2030+愿景与需求报告

1前言....................................................................................................................................12总体发展理念....................................................................................................................232030+愿景与场景..............................................................................................................43.1愿景：数字孪生，智能泛在.....................................................................................43.2应用场景.....................................................................................................................63.2.1智享生活..............................................................................................................63.2.2智赋生产..............................................................................................................93.2.3智焕社会...........................................................................................................1042030+网络性能指标需求................................................................................................1452030+网络特征构想........................................................................................................155.1按需服务的网络.......................................................................................................165.2至简网络...................................................................................................................175.3柔性网络...................................................................................................................185.4智慧内生...................................................................................................................195.5安全内生...................................................................................................................196结束语..............................................................................................................................21参考文献..................................................................................................................................22 11前言移动通信领域科技创新的步伐从未停歇，从第一代模拟通信系统（1G）到万物互联的第五代移动通信系统（5G），移动通信不仅深刻变革了人们的生活方式，更成为社会经济数字化和信息化水平加速提升的新引擎。5G已经步入商用部署的快车道，它将开启一个万物互联的新时代，渗透到工业、交通、农业等各个行业，成为各行各业创新发展的使能者。为了推动5G与经济社会各领域充分融合，中国移动已经开始全面实施“5G+”计划，包括5G+4G协同发展、5G+AICDE和5G+生态，最大程度释放5G对各领域放大、叠加、倍增效能。“5G+”将以5G为基础，衍生出一系列创新解决方案，覆盖人们生活、生产和社会治理多个方面，打造新体验、新动能和新模式，助力综合国力提升、经济高质量发展和社会转型升级。按照移动通信产业“使用一代、建设一代、研发一代”的发展节奏，业界预期2030年左右商用6G。芬兰政府在世界范围内率先启动6G大型研究计划，美国联邦通讯委员会已为6G研究开放太赫兹频谱，我国也于2018年开始着手研究6G。以“创新、协调、绿色、开放、共享”为内涵的新发展理念，也应成为5G向6G演进的发展理念，成为推动移动通信网络可持续发展的思路、方向和着力点。作为面向2030+的移动通信系统，6G将进一步通过全新架构、全新能力，并结合社会发展的新需求和新场景，打造6G全新技术生 2态，推动社会走向虚拟与现实结合的“数字孪生”世界，实现“6G创新世界”的宏伟目标。报告对2030年后移动通信发展的总体愿景与新应用场景进行了预测和探讨。结合未来新业务和新应用的展望，报告提炼出6G网络性能指标的初步需求，并提出了未来6G网络五大特征构想，即按需服务、至简、柔性、智慧内生和安全内生。6G的研究在全球范围内还处于起步阶段，本报告旨在引发业界的讨论与思考，后续中国移动将联合学术界和工业界共同完善和更新6G愿景与需求，持续推进潜在使能技术的研究工作。2总体发展理念可持续发展是社会经济发展的长期目标。以平衡方式实现社会公平、经济发展和环境保护，是一项伟大、复杂的工程。中国秉持“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念，为社会发展开出了良方。“五大发展理念”在信息通信领域，为移动通信网络可持续发展指明了方向，成为5G向未来网络（即6G）演进与发展的思路和着力点。其中：“创新”要求未来网络注重基础理论突破和源头技术创新，突破或扩展传统通信理论，构建通信计算一体化架构，引入量子计算、类脑计算、强AI等变革性技术；“协调”要求未来网络在通信、信息、材料、能源和垂直产业等领域跨界融合协同突破，要求创新链与产业链的协同推进，要求技术 3标准的国际协同制定，产业发展的全球协调推进；“绿色”要求未来网络低能耗、低排放、与环境相容、能源供给可再生、器件材料可重构、设备可4D打印；“开放”要求未来网络能力接口开放、软硬件开源、市场开放、生态开放，实现网络的“融合”、“融通”和“融智”新局面；“共享”要求未来网络通用化，与交通、电力、城建等其他社会基础设施融合共享，实现基础设施集约化，提升基础设施效率。6G将在5G基础上为社会经济发展添加新动能，更深层次地促进“五大发展理念”落地。在“创新”方面，6G为国家、企业和个人在科技创新、管理创新、商业创新和文化创新等多方面提供基础平台能力、信息服务能力、计算能力和AI能力；在“协调”方面，6G打通国家和行业间信息孤岛，保障“一带一路”全球经济一体化协调发展，以新业态方式协调垂直产业发展，完善国家治理体系；在“绿色”方面，6G基于全球立体覆盖能力提供强大的环境感知能力，形成全球合作环保方案，并推动传统产业转型升级，降低碳排放，实现绿色发展。在“开放”方面，6G自含生态开放基因，促进全球经济开放、市场开放、文化开放、制度开放。在“共享”方面，6G将构建共享的AI基础设施，实现大数据分析与人工智能的平民化，数据共享，保障数字红利和数字权益的公平性，进一步促进“共享经济”升级，助力“共享制造”和国际间产业间“共享基础设施”，形成共享新生态，实现成果共享。坚持“五大发展理念”，6G将重构网络空间，为全球经济发展提 4供一体化空间，助力形成全球发展共同体、安全共同体和利益共同体。32030+愿景与场景3.1愿景：数字孪生，智能泛在“马斯洛需求层次理论”将人的需求分成五个层次，受其启发，中国移动将其演化到通信需求层面，提出一种层次化的通信需求模型，分为五个等级：必要通信、普遍通信、信息消费、感官外延、解放自我，如图1所示。该模型中，通信需求和通信系统构成了螺旋上升的循环关系：需求的出现刺激了通信技术和通信系统的发展，而通信系统的完善将通信需求推向更高的层次，最终实现人类的解放，实现人类智能化的终极追求[1]。图1.新通信马斯洛需求模型依据新通信马斯洛需求模型，低级需求被满足后，高级需求将自然出现。“4G改变生活，5G改变社会”印证了人们从未停止对更高 5性能的移动通信能力和更美好生活的追求。4G时代是数据业务爆发性增长的时代，随着智能手机的普及和消费互联网的发展，从衣食住行到医、教、娱乐，人类的日常生活实现了极大的便利。5G将开启一个万物互联的新时代，它将实现人与人、人与物、物与物的全面互联，渗透各行各业，让整个社会焕发前所未有的活力。未来，随着5G应用的快速渗透、科学技术的新突破、新技术与通信技术的深度融合，必将衍生出更高层次的新需求，如果说5G时代可以实现信息的泛在可取，6G应在5G基础上全面支持整个世界的数字化，并结合人工智能等技术的发展，实现智慧的泛在可取、全面赋能万事万物。在未来2030年及以后的时代，整个世界将基于物理世界生成一个数字化的孪生虚拟世界，物理世界的人和人、人和物、物和物之间可通过数字化世界来传递信息与智能。孪生虚拟世界则是物理世界的模拟和预测，它精确地反映和预测物理世界的真实状态，帮助人类更进一步地解放自我，提升生命和生活的质量，提升整个社会生产和治理的效率，实现“数创世界新，智通万物灵”的美好愿景。图2.数字孪生 63.2应用场景围绕总体愿景，未来移动通信网络将在智享生活、智赋生产、智焕社会三个方面催生全新的应用场景，如图3所示。图3.2030+典型应用场景3.2.1智享生活移动通信服务能力关乎人类福祉。在面向2030+的移动通信系统中，通感互联网、孪生体域网、智能交互等将充分利用脑机交互、AI、全息通信、分子通信等新兴技术，塑造高效学习、便捷购物、协同办公、健康生命等生活新形态。通感互联网目前，移动通信网络实现信息交互的主要载体从简单的语音、图片，发展为能传递视听感受的视频、电子图书等，要想通过“感觉”的进一步延展更好地认识世界、解放自我，实现多维“感觉”互通与情感交流，必须依赖于移动通信的进一步发展。 7通感互联网是一种联动多维感官实现感觉互通的体验传输网络。通过互联基础设施，人们可以充分调动视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉乃至情感并实现这些重要感觉的远程传输与交互。无论身处何处，都可以获得音乐弹奏、美术、运动等技能在真实环境的沉浸式体验，可以感受到真实、不消耗实