2.1 6G服务的演进
在5G系统中,2015年ITU-R建议M.2083首次定义了三种使用场景,即eMBB、URLLC和mMTC。eMBB解决以人为中心的应用程序,以高数据速率访问移动服务、多媒体内容和目标;URLLC专注于为可靠性、延迟和可用性有严格要求的新应用程序实现任务关键型连接;mMTC旨在支持与大量低成本、低功耗设备的密集连接。为了实现5G的服务需求,研究人员探索了大量技术,如正交频分多址、极化码、海量多输入多输出、毫米波和软件定义网络。提高5G性能目标还包括各种附加技术,如全双工、非正交多址和移动边缘计算。
3GPP R17针对5G提出了NR-Lite,NR-Lite既补充了eMBB、URLLC和mMTC性能上的不足,也实现了提高数据速率、传输延迟和连接性能的目标。NR-Lite能在这些目标之间实现性能权衡,但 NR-Lite只能应用于具有多种性能需求的低层用户,不能满足具有多种高性能需求的用户。由于是为高度专业化的应用定制的,5G应用场景都通过牺牲一方面的性能来实现某些方面的极端性能,并且不能完全满足预想的6G用例的要求。
为了扩展当前5G应用场景的范围,有研究学者设想了四个场景来覆盖不同服务之间的重叠区域,如图2.1所示。四种6G核心服务被确定为与5G相结合的增强性能。其中包括增强型eMBB+URLLC、增强型eMBB+mMTC、增强型URLLC+mMTC及基于折衷的增强型eMBB+URLLC+mMTC,可以分别称为uMBB、ULBC、mULC与6G-Lite。uMBB将实现eMBB服务在整个地球上实现无处不在的覆盖,满足6G中商业客机、直升机、船舶、高速列车和偏远地区的连接需求和不断增长的容量需求。ULBC支持具有低延迟、高可靠性连接和高数据吞吐量的服务,如工业现场的移动机器人和自动车辆。mULC结合了mMTC和URLLC的功能,便于在垂直领域部署大规模传感器和执行器。
图2.1 6G系统的设想使用场景
ULBC的典型应用包括AR、VR和全息电话会议。此类应用要求高清晰度视频流和大量交互式指令的高数据速率,实时语音的低延迟和即时控制响应,这些要求在未来可用于太空探索、空中和海上旅行及磁悬浮运输的高机动性方案。uMBB的主要使用场景是触觉IoT。触觉IoT要求更高的数据速率来支持触摸相关体验,物联网还要求密集部署的传感器和设备具有强大的连通性。mULC将在大规模IoT中引起广泛关注,其应用包括智能制造和自动运输。这些应用需要大量的人员、传感器和执行器之间的通信连接,还需要低延迟来处理这些设备之间的频繁交互。6G-Lite的典型代表场景为智能驾驶,在智能驾驶中,必须联合考虑多个事件,包括路径规划、自动驾驶、障碍物检测、车辆监控、移动娱乐和紧急救援操作。6G-Lite可以在不同性能目标之间进行优化权衡,在高移动性条件下实现高速率、低延迟和大规模连接。
上面详述的服务旨在基于复杂物理场景中的多个目标和事件来提高人和机器的联合QoE。它们在物理世界中可以统称为场景中心服务,目标是为用户提供高质量的无线体验。