2023年ICTExpress 9：6G无线通信展望及技术标准化活动

可在www.sciencedirect.com上在线获取ScienceDirectICTExpress 9（2023）82www.elsevier.com/locate/icte6G无线通信展望Choongil YehChung，Gweon Do Jo，Young-Jo Ko，Hyun Kyu Chung韩国大田市有城区佳井路218号电子通信研究所未来移动通信研究部接收日期：2021年9月3日;接收日期：2021年11月29日;接受日期：2021年12月29日2022年1月5日上线摘要自2019年初首次商用以来，5G在全球范围内不断取得进展，并渗透到日常生活中。现在，对无线通信的研究兴趣正迅速转移到下一代移动系统6G。本文将6G设想为物理空间，网络空间和智能连接的联盟。此外，交互性是为用户提供真正沉浸式体验的关键组成部分。在本文中，提出了6G使用场景和在5G制度下无法适当支持的用例。主要考虑支持这些用例的关键性能指标（KPI）。从交互性、智能性和连接性方面讨论了与6G相关的最新技术和标准化活动。此外，未来的工作要完成的完成6G的话就简单说一下。© 2022 作 者 （ S ） 。 由 爱 思 唯 尔 公 司 出 版 代 表 韩 国 通 信 和 信 息 科 学 研 究 所 这 是 CC BY 许 可 下 的 开 放 获 取 文 章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。关键词：6 G;使用场景;触觉互联网;关键性能指标;使能技术1. 介绍国际电信联盟无线电通信部门（ITU-R）第5D工作组（WP 5D）于2021年2月发布了IMT-2020（第5代，5G）建议的第一个版本[1]。虽然IMT-2020的修订工作将继续进行，但WP 5D启动了“面向2030年及以后的IMT（第六代，6 G）”的未来技术趋势（FTT）报告和愿景建议的工作此外，第三代合作伙伴计划（3GPP）技术规范组无线电接入网络（TSG RAN）将于2021年12月批准其用于5G高级的Rel-18包，该包专注于增强型移动宽带（eMBB）驱动/非eMBB驱动的功能演进以及eMBB和非eMBB的交叉功能。根据ITU-R愿景建议书，3GPP和其他支持者将准备6 G的技术规范供ITU-R批准。顾名思义，6G服务的首次商用预计将在2030年左右。*通讯作者。电子邮件地址： ciyeh@etri.re.kr（C. Yeh）.同行评审由韩国通信和信息科学研究所（KICS）负责https://doi.org/10.1016/j.icte.2021.12.017大多数以前的贡献都从物理世界、数字世界和生物（人类）世界之间的交互来描述6G，特别强调网络和物理空间的实时融合[2，3]。基于在这些先前的贡献，我们概念化6G作为一个三角形，如图所示。1，其中三个顶点由网络空间，物理空间和连接表示，内部核心代表智能。完全集成的网络空间和物理空间将成为互联网的新平台，用于提供各种6G垂直领域，包括基于虚拟世界或未来先进通信技术提供的连通性将在建立网络空间、物理空间和人类之间的人工智能（AI）有可能成为6G的基础，使6G的每个组件都变得智能化。交互性将是6G的主要组成部分之一。它将通过为人类用户提供沉浸式和触觉体验来丰富日常生活。与前几代专注于连接的地面移动系统不同，6G应该被视为连接以及网络空间，物理空间，智能与交互的混合体。在详细讨论第2节中的6G使用场景及其应用（用例）、第3节中的主要KPI和第4节中的相关使能技术之前，2405-9595/© 2022作者。 由Elsevier B.V.代表韩国通信和信息科学研究所出版。这是一CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。C. 是的动力局乔，Y.-J. Ko等ICT Express 9（2023）8283网络空间、互动性、智能性和连通性的简要描述如下：网络空间：所有的东西，包括空间、时间，甚至思想，都可以数字化。通过这种数字化，我们可以在网络中的某个地方创建一个网络空间。网络空间可能是真实（物理）空间的数字复制品，也可能是一系列思想的数字表达。物理空间的数字复制品也被称为数字孪生。当思想被数字化表达时，它们可以被称为想象中的数字孪生。因此，网络空间可以是数字孪生、想象的数字孪生或两者的混合。到目前为止，互联网已经被理解为网络空间的典型案例。6G网络空间与5G互联网的区别在于能够进入感兴趣的空间进行体验，而不是输入一些搜索词并获得必要的信息。互动性：人类可以使用高度先进的传感设备访问网络空间，这些设备可以让他们感觉好像他们实际上存在于感兴趣的地方，直接与其虚拟环境以及其他用户进行交互。使用具有6自由度（6DoF）或全息技术的体积视频、6DoF空间音频、几何/语音识别、触觉感知和多感官整合都可以帮助人们享受逼真的体验，即使在网络空间中也是如此。智能：人工智能将无处不在，不仅在包括核心在内的网络中，而且在空中接口设计中。此外，AI将成为网络提供的新服务。人工智能将带来更加自主、安全和灵活的网络，以及更加定制和私有化的应用程序。此外，AI可以通 过 改 进 物 理 （ PHY ） 层 功 能 和 无 线 电 资 源 管 理（RRM）来加强RAN能力。人工智能的预测能力可以通过主动响应信道，流量模式和用户行为方面不断变化的环境来实现具有极端要求的6G用例。因此，任何地方的一切都将变得智能化和互联化。连通性：网络空间和物理空间之间的连通性由通信链路提供。建立这两者之间的关系可以通过创建和开发新的使用场景和应用程序来极大地影响未来的行业和社会。为了向未来的互联网用户提供真正的沉浸式体验，体积视觉与触觉交互是不可避免的。这就要求在延迟、同步性、可靠性和定位方面具有前所未有的高数据速率和高精度。对于6G连接，对数据速率、延迟、同步性、可靠性、本地化和连接密度的要求不仅必须更加严格，而且必须同时满足。2. 使用场景和应用2.1. 使用场景与5G中的分类一样，具有类似要求的6G用例可以分类为组或特定的使用场景。以下是6G的建议使用场景。图1.一、 6G及其组件的概念。– 超移动宽带（uMBB）：这种场景下的用例需要比5GeMBB使用场景中所需的数据速率高得多的数据速率。– 超大规模机器类型通信（uMTC）：这种场景下的用例需要比5G大规模机器类型通信（mMTC）使用场景中所需的每个空间更多数量的同时连接。– 超高精度通信（uHPC）：与5G超可靠低延迟通信（URLLC）使用场景相比，该场景下的用例需要更低的延迟、更高的可靠性、更精确的同步性或更准确的定位。这些要求可以单独执行，也可以相互结合执行。– 扩展三维覆盖（e3DC）：该场景下的用例需要集成陆地陆地移动和非陆地卫星通信，包括无人机，机载和高空平台站（HAPS），以提供与地球上每个角落的连接。– 混合使用场景– 组合uMBB和uHPC -– 组合的uMTC和uHPC -2.2. 用例互联网作为一个通用平台， 我们现在感兴趣的所有类型的电信服务。有理由期待，6G时代将出现新的互联网服务。未来的互联网服务可以在两种可能的环境下提供第一个发生在网络空间和用户之间的联系，通过互动，如图所示。1.一、在这种情况下，C. 是的动力局乔，Y.-J. Ko等ICT Express 9（2023）8284赛博空间是人类思维活动的一种数字化。用户可以进入网络空间，与周围环境互动，甚至与其他用户见面。在这里，交互性可以通过采用先进的视频/音频和人机接口技术（如全息图、6DoF、手势识别等）来提供各种类型的终端图2是该服务环境的概念图。用户将在游戏，教育，会议，旅游和商业领域享受真正的沉浸式体验。例如，一个网络商店拥有许多模仿最知名的真实品牌的商店，并与由无人机、自动驾驶汽车和连接到网络的机器人组成的交付系统相集成，这可能会带来在线商务的革命。消费者可以享受真正的购物体验，在下单后快速送货。随着网络空间成为我们生活的一部分，数字房地产业务可能会出现并蓬勃发展。第二种是通过互动性将网络空间和物理空间联系起来，如图所示。1.一、在这种情况下，网络空间是一种物理空间的数字化，因此，是模拟真实物体及其周围环境的复制品。在这种情况下，通过互动，某人在网络空间的数字工作场所的工作以非常相似的方式对物理空间中的物理工作场所产生相同的影响。这是第四次工业革命的基本要素，被称为CPS。图3是该服务环境的概念图。这种环境中的主要用例将包括电子手术、未来工厂的远程操作以及重型设备、汽车、飞机甚至船舶的远程驾驶。图4解释了为什么混合使用场景在6G中如此重要。图4中三角形之外的许多未来关键用例无法由5G使用场景提供，即eMBB，URLLC和mMTC。大多数用例都是从上述两种环境中衍生出来的，基于触觉物联网的应用与第1节中提到的6G混合场景密切相关。此外，全息电话和属于未来智能交通系统（ITS）、物联网（IoT）、智能城市或工厂自动化的许多其他用例可以在uMBB、uMTC或uHPC使用场景下提供。3. 主要KPI5G的八个KPI如下：峰值数据速率、用户体验数据速率、延迟、移动性、连接密度、能源效率、频谱效率和区域流量容量。另一方面，目前还不清楚6G的KPI将选择多少和什么样的参数。在第2.2节中，我们预计沉浸式触觉互联网将成为未来改变游戏规则的服务平台。从这种沉浸式触觉互联网衍生出来的大多数用例都与混合使用场景有关，即，uMBB和uHPC的组合。因此，与uMBB和uHPC相关的以下能力可以被认为是6G的主要KPI3.1. 数据速率大多数数据消耗型未来用例与基于灯光再现体积三维（3D）视觉图二、基 于 网络空间的沉浸式触觉互联网。场（LF），从空间中的对象发出的光的概念表示。LF可以使用具有7个参数（3个用于空间位置坐标，2个用于角方向坐标，1个用于颜色，1个用于时间）的递归全光函数来描述。如果LF通过全向6DoF或全息术完全再现，则可以 实现 完美 的 体积 3D显 示。 正如 运 动图 像专 家 组-4（MPEG-每秒90帧的立体高动态范围（HDR）360度8 K视频需要高于200 Mbps的数据速率，并且在不久的将来需要0.2-1Gbps的进一步全向6DoF视频一个真人大小的人的全息图的压缩数据速率预计将远高于1 Tbps。此外，有评估认为，具有全视图24 K视频的终极VR的压缩数据速率高达95.55 Gbps [5]。3.2. 延迟在通信链路中存在许多不同的延迟定义在ITU-R中，用户平面空中延迟由单向时间（下行链路或上行链路）定义，该单向时间用于在空载条件下（单个用户）针对给定服务将应用层分组从网络中的无线电接口的协议层2/3服务数据单元（SDU）入口点成功递送到无线电协议层2/3SDU出口点，假设移动站处于活动状态[6]。另一方面，3GPP将端到端（E2E）延迟定义为从在源通信设备中的通信服务接口（CSIF）处接收到一段数据的点直到同一段数据被传递到目标通信设备中的CSIF为止测量的时间[7]。因为3GPP网络不覆盖完整的国际标准化组织-开放系统互连（ISO-OSI）通信栈，所以作为3GPP网络的一部分的协议层被称为较低通信层（LCL），并且与向 应 用 提 供 数 据 相 关 的 OSI 层 被 称 为 较 高 通 信 层（HCL）。LCL和HCL之间的接口称为CSIF [7]。此外，从一个C. 是的动力局乔，Y.-J. Ko等ICT Express 9（2023）8285图3.第三章。基 于 CPS的沉浸式触觉互联网。3.3. 可靠性在5G中，可靠性的最低要求是5个9（99.999%）。最小可靠性由在某个信道质量（城市宏）下在所需的最大时间（1 ms）内发送层2/3分组的成功概率来定义，假设小的应用数据（例如，20字节的应用程序数据+协议开销）[6]。根据来自3GPP的自我评估报告，新无线电（NR）在载波频率、带宽、天线配置、子载波间隔和信道条件方面的广泛配置中满足该可靠性要求。据报道，在某些配置中，即使是十个九，图四、 基于混合使用场景的6G用例示例。从应用的角度来看，3GPP将“传输时间”定义为从一段数据传输到另一段数据传输的时间点开始测量的时间。从源应用设备的应用层接口传递，直到接收到相同的数据在目标应用设备的应用层接口[7]。在触觉互联网中，一个具有触觉输入和听觉/视觉反馈的系统，应该在所需的E2 E往返时间（RTT）内提供服务。触觉传感器感知用户的手势和来自用户的反应。连接的系统被相同的用户听到或看到而没有晕机。运动到光子（MTP）延迟具有类似于E2E RTT的含义。此外，在工厂自动化设置中，延迟是指循环数据通信服务的周期时间、传输间隔或更新时间，包括往返行程。远程驾驶和自由视点视频是需要E2E RTT的应用程序的很好例子。在远程驾驶中，执行用户在自由视点视频中，根据用户的头部运动或视线方向的变化，用户在各种类型的延迟定义中，最适合用户体验的是“传输时间”或E2E RTT。为了以完全同步的方式提供触觉互联网用例而没有晕电，应该支持E2 E、传输时间或E2 E RTT方面的1（99.9999999%）的可靠性[11]。未来的用例，如垂直领域的控制/自动化和远程机器人/手术，将需要更严格的E2E延迟，低于0.5 ms，可靠性高于9个 9。3.4. 时钟同步性这是同步主设备和任何同步设备之间的同步域内允许的最大时间偏移，也称为同步精度[7]。对于时钟同步服务，独立的用户特定UE时钟将被对齐。同步性预算5G系统不应超过900 ns。 工厂自动化中的运动控制和控制到控制通信需要最严格的时钟同步性，小于900 ns [7]。目前尚不清楚需要多少额外的精确时钟同步来支持6G用例，例如，一种基于CPS的多方协作远程工厂3.5. 定位与3GPP Rel-15/16相比，新的Rel-17用例需要更准确的定位。入库物流货物存储所需的水平精度为<0.2 m，1 s延迟，用于UE的位置估计。其他一些用于制造商品的入站物流需要相对宽松的0.3 m精度，但具有10ms的更严格的估计延迟[13]。为了支持未来需要非常严格的触觉交互精度的用例，例如外科手术，将需要水平和垂直域中的厘米级精度以及小于1 ms的E2E估计延迟。有一些推测表明，6G需要亚厘米级精度[3]。C. 是的动力局乔，Y.-J. Ko等ICT Express 9（2023）8286KPI之间的关系：数据速率和移动性之间总是存在权衡，特别是在早期的移动系统中，如2G和3G。通过4G，用户可以在乘坐高速列车时享受高数据速率。不过，即使在5G时代，它们之间仍然存在权衡。此外，5G定义了eMBB、URLLC和mMTC三种使用场景，以在典型的通信服务之上扩展和支持各种应用。但是每一个的最大性能都可以达到牺牲了其他两个人的表演例如，在5G中，延迟是在假设对于小分组（例如，0-字节有效载荷加上因特网分组报头）。这意味着URLLC相关KPI（延迟）可以通过给出mMTC和eMBB相关KPI来实现，mMTC和eMBB相关KPI分别是连接密度和用户体验的数据速率。与此相反，6G的混合使用场景需要同时满足多个不同的KPI。例如，沉浸式触觉互联网应用同时需要极高的数据速率和极低的延迟。但不幸的是，目前还没有这样的技术可以同时保证这两个极端的KPI。这是6G面临的最大技术挑战之一。4. 使能技术本节从交互性、智能性和连接性方面介绍了6G技术。交 互性 将 为人 们 提供 真 正的 沉 浸式 触 觉体 验 。Intel-ligence将允许自主操作，这样6 G网络就可以了解不断变化的环境并适应它，实时操作，无需人工干预。 连接性是未来的通信基础设施，将支持6G使用场景。从这个意义上讲，6G相关的技术和标准化活动的状态进行了讨论。最后，简要地提出了需要进一步研究的4.1. 交互性我们正在目睹人类五种感官的显着技术增强，特别是在听觉，视觉和触觉领域。这将引领行业开发各种类型的新终端，为6G提供动力。从用户4.1.1. 听力为用户提供真正沉浸式体验所需的两项关键技术是空间音频和立体视频。MPEG-I的最终目标，包括12个部分，是压缩、合成和相关系统技术的标准化，以实现6DoF音频和视频。MPEG-I第4部分用于支持具有3DoF、3DoF+和6DoF的沉浸式音频比特流的回放。众所周知，可以使用当前标准的MPEG-H 3D音频再现阶段1（3DoF，3DoF+）沉浸式音频。MPEG在2010年宣布了6DoF音频（空间音频）的提案征集（CfP）。2021年4月。对该CfP的回复应于2021年11月前提交，标准化工作预计将于2023年底完成。6DoF音频将为用户提供来自各个方向的不同环绕声。4.1.2. 视线MPEG-I第12部分用于支持3DoF、3DoF+和6DoF沉浸式立体场景的回放。MPEG沉浸式视频（MIV）是3DoF+视频的编码标准。3DoF+视频的国际标准草案（DIS）正在分发以供最终批准[14]。预计用于6DoF视频的MIV版本2将于2022年开始，进一步增强以实现更高的分辨率和帧速率。全息视频在尺寸、分辨率和亮度方面尚未达到所需的质量。而且，由于3D图像数据的随机性，未压缩数据大小与压缩数据大小的比率仍然很低。出于这些原因，全息视频的原型通常在室内环境中使用具有HD级别分辨率的苹果大小的物体进行演示。但是，它们仍然需要几个Gbps。尽管全息视频的未来尚不明朗，但它将有自己的用例，主要是因为它可以通过从多个用户视点的裸眼，不像其他头戴式显示器（HMD）的体积投影。4.1.3. 触摸和识别与体积媒体一起，人类与触觉的交互将在为用户提供沉浸式体验和释放新的垂直领域方面发挥关键作用。随着键盘、鼠标、操纵杆和触摸屏等现有接口设备的替代，手势/语音识别、触觉和大脑传感器等新的为了克服基于视觉和基于接触的手势识别的局限性，未来可以开发太赫兹（THz）雷达，通过检测距离和速度来识别手势。可触摸的立体视觉或远程触摸可能会打开触觉互联网应用的新范例。4.1.4. 终端类型到目前为止，人类一直是主要的数据消费者，但在未来，主要的数据消费者将逐渐从人类转移到配备人工智能的智能机器，如汽车，无人机（UAV），船舶和机器人。伴随着这一趋势，智能手表、智能眼镜、皮肤贴片、生物植入物和集成了先进人机界面的外骨骼等可穿戴设备可能会成为常态，而智能手机仍将在我们身边。终端类型的多样化将释放新兴和有前途的新垂直市场。然而，由于具有极限容量的设备将必然具有大的功耗，因此需要对来自空中传输或周围环境的能量收集给予更多关注。同时，对于一些移动设备，可能需要利用网络中的可用计算资源来克服其有限的计算能力。C. 是的动力局乔，Y.-J. Ko等ICT Express 9（2023）82874.2. 情报人工智能的应用涉及从大量设备收集各种类型的数据，处理和分析收集的大量数据，使用机器学习（ML）发现知识或模式，并选择最合适的控制，管理或服务行动。到目前为止，AI/ML已经在广泛的领域表现出出色的性能，特别是在计算机视觉、语音识别和自然语言处理领域。但最近，它已成为一种可行的手段，提高通信系统的性能。到目前为止，AI/ML主要用于根据消费者的行为历史（如以前的购买，搜索，查看和请求）为消费者提供个性化和定制的通信服务。一些AI/ML技术已经在3GPP和Open-RAN（O-RAN）联盟中标准化。在3GPP Rel-16中，指定网络数据分析功能（NW）用于以集中的方式进行数据收集和数据分析。该标准只规定了NWSTON块的输入/输出接口。该块的服务消费者可以是网络功能（NF）、应用功能（AF）或操作管理和维护（OAM）。在服务消费者的请求下，NWEML从NF，AF，OAM和其他数据存储库收集特定数据，并使用收集的数据基于AI/ML决策向NF和AF提供某些数据分析[15]。在Rel-17中，从体系结构的角度考虑了对于实时应用，去中心化的边缘NW预计迟早会出现虽然3GPP试图通过NWALOS将智能纳入5G核心网络（CN），但O-RAN联盟引入了一组由RAN智能控制器（RIC）执行的新功能，这可以实现自动RAN优化，更开放和虚拟化的RAN，以及使用AI/ML快速启动新服务部署[16]。关于空中接口，尽管直到最近才有标准化活动，但AI/ML正在提供有意义的结果，以满足超越5G无线通信系统的更严格要求，例如高数据速率，低延迟，高可靠性和大量设备连接。此外，AI/ML不仅可以解决传统方法难以建模的问题，还可以解决由于复杂性问题而难以实现的问题。AI/ML驱动的PHY层的主要研究领域是信道编码/解码、信道估计/预测、链路预测、自动编码器、MIMO符号检测、参考信号（RS）减少、波束管理、干扰管理、定位等。PHY层的主要方法之一是使用深度学习作为函数逼近器，这减轻了无线通信系统中的计算负载和处理延迟。解码器是一个典型的模块，引入复杂性和严重的延迟，由于其固有的迭代过程。使用深度学习的解码方案与普通解码方案置信传播，而不增加计算复杂性[17]。将深度学习应用于PHY层的另一种方法是增强性能。虽然PHY层的大多数功能块基于数学模型，但是一些块不允许数学地导出解析形式。例如，传统信道估计器的性能依赖于信道模型，并且几乎不可能以解析形式表示真实信道。作为替代方案，基于深度学习的信道估计器可以是一个很好的解决方案，即使在时变复杂的无线信道环境中，也可以通过训练过程提供更好的性能[18]。利用ML进行信道估计的问题之一是用于离线学习的训练数据的特性往往与真实信道数据不匹配，这可能导致性能损失。反映真实信道环境的在线培训可能是未来无线技术的一条有前途的道路。一个特定功能块的AI/ML应用将逐渐演变为以E2 E方式应用于多个连续块或整个处理链。作为示例，基于深度神经网络（DNN）的用于信道估计和符号检测的E2E接收器已经证明，当无线信道被严重失真和干扰复杂化时，深度学习是有益的。这一优势是因为它能够记住和分析无线信道的复杂特性[19]。目前深度学习驱动的物理层研究仍处于早期阶段，更全面的研究有待于未来的工作。然而，根据最近报道的成功应用，它将在解决6G无线领域中许多要求苛刻的问题方面发挥关键作用。此外，在不久的将来，联合学习，其中多个分散的边缘设备合作建立一个共同的学习模型，而不共享数据，但交换参数，将有助于改善用户体验和打破无线技术的瓶颈。4.3. 连接4.3.1. 超移动宽带（uMBB）与uMBB最相关的KPI是数据速率。利用6DoF或全息图的未来扩展现实（XR）将需要巨大的带宽来支持高达几Tbps的数据速率。此外，随着配备人工智能的机器成为新的主要数据消费者，其中一些机器需要比人类视觉更高的分辨率和广角视觉，所需的数据速率可能会前所未有地高。满足所需数据速率增加的基本策略是确保带宽、提高频谱效率和网络致密化[20]。带宽目前，100 GHz以下的频谱资源高度拥挤。为了确保足够的带宽，我们需要探索亚太赫兹和/或太赫兹频率范围，并确保其用于通信的可用性[21频谱效率由于毫米波和太赫兹的短波长，C. 是的动力局乔，Y.-J. Ko等ICT Express 9（2023）8288天线阵列导致网络侧的超大规模MIMO以及终端侧的大规模MIMO。这不仅可以通过提高波束成形增益来提供覆盖扩展，而且可以通过利用更高的空间分辨率来提供改进的频谱效率。具有更高空间分辨率的极端MU-MIMO将实现更有效的频谱重用。超材料的智能表面或印有透明导体或金属网的玻璃窗可以将撞击它们的无线电波引导到所需的方向，从而消除阴影区域或减少穿透损耗。这些可重构智能表面（RIS）具有通过智能控制传播特性（反射、折射、散射和吸收）来提高覆盖范围、容量和能量效率的潜力。RIS可以呈现随机通道友好的环境[24]。网络致密化：在3GPP RAN架构中，gNB可以分解为三个功能模块，即通过光纤连接的中央单元（CU）、分布式单元（DU）和无线电单元（RU）。在这种架构中，通常通过增加RU的致密化来实现超密集网络（UDN）。在UDN中，可以存在比活动用户更多的RU。对于未来的RAN架构，综合接入和回程（IAB）也应该被认为是UDN的一个重要轴心。用无线取代光纤可以显著降低回程链路的资本支出（CAPEX）和运营费用（OPEX）。此外，IAB可以提供多跳能力，这对于增强毫米波或未来THz部署中的覆盖范围特别有用。除了无线电通信的使用外，THz、传感、成像和定位的其他由于超大规模MIMO的高方向性和太赫兹频谱的宽带宽，探测和测距的精度将大大提高。从THz测量中获得的速度、大小、距离和姿态等属性将在实现6G用例中发挥重要作用。因此，考虑到这些事实以及毫米波和太赫兹的不良传播特性，应研究超密集综合接入和一切（UD-IAX）网络的概念，以确保高频段频谱的有效使用[25]。4.3.2. 超大规模机器类型通信（uMTC）uMTC的相关KPI是连接密度。从连接密度的角度来看，LTE的窄带物联网（NB-IoT）优于5G NR，因为它被定制为长传输时间和小数据包大小的物联网流量特性。然而，工业物联网（IIoT）应用和未来触觉互联网需求的激增将导致不同的流量特性，需要短传输时间和高可靠性。因此，技术挑战是同时满足与uHPC和uMTC相关的KPI [26，27]。非正交多址接入（NOMA）或基于压缩感知的无授权随机接入是用于提高连接密度的有前途的技术之一，但它是通过牺牲可靠性来实现的。由于与uMTC和uHPC相关的KPI之间存在权衡，因此用于交付混合使用场景的用例的不同KPI的联合优化将是一项具有挑战性的任务[27]。4.3.3. 超高精度通信（uHPC）uHPC最相关的KPI是延迟、可靠性和时钟同步性。延迟、可靠性和时钟同步性：在5G NR中，调度的基本单位是时隙，其中包含下行链路分配或上行链路授权的控制信道从gNB发送到某些UE。由于引入了可扩展正交频分复用（OFDM）参数集，5G NR的时隙长度可以缩短到1、0.5、0.25、0.125或0.0625 ms。此外，由于处理时间大大减少和先进的信道编码，在NR中引入了自包含时隙结构，其中调度，数据传输和混合自动重传请求（HARQ）反馈可以位于同一时隙中，而不依赖于其它时隙[28]。除了增强可靠性之外，低密度奇偶校验（LDPC）由于其高度可并行的解码器而高度有助于延迟减少，这得益于其准循环结构。在5G NR中，一个时隙由14个OFDM符号组成。然而，通过允许由2、4或7个OFDM符号组成的子时隙，可以进一步减小传输时间间隔（TTI）。 5G NRURLLC的基本框架是具有可扩展参数集的自包含子时隙结构。在此基础上，URLLC的大部分进一步工作被投入到增强特定信道中，诸如用于数据传输的物理上行链路共享 信 道 （ PUSCH ） 和 物 理 下 行 链 路 共 享 信 道（PDSCH），以及用于HARQ反馈传输的上行链路/下行链路控制信道[29]。所有这些努力都集中在即使在可用资源短缺的情况下也能立即可靠地发送数据包[30]。当前的5G NR允许具有2个OFDM符号的子时隙用于调度和数据传输，并且随后的子时隙用于HARQ反馈。因此，假设0.0625 ms时隙，则小于0.02 ms的空中接口上的TTI是可实现的。因此，在6G URLLC中应该强调的是减少网络侧的延迟，包括回程和核心，而不是空中接口。为此，MODU- 应进一步开发和支持具有开放式架构和使用软件网络功能的更大设计，这些设计有助于URLLC流量、时间敏感网络（TSN）和移动边缘计算（MEC）的动态和智能网络切片。TSN是IEEE 802规定的一组标准，与当前的尽力而为互联网网络相比，它在保证的时间窗口内提供保证的数据传输。为了为了确保IIoT所需的延迟、可靠性和同步性，TSN正在使用TSN转换器（TT）与5G系统集成。该领域的进一步工作将是识别限制并发现解决方案，以提供5G系统与TSN网络的无缝集成，以满足在延迟，可靠性和同步性方面的严格E2E要求[31]。可以考虑两种类型的无线电接入网络，有线（光学、电缆）和无线（毫米波、THz）。如果根据IAB部署X-haul，则IAB节点之间的连接构成复杂的无线网状网络。C. 是的动力局乔，Y.-J. Ko等ICT Express 9（2023）82893GPP无线电链路控制（RLC）层上的IAB回程自适应协议（BAP）的目的是利用多跳将分组传输到目的地节点。为了在X-haul中实现时间关键和可靠的传输，需要增强当前负责路由和逐跳分组转发的BAP。此外，用于全双工部署的自干扰消除（SIC）和用于回程中的可靠性的网络编码是用于未来IAB联网的新兴技术[32]。定位：5G NR定位的基本框架 源自4G LTE定位架构，在5G CN中新增逻辑模块位置管理功能（LMF）。4GLTE定位协议（LPP）处理UE与CN中的位置服务器之间的通信。在5G NR定位中，不仅采用LPP，而且还采用处理gNB和LMF之间的通信的NR定位协议附件（NRPPa）[33，34]。传统的基于RAT的定位方法是DL到达时间差（DL-TDOA），其基于关于UE使用来自相邻eNB的DL定位参考信号（PRS）对参考信号时间差（RSTD）的测量。在5G NR中，基于使用UL探测参考信号（SRS）的gNB的测量以及除了基于UE的测量的DL-TODA之外的其他方法，已经引入了几种新方法来支持高精度LMF在定位、选择适当的定位方法和设置所需测量的配置方面起着指挥官的作用表1是3GPP 5G NR采用的定位技术的总结。3GPP标准仅规定了用于支持定位的一般框架。LMF如何基于所报告的测量来确定UE的确切位置主要是实现问题。需要进一步改进定位，以实现可触摸体积图像等内容，这是实现6G用例（包括远程手术）所需的。使用太赫兹的测量将是有益的，因为宽信号带宽将减少延迟测量中的误差方差。此外，集成上述RAN相关技术和各种其他定位技术，例如使用来自不同类型的视觉和触觉传感器和全球导航卫星系统（GNSS）的位置信息的SLAM（同时定位和映射）算法，将产生更准确的定位。4.3.4. 扩展3D覆盖（3DC）3DC最相关的KPI可能是垂直覆盖率。e3DC使用场景的目的是向全球生活的每个角落提供通信服务，包括空中、水上和灾难地点，以及任何缺乏网络基础设施的地方。即使非地面网络（NTN）利用卫星通信网络，它隐含地涉及HAPS和低空无人机。在这里，HAPS可以包括飞机、飞艇和气球[36]。在3GPP Rel-16研究中，考虑了S波段和Ka波段的使用，并且考虑了HAPS作为IMT基站的使用。表15G NR定位方法综述方法使用的信号测量议定书测量报告UL-AoASRSGNBNRPPaAoA，AoZ，SRS-RSRPUL-TODASRSGNBNRPPaUL-RTOA多RTTSRSGNBNRPPaUL Rx-Tx时间差，SRS-RSRPDL-TDOAPRSUELPPDL RSTD多RTTPRSUELPPRX-TX时间差，PRS-RSRPDL-AoDPRSUELPPDL PRS-RSRPe-CIDSSB、CSI-RSUELPPSS-RSRP/RSRQ，CSI-RSRP/RSRQ到达角（AoA）、AoZ（方位角）、相对到达时间（RTOA）、参考信号接收功率（RSRP）、参考信号接收质量（RSRQ）、增强型小区ID（E-CID）、同步信号块（SSB）、信道状态信息参考信号（CSI-RS）。（HIBS）与IMT频段引起了人们的广泛关注。在典型的NTN场景中，UE通过NTN有效载荷和地面NTN网关连接到地面gNB，NTN有效载荷是搭载在卫星上的透明或再生网络节点，如图1B所示。五、NTN网关和NTN有效载荷之间的连接经由馈线链路建立，并且NTN有效载荷和UE之间的连接经由使用Uu接口的服务链路建立3GPP研究得出结论，手持UE可以由使用S波段和适当的卫星波束布局的地球同步地球轨道（GEO）和低地球轨道（LEO）卫星服务。此外，具有高发射和接收波束成形天线增益的UE可以由S和Ka波段中的GEO和LEO卫星服务[37]。卫星节点之间的长距离和移动卫星的高速度会导致定时调整（TA）和多普勒补偿的问题。已知具有GNSS的UE可以测量和补偿与服务链路相关的RTT和多普勒频移。为了经由卫星在UE和gNB之间建立安全链路，需要对介质访问控制（MAC）、RLC和分组数据汇聚协议（PDCP）协议栈进行进一步增强，以解决由长传播延迟引起的问题以及由快速移动的卫星引起的切换问题[38]。NTN上的物联网（卫星或空间物联网）也是使物联网服务真正无处不在的重要问题。未来的工作应该包括服务链路的NTN-IAB，其中具有高发射和接收天线增益的中间NTN IAB节点可以位于空中或高地上，以减轻复杂性和功耗在UE侧[39，40]。5. 结论6G的主要目标是实现早些时候C. 是的动力局乔，Y.-J. Ko等ICT Express 9（2023）8290图五、N T N 的典型场景。几代移动系统被设计为提供连接的平台。在5G时代，移动系统的定义发生了变化，为工业和商业创造了一个生态系统，强调垂直领域。然而，到目前为止，尽管5G部署取得了成功，但与上一代相比，它尚未证明其独特的策略。为了向全球每个人提供真正身临其境的体验，6G不仅需要连接之外的许多新功能，还需要对连接本身进行大量增强。从这个角度来看，我们将6G概念化为一个三角形，其三个顶点和内核分别代表网络空间、物理空间、连接性和智能。提出了uMBB、uMTC、uHPC和e3DC的四种使用场景，以及uHPC与uMBB或uMTC相关的两种混合使用场景，以在网络空间和物理空间之间建立适当的连接，强调交互性，以提供即将到来的6G用例。作为主要的KPI，关键参数从几个方面进行了讨论。关于数据速率，注意到大多数数据消耗未来用例与基于LF的体积3D视觉的再现有关。为了提供完全同步的用户体验而没有晕电，需要传输时间中的1未来的用例，如工业控制/自动化和远程机器人/手术，将需要更严格的E2 E延迟，低于0.5 ms，可靠性高于9个9。关于定位，有人猜测6G需要厘米级精度。作为互动领域的使能技术，全息视频将有自己的用例，感谢事实上，它可以被多个用户用肉眼看到，不像其他体积投影，如头戴式显示器（HMD）。太赫兹（THz）雷达可以通过检测距离和速度来识别手势。可触摸的体积视觉和远程遥控触摸可以为触觉互联网应用开辟新 的 范 例 。 在 连 接 领 域 ， 使 能 技 术 将 遵 循 uMBB 、uMTC、uHPC和e3DC的竞合利益作者声明，他们没有已知的可能影响本文所报告工作致谢这项工作得到了韩国政府（MSIT）资助的信息通信技术促进研究所（IITP）资助（编号2020-0-01316，关于超可靠性低延迟通信的5G+技术的国际合作和协作研究）。引用[1] ITU-R，详细规格的陆地无线电国际移动通信接口-2020（IMT-2020），见：建议ITU-R M.2150-0，2021。[2] 哈里什Preben E. Viswanathan Mogensen，6G时代的通信，IEEEAccess 8（2020）。[3] NTT DOCOMO，白皮书，5G演进和6 G（3.0版），2021，可用：https：//www. nttdocomo。co。3.根据本发明的一个实施例，本发明的目的在于提供一种用于制造电子设备的方法，该方法包括：0的情况。pdf.[4] 高通，ABIresearch，增强和虚拟现实：第一波5G杀手级应用，可用：https：//www. Qualcomm.Com/media/documents/files/augmented-andd-virtual-reality-thee-first-wave-of-5g-killer-apps. pdf.[5] 风荷。呼，燕莎。 邓瓦利德 萨阿德迈赫迪 Bennis，A. HamidAghvami，Cellular-connected wireless virtual reality：requirements，challenges，and solutions，IEEE Commun. 麦格（2020年）。[6] ITU-R，与IMT-2020无线电接口技术性