2025年6G与工业应用相互协同的场景和需求研究

2025年11月 版权声明CopyrightNotification 未经书面许可禁止打印、复制及通过任何媒体传播 ©2025IMT-2030（6G）推进组版权所有 目录 前言...............................................................................................................1 第一章研究背景...........................................................................................................2 5G网络与业务协同研究现状和局限性..........................................................26G网络与应用相互协同的需求......................................................................3 第二章6G和工业应用协同的典型场景与需求.........................................................6 场景概述.................................................................................................6业务总结...............................................................................................11 汽车制造........................................................................................................12 场景概述...............................................................................................12业务总结...............................................................................................15 仓储物流........................................................................................................16 场景概述...............................................................................................16业务总结...............................................................................................17 场景概述...............................................................................................18业务总结...............................................................................................23 第三章6G和应用协同潜在架构与关键技术...........................................................25 网业协同和业网协同系统潜在架构............................................................25潜在关键技术................................................................................................30业务特征识别技术...............................................................................30AI数据分析技术...................................................................................32AI业务智能调度...................................................................................35AI业务智能编排...................................................................................36基于业务类型的频层迁移技术方案...................................................37基于业务特征的无线协议栈跨层优化方案.......................................38 第四章总结与展望.....................................................................................................40 图目录 图3.1-1网络与业务协同潜在架构.......................................................................................27图3.1-2 6G网络功能层下的网络与业务协同系统示意图.................................................28图3.1-3基于AI Agentic架构演进的网络与业务协同系统示意图...................................30图3.2-1 AI深度业务识别示意图..........................................................................................32 前言 随着工业互联网的深入发展及人工智能等新兴技术的融合应用，工业正加速向智能化、精细化、柔性化方向演进。在行业演进过程中，无线通信网络作为连接物理世界与数字世界的核心纽带，其核心使命已从提供泛在连接，演进为满足垂直行业日益严苛且多样化的业务需求。当前，5G网络在适配工业控制等场景时仍面临显著挑战：一方面，5G空口在频谱稀缺性和环境波动性影响下的表现，与目前基于有线传输实现的工业通信相比，仍存在差距；另一方面，工业场景普遍存在多流业务并发，多个业务叠加形成对网络的极致性能要求，导致资源分配冲突与效率瓶颈。 网络与业务协同为解决上述挑战提供了新范式。其核心在于打造网络侧与业务侧双向感知、协同决策的闭环机制，通过将协同机制融入无线网络保障，结合感知结果与RRM策略，使无线接入网络更高效灵活地匹配业务需求，最终确保网络资源能够最有效地服务于多样化业务体验的确定性保障需求。 本报告从背景研究、典型场景与需求、潜在架构与关键技术出发分析网络与业务协同，通过研究目前网络的现状和局限性，研究6G和工业应用协同的潜在应用场景，进一步提出网络与业务协同技术对6G网络的需求和潜在架构，阐述网络与业务协同的关键技术要点。最后，对6G网络与业务协同的未来发展进行总结与展望。 第一章研究背景 5G网络与业务协同研究现状和局限性 近年来，国家层面陆续出台了《工业互联网标识解析体系“贯通”行动计划（2024-2026年）》、《工业互联网专项工作组2024年工作计划》、《“5G+工业互联网”融合应用先导区试点建设指南》等政策文件，旨在加速推动5G与工业互联网的融合发展。在产业链各方的共同努力下，我国5G+工业互联网已进入规模化发展新阶段。数据显示，我国“5G+工业互联网”建设项目数超1.5万个，覆盖工业的全部41个大类，其中代表当今全球制造业智能制造和数字化最高水平的“灯塔工厂”已经达到75个。5G与工业互联网的融合应用也从最初的外围辅助环节，逐步拓展到工业生产核心控制环节。 与传统消费领域不同，工业应用场景对网络的确定性通信保障能力、差异化服务提供能力等有着更高的要求。目前，5G网络在适配工业控制业务时面临诸多挑战。首先，由于工业控制协议及应用层是基于传统有线传输能力定制的，其数据传输性能较高，而5G网络在空口频谱稀缺性和环境波动性的影响下，短期内难以匹配有线网络的传输时延性能[1]。其次，不同的工业控制协议具有独特的报文发送机制和可靠性保障机制，如果5G网络不了解这些机制和诉求，便难以准确配置5G空口的上下行资源，以及难以为高优先级的工业控制报文提供必要的资源保障，从而影响业务体验。 同时，工业控制业务在适配5G网络时也存在局限性。一方面，现有的工业控制协议和业务逻辑需要针对5G网络的特性进行优化，例如调整报文的发送频率、大小或优先级等，以适应5G网络的传输能力和资源分配策略，利用5G网络的传输能力并提高传输效率和稳定性，否则可能导致传输冲突、资源浪费或业务体验下降，这需要对协议进行大量的修改和调试工作。另一方面，为了与5G网络兼容并稳定运行，现有的工控设备可能需要进行改造或升级，这涉及硬件和软件的调整，可能面临技术难度和成本问题。 当前的5G/5G-A架构下，NEF可以将网络能力开放给第三方应用，也可以从第三方应用中获取更多的业务特征及需求信息，外挂式的NWDAF通过数据采集和分析构建用户画像和业务画像，将分析结果用于网络优化和用户体验改善。另一方面，工业基站可以通过业务板/智能板的网络自感知学习接收业务包特征信息，支持业务流级的识别。但当前架构仍然缺乏完整的网络与业务协同闭环机制，业务感知、决策和执行功能分散 在核心网与无线网，导致网络适配业务不够灵活且资源协同形式单一。5G/5G-A初步的网业协同机制为6G发展积累了重要经验，为6G的网络与业务协同演进提供技术基础。 6G网络与应用相互协同的需求 国际电信联盟（ITU）在IMT-2030愿景中首次提出6G的六大核心能力维度：沉浸式通信、超大规模连接、极高可靠低时延、人工智能与通信融合、感知与通信融合以及泛在连接。围绕这些能力，6G网络将在峰值速率、用户体验速率、连接密度、空口时延、可靠性与定位精度等关键无线性能指标上实现十倍至百倍提升。这一跃升将突破5G/5G-A技术边界，推动诸多未竟愿景落地，并催生出全新的应用场景与业务形态。与此同时，面向“千行百业”的深度定制化需求，6G网络需要提供更丰富的功能与差异化服务，对无线接入性能与可定制能力提出更高要求。在实际应用中，多业务并发是常态，例如XR运维单一场景内部就可能包含音频、视频、触觉等多流协同需求。因此，如何在多用户、多业务、多流并发的环境中保障服务质量，成为6G网络的核心挑战。这对网络的资源分配、调度和优先级保障机制提出了更高要求，也是6G演进的重要方向。 为了使网络能力、业务模型和业务需求达到高度适配，保障业务运行效果，实现业务的内生确定性保障，6G系统在设计之初就需要充分考虑垂直行业的需求并与其协同，从架构、接口、无线资源调度、重传机制、与工业协议适配等各方面考虑[3]，通过网络与行业应用协同实现网络侧