠定了基础，构建更加灵活、智能和可扩展的未来通信网络，也为实现网络协作通感提供了天然优势，通过组网环境下的多节点智能协作，低成本赋能网络泛在、高精度感知能力。5.2.15.2.1 多维异构组网多维异构组网5.2.1.15.2.1.1 无蜂窝组网无蜂窝组网为凸显运营商网络优势，充分利用“网”的能力，面向未来流量更加广域分布、现场接入需求更加迫切的要求，6G网络的MIMO形态需要114、探索由集中式规划向分布式转变的方式。5G网络中基站的负载差异明显，存在显著的潮汐效应，而每个基站都是按照规划所需的最大能力进行软硬件配置的，这就导致网络中存在硬件处理能力的限制和浪费。尤其是在大规模MIMO系统中，如何充分利用和挖掘基站设备的最大算力和通信能力也是6G系统中需要解决的重要问题。因此，无蜂窝组网技术（cell-free）应运而生，通过通感算融合对网络软硬件算力进行合理分配及动态簇选择和资源调度分配，最大程度挖掘和利用网络设备的算力能力及通信能力。同时，以RAN节点协作为基础，融合多频段，在特定场景、较大地理范6G 技术体系白皮书（2024）36围内，实现终端侧连接无中断、一致性体115、验等目标。通过架构、协议、网络设备的一体化设计，实现“以用户为中心”个性化的内生cell-free功能。对此，开发了具有 64 个收发天线的cell free MIMO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。5.2.1.25.2.1.2 多频融合组网多频融合组网未来无线网络将是由 6GHz以下低频段、中频段、毫米波、太赫兹、可见光等全频段资源相互协同、深度融合的网络，可基于多频段的动态互补满足多样化的场景需求。现有的多频段融合组网技术协议体系众多，包括载波聚合(CA，carrier aggregation）、双连接(DC，Dual-connectiv116、ity)、补充上行链路（SUL，supplementary uplink）等，每个载波独立管理，灵活性差。基于“由叠加式向一体式转变”的设计原则，提出一种一种新型的频谱聚合技术新型的频谱聚合技术，通过多个载波的共基带处理，实现中频率、毫米波、太赫兹等多频段载波的灵活使用。针对全系统流程进行设计针对全系统流程进行设计，包括空闲态的接入和寻呼包括空闲态的接入和寻呼、连接态的调度和反馈连接态的调度和反馈、移动移动性管理性管理、传输模式的配置等传输模式的配置等，可实现快速接入和可实现快速接入和“零中断零中断”传输传输，满足用户需求满足用户需求。通过多个载波的上下行完全解耦，实现终端的多载波快速接入，更117、快进入满足QoS需求的连接态；通过将多个载波看成一个小区，实现终端的“零中断”传输，满足用户一致性体验需求；通过多个载波的同一MAC管理，实现同一调度、同一HARQ，既能从基站侧简化网络多载波管理，灵活适配UE对带宽的需求，又能从终端侧高效灵活利用多个频谱，保证终端总是选择最优链路。新型频谱聚合技术将实现以用户为中心，使能高速率+低时延+高可靠+广覆盖的极致体验与一致性用户体验在 6G网络下成为可能41。5.2.1.35.2.1.3 广域微域融合组网广域微域融合组网6G愿景推动社会走向“万物智联、数字孪生”，实现虚拟世界、生物世界和物理世界的融合交互，解决从广域到局域及微域的全场景、全区域覆盖118、。其中，广域指由运营广域指由运营商提供信息通信及可管可控连接和传输的无线蜂窝网络商提供信息通信及可管可控连接和传输的无线蜂窝网络，而微域指在特定实体中而微域指在特定实体中（如车如车内内、人体人体、家庭内等家庭内等）或微小区域范围内部署形成的小型无线网络或微小区域范围内部署形成的小型无线网络，支持本地业务处理不出域，且能提供微域内极致性能服务42。6G潜在应用场景如沉浸式体验、数字孪生人、智慧交互等对网络覆盖范围需求小，对短距离通信需求大，同时在传统性能指标基础上，对极致性能提出了更高要求，从而驱动网络覆盖需向更小更微渗入；此外终端类型多样化、业务场景需求差异化急需“微而精”的微域网络提供定制化119、服务。而针对海量终端超高密集部署场景，如传感器的数据采集与传输，无需所有终端都同时接入广域6G 技术体系白皮书（2024）37网络，可考虑将这些终端的数据在微域内汇聚，再通过汇聚的统一节点与广域网交互通信，从而大大减少广域网络负载，提高频谱资源利用率。因此，6G可考虑将微域通信纳入将微域通信纳入广域广域端到端传输框架进行一体化设计端到端传输框架进行一体化设计，形成广域微形成广域微域融合网络域融合网络，即通过延展传统移动通信网络的部署及功能边界，实现在广域网络末端支持微域网络连接，构建类似网中小网的组网形态，在广域网协同控制下，充分发挥微域的短距离通信优势，从而支持超高速率、超高传输可靠性、超密120、集部署以及超低传输时延等极致性能体验需求。广域微域融合技术可分为异制式融合与同制式融合广域微域融合技术可分为异制式融合与同制式融合。其中，异制式融合指将移动通信与传统短距通信技术（如WiFi、蓝牙等）融合，但现有短距离通信技术及标准私有协议多，大多工作于非授权频谱或专用频谱，多种技术共存难免会导致干扰问题，无法保证极致通信性能需求；同制式融合可实现广域微域统一技术体制，形成集中式加分布式的网络形式，做到资源统一调度与干扰可控，提高传输可靠性，降低传输时间，使能“一张网”同时兼顾广域连续覆盖与微域特殊场景覆盖需求，解决从广域到微域的全场景、全区域覆盖问题。广域微域融合的核心挑战在于如何使用一套技121、术体制满足广域微域融合的核心挑战在于如何使用一套技术体制满足 6G6G多样化业务的差异化多样化业务的差异化需求需求，以及干扰协同及使能微域内极致性能传输技术以及干扰协同及使能微域内极致性能传输技术。广域微域融合复杂而多样的部署场景及微域的动态移动性，导致网间干扰严重，且具有多样性、动态性、突发性等特点，需突破多域间网络协调与协同传输问题，设计更加鲁棒的资源调度、干扰管理等机制来提升用户性能体验。例如，攻关广域微域融合干扰抑制技术，设计基于广域协同微域资源选择的集中式迭代方案，解决微域移动性导致的干扰动态性问题，实现至少 6 个 9 的数据包传输可靠性；设计广域辅助微域的接入、资源调度、功率控制122、等空口传输方案，提高支持微域本地业务不出域处理及满足极致性能业务传输体验（如百us级超低闭环传输时延）可能性43。5.2.1.45.2.1.4 空天地一体组网空天地一体组网随着网络接入类型多样化、业务需求复杂化、用户规模指数化、通信资源稀缺化，现有的星地松耦合独立部署模式已经无法满足面向 6G的空天地一体融合网络需求，需开展面向 6G的技术研究使卫星与地面网络采用统一的空口技术体系，兼顾卫星和地面传输的差异性，最大程度实现星地网络的有机融合。空天地一体融合网络的空口设计总体目标是面向空、天、地、海等泛在连接场景，支持参数化可配置可裁剪的统一空口架构设计。首先，为了保障终端快速接入与网络可靠传输123、，需结合空天地场景研究包含波形、多址接入、时频同步、极简接入以及覆盖增强等关键技术；其次，适用于手机直连卫星6G 技术体系白皮书（2024）38场景的Sub-6GHz频率资源紧张、频谱资源利用率较低，而为低轨卫星网络分配独立Sub-6GHz频段难度较大，采用星地统一频率分配机制需积极开展分布式频谱感知、高效干扰抑制及动态干扰规避等关键技术研究，避免星地间频率干扰。另外，在空天地一体融合网络架构中，网络拓扑呈现高速移动特性，导致用户频繁切换，这会增加业务中断概率，降低网络鲁棒性且增大业务协同信令开销，需要发展动态灵活的无线网络资源管理技术，如开展基于星地协同管控的卫星波束管理技术、星载捷变跳波束124、技术，促进地面网络深度参与卫星资源的管理调度来提高星地协同覆盖效果，支持透明转发架构和再生架构的性能优化，降低系统建设成本；引入基于星地智能动态协作网元，实现星地动态感知、快速交互、统筹调度、协同控制，在降低协同复杂度的同时保障服务质量；研究基于高中低轨卫星的分层协作机制，提升全局性能和建设效率。5.2.25.2.2 网络协作通感网络协作通感6G新技术、新业务驱动传统通信网络向新一代移动信息网络加速转型,感知与通信融合是未来网络的重要特征，通过“一网两用”的设计，可充分利用移动通信网络规模和性能优势，高效助力万物智联。然而，在一张网中实现两个完全不同领域的能力面临着通感融合设计难题以及通感能力125、-网络效率-网络质量三角冲突等挑战44。为应对该挑战，需要网络化通感一体技术，基于网络进行全局最优的系统创新，实现通感能力-网络效率-网络质量的三角均衡。为实现网络化通感一体，提出点簇网多维协同设计，实现“可感知”到“高质量通感网”的跃升。“点协同”是通感一体的关键基石，需重点攻关一体化空口、一体化硬件难题，实现资源高效协同、通信与感知能力融合内生。“簇协同”是提升性能的必由之路，具有更高直射径概率、更强接收能量和更优协作增益的优点，将赋能感知精度成倍提升。为实现“簇”协同，仍需攻关高精度同步、动态簇构建、多层联合处理三大关键技术。“网协同”是增强质量的核心要务，通过全局节点间高效协同，实现干126、扰识别与定位、干扰消除与智控以及统一的干扰管控架构，重点解决网络内的干扰问题。基于点簇网多维协同系统设计，网络化通感一体将低成本赋能网络泛在、高精度感知能力，助力高质量通感网构建。为解决上述关键难题，提出系列创新方案：1）在点协同方面，提出统一资源分配与调度机制以及自适应低复杂度、超分辨感知算法，实现通感资源最佳折中；2）在簇协同方面，提出了基于参考径、双程收发等同步误差消除方案，显著降低了时间异步、频率偏差对高精度感知的影响，使能网络协作感知；提出了多点数据融合方案，突破单节点感知精度提升瓶颈，实现感知精度成倍提升；3）在网协同方面，提出时-频-空-码6G 技术体系白皮书（2024）39-功127、率多维干扰控制方法以及统一的干扰管控架构，解决网络干扰顽疾；4）针对A发A收和A发B收两种网络架构，提出鱼鳞组网、环状组网两套组网方案，相比传统组网方案，显著降低了感知开销。此外，研发高性能网络协作通感原型样机，在感知资源不超过 10%时实现 500 米小型无人机亚米级感知精度、车辆与行人多目标高分辨率探测。5.35.3 无线通信领域无线通信领域5G-A演进和 6G在无线通信技术方向的发展趋势是总体趋同的。作为 5G的演进和增强，5G-A连接速率和时延等网络能力相比 5G已实现 10 倍的提升，而 6G相比 5G-A演进在沉浸式通信（超高速率）、大规模通信（海量连接）、极高可靠与低时延通信等无128、线通信性能指标方面将实现量级提升。面向沉浸式通信，4G/5G时代大规模天线（Massive MIMO）技术的广泛运用，极大提升了峰值速率、频谱效率，成为无线通信领域的标志性技术。一方面，面向 6G网络的峰值速率、用户体验速率和谱效提升的指标需求，新型MIMO技术仍是提供网络能力增长的关键潜在技术，需要在现有MIMO技术的基础上面向超大规模天线阵列增强设计；同时，也需要持续提升空口智能化水平，通过引入空口AI技术进一步降低传输开销、提升频谱效率和网络能效。另一方面，未来网络业务量的增长及极致用户体验需要超大带宽资源，6G可面向更高频段开辟新频谱，但更高频段意味着空间的传输损耗增大，为实现立体化的129、网络覆盖，满足不同场景间的无缝切换和业务连续性，降低大规模天线阵列和高频段带来的能耗和成本，可使用智能超表面技术实现对空间电磁波的按需调控，改善电磁波的传播环境，进一步提升频谱效率和网络覆盖。面向大规模通信和极高可靠与低时延通信，需要进一步考虑将 6G网络能力与行业应用需求深度融合。一方面，如何实现极低功耗、极低成本下的海量连接、广域覆盖、全域感知，新型无源物联及新型多址接入等关键技术亟待突破。另一方面，在 5G-A网络实现超可靠低时延通信（uRLLC）的基础上，如何面向 6G新业务和新场景，进一步降低网络时延、提升网络可靠性，满足更加高级的行业客户需求，还需要在确定性网络技术、6G系统参数和130、帧结构设计等方面进行增强。5.3.15.3.1 智能空口智能空口智能空口（空口AI）技术是满足 5G-A和 6G更复杂场景和需求的关键技术方向。当前业界空口AI技术有一定进展，但实用性方面存在巨大挑战，主要表现为：一是效率低，包括算法复杂度高、数据开销大、算力需求高、通用性差等；二是能力弱，算法跨场景6G 技术体系白皮书（2024）40泛化性弱，不能匹配网络的大动态变化；三是质量差，传统网络架构不支持实时空口AI推理，可靠性难以保证。为了解决上述效率低和能力弱的问题，业界开展多方面研究：提出“能力（网络容量等KPI）-效率（资源效率、代价开销等）-质量（实时性、可靠性等）”三角均衡优化的总体评131、估方法与框架45，以实现多场景下系统综合效能（谱效与能效加权）最大化的优化目标。基于均衡优化方法，提出AI与通信深度融合的大规模MIMO信道获取系列方法46，破解单场景下能力和效率之间的矛盾。提出系列低开销、高效率的泛化性提升方法，提升面向多场景的网络效率和质量，包括基于基站无监督学习神经网络的低开销泛化性提升方法、基于单编码器多译码器架构的泛化性提升方法47等。经多个数据集测试，可有效提升大规模MIMO系统的信道信息反馈效率，反馈开销比 3GPP eTypeII码本降低 70%，同时在多个典型通信场景中的泛化能力得到大幅度提升（4dB以上）。为提升AI内生网络质量，最大化发挥空口AI算法的价132、值，提出支持实时空口AI推理的新型接入网架构和协议48，支持无线网络内生AI全生命周期管理，支撑空口AI的关键四要素深度融合和协同，即数据、AI模型、算力与通信连接。5.3.25.3.2 E-E-MIMOMIMO在 6G时代，MIMO技术将向更高维度的扩展，也称为超维度MIMO（Extreme MIMO）,MIMO技术不仅可以提高系统的传输效率，也在通感融合、高精度定位和网络节能方面扮演更重要的作用。通过MIMO技术和大规模天线阵列的融合，支持系统容量的提升、通信感知的阵列复用以及网络的精准节能。面向 6G网络峰值速率、用户体验速率和谱效提升的指标需求，MIMO技术仍是提供网络能力增长的关键技133、术。虽然通过增加天线数量，可以提高有限频谱资源下的频谱效率，但是随着天线数量的增加，谱效的提升增益逐渐趋于平缓，而随之带来的能耗和成本问题逐渐凸显。因此，6G网络超维度MIMO技术演进的难点和突破点在于如何在天线面板尺寸、部署成本、功耗、覆盖等实际因素受限的条件下，可持续性地提升空口频谱效率性能。通过设计新型天线形态架构、材料工艺和信号处理方式，采用集中式/分布式超大规模MIMO、网络MIMO等新型MIMO技术，保证服务质量的同时进一步提升网络频谱利用率，实现更高的空口传输性能和系统能效。6G 技术体系白皮书（2024）41针对MIMO系统单站空间维度扩展难，中心和边缘用户服务质量不均衡，覆盖134、范围缩小等问题，提出网络MIMO系统架构和基于空时信号联合处理的Pseudo MIMO技术，攻关高精度空口校准、以用户为中心的全动态协作簇构建、单通道多流传输、高速可重构MIMO架构设计等核心问题，实现容量提升和鲁棒性增强，边缘速率提升 30%，搭建超大规模MIMO动态协作传输原型平台，该平台为业界首个支持 48 流数据传输、系统频谱效率超过 200 bps/Hz的动态协作MIMO试验平台，达到业界领先水平，并搭建Pseudo MIMO仪表测试环境，业界首次通过ns级天线重构，实现“单”天线多流多载波信息的可靠传输。针对近场、非平稳等新的信道特性，开展了信道建模研究，为更高频段超大规模MIMO135、性能评估打下坚实基础。5.3.35.3.3 智能超表面智能超表面为实现立体化的网络覆盖，满足不同场景间的无缝切换和业务连续性，降低现有网络中大规模天线阵列和高频段带来的能耗和成本，智能超表面技术可以通过数字编程的方式动态调控具有低成本、低能效特征的超材料单元的响应特性，实现对空间电磁波的调控，从而改善电磁波的传播环境。智能超表面技术基于不同的应用模式可采用不同的技术发展策略，当用于信号反射时可作为中继节点进行覆盖增强，当作为发射机时可支持新型大规模天线阵列系统的设计，有效降低系统能耗。基于分布式设计原则，利用智能超表面易部署的特征，在未来网络中实现泛在的分布式部署，例如大厦立面、广告牌、汽车天136、窗等，网络侧基于特定的性能指标，通过协调控制环境中的多个智能超表面的相位，实现立体式、全空间的覆盖、容量以及感知能力的提升49。通过网络侧到智能超表面控制接口的标准化、智能超表面辅助端到端传输方案设计、波束赋形相关算法设计，可实现智能超表面与网络侧和终端之间的深度耦合，实现通信环境的优化和重塑，实现立体化的网络覆盖50-54。通过超材料单元结构设计、节能控制方案、以及定制化芯片的推动，可实现低成本、低功耗的大规模部署55。5.3.45.3.4 新型物联与多址新型物联与多址5.3.4.15.3.4.1 新型无源物联新型无源物联万物互联是 6G的重要愿景之一。6G阶段需面向局域盘点、广域跟踪、全域137、管理等全场景，提供通信距离增强、接入效率提升、感知能力拓展等全量服务能力。千亿甚至万亿级的连接及多样化数据采集对 6G物联网的链接能力和支持场景提出了更高的要求，一是要求连接范围更大更广，数量更多；二是要求成本更低、功耗更低，且具备易部署、6G 技术体系白皮书（2024）42免维护等能力；三是对近零功耗下的多传感融合感知能力提出更高要求56。新型无源物联网终端免电池，具有零功耗、低成本、易部署的典型优势，通过架构创新、协议创新、算法创新、能力创新，打造全程全网全域的“AI+通感识”服务能力，支持全生产要素-全流程-全生命周期的智能化管理，构建万物互联新业态。但如何实现极低功耗、极低成本下的海量138、连接、广域覆盖、全域感知，新型无源物联网在底层技术及产业层面仍需突破。运营商全面布局无源物联网体系架构、技术创新、标准制定、产业推动，以技术创新带动产业发展，实现新型无源物联网创新引领。在体系架构方面体系架构方面，构建新型无源物联网体系架构，通过直连、中继等多种架构构建局域、广域各类网络服务能力，满足全要素可感可连，全流程可管可控，全面布局顶层设计、关键技术、原型研发、生态建设；在技术攻关方面技术攻关方面，面向海量连接、广域覆盖等需求，推进 6G新型物联技术研究。面向空口覆盖增强方案，创新高效调制编码方式与多址接入机制、高效规模组网等技术，不断提升系统上下行链路预算，实现海量标签高效识别，以及139、标签数据全域管控，覆盖能力较传统RFID技术提升 20 倍以上，接入效率优化 15 倍以上，并完成业内首个新型无源物联网体系化技术验证，单标签通信距离突破230 米；面向标签增强和感知扩展方案，以实现能量受限场景下的可靠通信为目标，通过光能及射频复合能量采集存储、宽带射频能量接收等技术，持续优化标签侧能量转化效率，实现极低功耗多维感知信息高效采集、处理、传输与应用，有力支撑无源化能耗管理场景的应用需求。通过新型无源物联网技术创新，有望构建万物互联能力底座，为运营商引入新的连接要素，扩大物联网连接广度和深度，在CHBN+VG各领域均有广阔的应用潜力，未来基于海量数据的价值服务空间更为可观。5.3140、.4.25.3.4.2 新型编码多址新型编码多址目前，3GPP R19 版本标准中新定义了无源物联网（Ambient IoT）业务，在室内和室外条件下分别需要满足 0.25-1.5 个/m2和 0.001-0.01 个/m2的设备连接密度，且系统负载会受业务到达率、并发数等随机因素影响，另外，无源物联网采用的是下行触发式的接入方式，而不是传统的主动接入方式，这就导致并发接入概率大幅度增强，因此需要多址接入技术的进一步演进，以更加高效地支持用户接入和数据传输。另一方面，国际电信联盟（ITU-R）已经确立了6G的六大典型场景，其中超大规模连接需要满足106-108设备/km2 连接数密度要求。因此141、，亟需面向未来海量无源物联场景研究新型多址接入技术。无源稀疏叠加多址技术将用户数据拆分成两个支路，其中，第一支路用于用户的激活检测和信道估计，第二支路用于剩余数据的叠加传输。建立两个支路之间的耦合关系，6G 技术体系白皮书（2024）43通过第一支路的压缩感知处理，可以更加高效地支持第二支路的多用户数据的叠加传输和检测。该技术通过压缩感知和多用户信道编码，相比于传统的非正交多址（NOMA：Non-Orthgonal Multiple Access）方案，理论上可以实现 10 倍的接入用户数的提升58,59，有望进一步满足海量无源物联场景的需求。另外，非正交多址技术也可以结合无源物联网低功耗低复142、杂度特点，结合空域、功率、码域、频域等进一步增强，以实现更大容量的接入。6 6、总结及展望、总结及展望本白皮书的 6G技术体系希望为下一步确定 6G概念系统设计提供基础框架，为协同产业合作伙伴研制 6G概念系统样机、开展端到端的 6G系统整机验证提供重要前提，助力加快推动 6G技术标准制定和产品形态选型等。6G 技术体系白皮书（2024）44单位简称对应表单位简称对应表单位简称单位简称单位全称单位全称爱立信爱立信（中国）通信有限公司OPPOOPPO 广东移动通信有限公司vivo维沃移动通信有限公司北大北京大学北交大北京交通大学北理工北京理工大学北邮北京邮电大学电子科大电子科技大学东南东南大学泛143、联院中关村泛联移动通信技术创新应用研究院复旦复旦大学华为华为技术有限公司华中科大华中科技大学联想联想集团有限公司南大南京大学南方电网中国南方电网有限责任公司诺基亚诺基亚公司清华清华大学上大上海大学上交大上海交通大学思特奇北京思特奇信息技术股份有限公司西安交大西安交通大学西电西安电子科技大学西南交大西南交通大学小米小米科技有限责任公司新华三新华三技术有限公司信通院中国信息通信研究院信息工程大学中国人民解放军战略支援部队信息工程大学星网中国卫星网络集团有限公司亚信亚信科技控股有限公司浙大浙江大学中国电信中国电信集团有限公司中国联通中国联合网络通信集团有限公司中国通号中国铁路通信信号集团有限公司中国144、移动中国移动通信集团有限公司中国中车中国中车股份有限公司中科大中国科学技术大学中科院中国科学院中信科移动中信科移动通信技术股份有限公司中兴中兴通讯股份有限公司紫光展锐紫光展锐（上海）科技有限公司6G 技术体系白皮书（2024）45参考文献参考文献1 中国移动,2030+愿景与需求,2019.2 中国移动,2030+愿景与需求第二版,2020.3 Liu G,Huang Y,Li N,et al.,Vision,Requirements and Network Architecture of6G Mobile Network Beyond 2030,China Communications,vo145、l.17,no.9,pp.92-104,2020.4 Huang Y,Jin J,Lou M,et al.,6G Mobile Network Requirements and TechnicalFeasibility Study,China Communications,vol.19,no.6,pp.123-136,June 2022.5 IMT-2030（6G）需求组,6G 总体愿景与潜在关键技术,2021.6 IMT-2030（6G）需求组,6G 典型场景和关键能力,2022.7 ITU-R R-REC-M.2160,Framework and Overall Objectives of146、 the Future 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中国移动,网络协作通感一体化技术白皮书,2023.45 中国移动,6G 物理层 AI 关键技术白皮书,2022.46 2022 年信息通信领域重大科156、技进展,https:/www.china- Li X,Guo J,Wen C-K,S.Jin,et al.,Multi-Task Learning-Based CSI FeedbackDesign in Multiple Scenarios,in IEEE Transactions on Communications,vol.71,no.12,pp.7039-7055,Dec.2023.48 Han S,Xie T,Lin C,Artificial-Intelligence-Enabled Air Interface for 6G:Solutions,Challenges,andStandar157、dizationImpacts,IEEECommunicationsMagazine,vol.58,no.10,pp.73-79,Oct.2020.49 中国移动,面向网络协作的智能超表面技术白皮书,2023.50 Yuan Y,Wu D,Huang Y,et al.,Reconfigurable Intelligent Surface Relay:Lessonsof the Past and Strategies for Its Success.IEEE Communications Magazine,2022,60(12):117-123.51 Yuan Y,Gu Q,Wang A,et 158、al.,Recent Progress in Research and Development ofReconfigurable Intelligent Surface,ZTE Communications,2022,20(1):3-13.52 Gu Q,Wu D,Su X,et al.,System-level Simulation of RIS assisted WirelessCommunications System,2022 IEEE Global Communications Conference(GLOBECOM6G 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