2019年9月,芬蘭奧盧大學(xué)與70位世界頂尖通信專家共同發(fā)布了全球首份6G白皮書(shū)《無(wú)處不在的無(wú)線智能——6G的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)與研究挑戰(zhàn)》,對(duì)6G進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。在未來(lái)的6G時(shí)代,邊緣計(jì)算將盛行,信任模型必須嵌入其中,隱私保護(hù)將成為關(guān)鍵的應(yīng)用驅(qū)動(dòng)要素。
從歷史上看,移動(dòng)通信大約每十年就會(huì)出現(xiàn)一次更新?lián)Q代,通過(guò)引入新興技術(shù)實(shí)現(xiàn)頻譜效率和容量的提升,為新業(yè)務(wù)、新業(yè)態(tài)培育提供基礎(chǔ)。5G新無(wú)線電(NR)的第一個(gè)版本已于2018年準(zhǔn)備就緒,在諸多領(lǐng)域已展現(xiàn)出提高生產(chǎn)力的潛能,且有望成為引領(lǐng)許多領(lǐng)域長(zhǎng)期發(fā)展、融合發(fā)展和自主應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。與5G相比,6G會(huì)采用新技術(shù)、新模式,能滿足并超越5G所需的通信要求,加速經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的數(shù)字化。從之前移動(dòng)通信技術(shù)更新?lián)Q代的時(shí)間、路徑來(lái)看,現(xiàn)在是研究6G通信需求、性能要求、系統(tǒng)和傳輸面臨的挑戰(zhàn)以及技術(shù)路線選擇等核心問(wèn)題的最佳時(shí)機(jī)。
第一屆6G無(wú)線峰會(huì)于2019年3月在芬蘭列維舉行,來(lái)自29個(gè)國(guó)家的近300名與會(huì)者參加了會(huì)議,包括了主要基礎(chǔ)設(shè)施制造商、運(yùn)營(yíng)商、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)界的核心人員。該活動(dòng)的6G愿景宣言抓住了6G的本質(zhì),即“無(wú)處不在的無(wú)線智能”?!盁o(wú)處不在”指服務(wù)與用戶隨時(shí)隨地進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接;“無(wú)線”意味著無(wú)線連接是關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的一部分;“智能”意味著為人類和非人類用戶提供情景感知的智能服務(wù)和應(yīng)用程序。峰會(huì)結(jié)束后,組織者舉辦了研討會(huì)并起草了第一份6G白皮書(shū)《無(wú)處不在的無(wú)線智能——6G的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)與研究挑戰(zhàn)》(以下簡(jiǎn)稱“白皮書(shū)”),白皮書(shū)確定了與6G相關(guān)的主要驅(qū)動(dòng)因素、研究要求、挑戰(zhàn)和基本研究問(wèn)題,并指出了6G的主要驅(qū)動(dòng)力:可持續(xù)發(fā)展、社會(huì)、生產(chǎn)力和技術(shù)。此白皮書(shū)每年都會(huì)在年度6G無(wú)線峰會(huì)結(jié)束后進(jìn)行更新。
2016年,聯(lián)合國(guó)發(fā)布了2030年議程的17個(gè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)(SDG),有望推動(dòng)政策并影響許多經(jīng)濟(jì)體的政府支出,從而創(chuàng)造出新的全球需求。到2030年,全球人口將增長(zhǎng)到85億,預(yù)計(jì)世界上將有43個(gè)人口超過(guò)1000萬(wàn)的特大城市,其中大多數(shù)位于發(fā)展中地區(qū)。城市化要求在整個(gè)社會(huì)范圍內(nèi)提供超高效、自動(dòng)化、無(wú)時(shí)無(wú)刻、無(wú)處不在的信息與通信技術(shù)服務(wù),從而提高生產(chǎn)率、減少碳排放、節(jié)省公共支出。
同時(shí),未來(lái)城市地區(qū)開(kāi)發(fā)的服務(wù)需要轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足偏遠(yuǎn)地區(qū)、貧困地區(qū)的需要,以便實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。在6G時(shí)代,隨著社會(huì)與信息通信技術(shù)的融合愈發(fā)緊密,將出現(xiàn)更多的數(shù)據(jù)安全問(wèn)題,如何應(yīng)對(duì)這一難題、做好風(fēng)險(xiǎn)防范將成為6G技術(shù)不容忽視的重點(diǎn)。
6G的社會(huì)和商業(yè)驅(qū)動(dòng)力
5G能夠?yàn)楦喾N類的設(shè)備和用戶提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速率,滿足消費(fèi)者預(yù)期的容量增長(zhǎng)需求以及行業(yè)的生產(chǎn)力需求,隨著5G的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等領(lǐng)域的重要性正在不斷凸顯。與5G相比,6G的定義不能僅僅考慮其商業(yè)價(jià)值,更需要全面的定義來(lái)滿足社會(huì)對(duì)未來(lái)通信的要求,包括從通信技術(shù)角度確定未來(lái)社會(huì)面臨的趨勢(shì)、需求、挑戰(zhàn)以及塑造未來(lái)世界形態(tài)的力量。在5G時(shí)代,移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商依然是網(wǎng)絡(luò)部署的主導(dǎo)者,而6G時(shí)代可能會(huì)出現(xiàn)由更多市場(chǎng)參與者推動(dòng)的超高效短距離連接解決方案,在傳統(tǒng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)之外產(chǎn)生新的生態(tài)系統(tǒng),這也將使6G網(wǎng)絡(luò)更具包容性。
(一)來(lái)自社會(huì)的驅(qū)動(dòng)力將塑造6G。從1G到5G,社會(huì)和商業(yè)驅(qū)動(dòng)因素對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的影響愈發(fā)深刻,對(duì)于6G而言,政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、技術(shù)、法律和環(huán)境等都是重要的驅(qū)動(dòng)因素。一方面,為了確保智能城市服務(wù)和城市化的紅利得到充分共享且具有包容性,政策要著重關(guān)注城市貧困人口和其他弱勢(shì)群體對(duì)生活保障的需求。另一方面,無(wú)處不在的系統(tǒng)化、自動(dòng)化的小工具和傳感器將對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性和魯棒性提出更高要求。預(yù)計(jì)6G“無(wú)處不在”的特性將大大擴(kuò)張信息與通信技術(shù)涵蓋的范圍,釋放更多社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和機(jī)會(huì)。與此同時(shí),高效節(jié)能也是6G的關(guān)鍵性需求,在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品使用周期中對(duì)材料進(jìn)行選擇、使用、重復(fù)使用和回收利用,可以降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、使用的成本,有助于將網(wǎng)絡(luò)連接擴(kuò)展到更多偏遠(yuǎn)地區(qū),以持續(xù)、高效、綠色的方式提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。此外,6G對(duì)人體健康的影響也是關(guān)注的重點(diǎn),新型6G技術(shù)的引入需要啟動(dòng)科學(xué)審查,發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)需要開(kāi)展的研究,以便填補(bǔ)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估上的理論空白。
(二)數(shù)據(jù)所有權(quán)和合同政策問(wèn)題需要特別關(guān)注。數(shù)據(jù)訪問(wèn)和使用規(guī)則逐漸成為未來(lái)創(chuàng)造價(jià)值的重要要素,為此,對(duì)數(shù)據(jù)的限制也變成了一種管理手段。創(chuàng)建一個(gè)可以改變數(shù)據(jù)收集、優(yōu)先級(jí)和共享方式的系統(tǒng)可以為更大程度地發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值提供保障,但也可能導(dǎo)致在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和使用等方面產(chǎn)生嚴(yán)重的隱私及倫理問(wèn)題。在通信生態(tài)系統(tǒng)中,不同參與者對(duì)數(shù)據(jù)的使用權(quán)利和義務(wù)已有界定,但在6G時(shí)代,一個(gè)重大挑戰(zhàn)是如何將這些權(quán)利和義務(wù)映射到高度智能的系統(tǒng)或設(shè)備中,以便使用數(shù)據(jù)創(chuàng)建更多未來(lái)服務(wù)。
(三)6G將推動(dòng)城市和室內(nèi)空間的網(wǎng)絡(luò)共享,“本地運(yùn)營(yíng)商”模式將得到推廣。在6G時(shí)代,定位服務(wù)于超高效短距離傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)新頻段將會(huì)開(kāi)放,各個(gè)參與者將在新頻段上以垂直行業(yè)為目標(biāo)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署,以吸引新的參與者、投資者等共同打開(kāi)市場(chǎng)。以往重疊的超密集網(wǎng)絡(luò)將不再可行,不同的參與者在一個(gè)設(shè)施內(nèi)只部署單個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足多個(gè)用戶組和服務(wù)的需求,參與者將借助軟件化、網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬化以及接口的開(kāi)放來(lái)共享網(wǎng)絡(luò)連接層和數(shù)據(jù)層。在此背景下,頻譜接入權(quán)、網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)資源、設(shè)施和客戶的所有權(quán)變更將導(dǎo)致多種技術(shù)要求和技術(shù)架構(gòu)組合,大大增加網(wǎng)絡(luò)接入的復(fù)雜性。同時(shí),頻譜使用的全球協(xié)調(diào)也需要各方共同努力去推進(jìn)解決。
長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,6G將比任何事物更深入地滲透到社會(huì)和人們的生活中,為避免過(guò)高的運(yùn)營(yíng)成本,6G相關(guān)軟件都將運(yùn)行在具有高度自動(dòng)化水平的云端上,這也將促使責(zé)任部門(mén)改進(jìn)監(jiān)管系統(tǒng)。
6G應(yīng)用場(chǎng)景和新設(shè)備
智能手機(jī)已成為我們生活中不可或缺的一部分,但隨著新的顯示技術(shù)、傳感和成像設(shè)備以及低功耗專用處理器的飛速發(fā)展,硬件設(shè)備將進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。該時(shí)代,設(shè)備將與感官和運(yùn)動(dòng)控制無(wú)縫結(jié)合在一起。虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)和混合現(xiàn)實(shí)(MR)這些技術(shù)正在融合到交叉現(xiàn)實(shí)(XR)中,該技術(shù)包含可穿戴的顯示裝置以及產(chǎn)生并保持感知錯(cuò)覺(jué)的交互機(jī)制,提供了更多的可能。
(一)智能手機(jī)很有可能被XR眼鏡所替代。未來(lái),輕巧的XR眼鏡能以其前所未有的分辨率、刷新率和動(dòng)態(tài)范圍將圖像投射到眼睛上,并通過(guò)耳機(jī)和觸覺(jué)界面把反饋提供給其他感官系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)這一體驗(yàn),必要的配套技術(shù)包括:(1)成像設(shè)備,例如光場(chǎng)、全景、深度感應(yīng)和高速的相機(jī);(2)用于監(jiān)視使用者健康狀況的生物傳感器;(3)用于計(jì)算機(jī)圖形、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、傳感器融合、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的專用處理器;(4)無(wú)線技術(shù),包括定位和傳感。
(二)新的技術(shù)將使遠(yuǎn)程呈現(xiàn)成為可能。隨著高分辨率成像和傳感設(shè)備、可穿戴顯示裝置、移動(dòng)機(jī)器人和無(wú)人機(jī)、專用處理器以及下一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等輔助技術(shù)的發(fā)展,遠(yuǎn)程呈現(xiàn)最終將成為現(xiàn)實(shí)。人物模型可以通過(guò)實(shí)時(shí)捕獲、傳輸和渲染會(huì)議中每個(gè)參與者的三維全息再現(xiàn),或者通過(guò)圖形組合表示(如化身)和傳感器捕獲的移動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。XR設(shè)備等可以創(chuàng)造感知上的錯(cuò)覺(jué),使地理上分散的一群人相信他們出現(xiàn)在同一個(gè)位置。借助這些技術(shù),人們甚至可以影響遠(yuǎn)程世界的變化,典型的應(yīng)用包括遠(yuǎn)程教育、協(xié)同設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程辦公、先進(jìn)的三維模擬、培訓(xùn)以及國(guó)防等。
(三)自動(dòng)駕駛汽車將成為可能。即使有了遠(yuǎn)程呈現(xiàn),人員和貨物的流動(dòng)隨著人口增長(zhǎng)和全球化推進(jìn)仍然是一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。暢想在2030年及以后的世界,將會(huì)有數(shù)百萬(wàn)輛聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)駕駛汽車,通過(guò)高度協(xié)同的系統(tǒng)使運(yùn)輸和物流更加高效。這些汽車包括在家庭、工作場(chǎng)所或?qū)W校之間移動(dòng)的自動(dòng)駕駛汽車,也包括送貨的自動(dòng)卡車或無(wú)人機(jī),這對(duì)于提高生產(chǎn)效率、減少化石燃料消耗均具有重要意義。
在6G網(wǎng)絡(luò)中,每輛車都將配備許多傳感器,包括相機(jī)、激光掃描儀、可能用于三維成像的太赫茲寬帶陣列成像設(shè)備、里程表和慣性測(cè)量單元。在算法上,自動(dòng)駕駛必須快速融合多來(lái)源數(shù)據(jù)來(lái)決定如何控制車輛,并具有專用的交互界面以提醒乘客或監(jiān)督員注意潛在風(fēng)險(xiǎn)。在網(wǎng)絡(luò)上,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)除了具有低延遲和高帶寬外,還必須有超高可靠性。
6G的物理層和無(wú)線系統(tǒng)
沒(méi)有任何一種解決方案可以滿足所有垂直應(yīng)用程序的需求。大規(guī)模的寬帶(eMBB),超可靠的低延遲通信(URLLC),大規(guī)模的機(jī)器類通信(mMTC)和極高的用電效率,意味著需要更多的解決方案。解決方案的增多需要逐案優(yōu)化系統(tǒng),并且必須重新定義不同應(yīng)用之間的兼容性。當(dāng)前的5G新無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)尚未能夠滿足所有苛刻設(shè)計(jì)需求。因此,我們認(rèn)為未來(lái)物理層和無(wú)線系統(tǒng)除了地面網(wǎng)絡(luò)以外,還需要基于衛(wèi)星和無(wú)人機(jī)(或類似的空中平臺(tái))的基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)滿足覆蓋范圍和能力的需求。此外,當(dāng)越來(lái)越多的數(shù)據(jù)在微型設(shè)備中被存儲(chǔ)和處理,能源和電力消耗的問(wèn)題將會(huì)變得越發(fā)突出。
(一)人工智能將在6G的鏈路層和系統(tǒng)層解決方案中發(fā)揮重要作用。6G要滿足所有已確定的性能要求,就需要具有可配置無(wú)線電的超靈活網(wǎng)絡(luò)。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)將與無(wú)線感測(cè)和定位結(jié)合,學(xué)習(xí)了解無(wú)線環(huán)境的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)構(gòu)成,用于預(yù)測(cè)高頻下的鏈路丟失、主動(dòng)確定密集城市網(wǎng)絡(luò)中的最佳切換點(diǎn)并確定基站,以及為基站和用戶確定最佳的無(wú)線資源分配等。
目前來(lái)看,開(kāi)發(fā)新的空口需要廣泛應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能算法,以便改善空中接口的時(shí)變性能,語(yǔ)義識(shí)別方案可能是重要的解決方向。值得注意的是,在給定環(huán)境和特定的需求下,人工智能是否可以被用來(lái)做這些設(shè)計(jì),其真實(shí)使用效果仍值得研究。
(二)新的無(wú)授權(quán)訪問(wèn)方式對(duì)大規(guī)模機(jī)器類通信至關(guān)重要。6G要擴(kuò)展5G的性能,就必須靈活地開(kāi)展大規(guī)模的機(jī)器類通信用例,在實(shí)現(xiàn)高頻譜使用的同時(shí),還需要支持大量低功耗和低復(fù)雜度的設(shè)備。因?yàn)樵O(shè)備偶爾會(huì)生成短數(shù)據(jù)包,并且資源分配時(shí)的消耗可能超過(guò)實(shí)際的信息交換量,因此物聯(lián)網(wǎng)對(duì)上述指標(biāo)的要求更加苛刻。為解決這些問(wèn)題,基于適當(dāng)協(xié)議設(shè)計(jì)并依靠連續(xù)干擾抵消的現(xiàn)代隨機(jī)訪問(wèn)協(xié)議可能會(huì)發(fā)揮作用,這些標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在某些衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)中被采用,且被證明可以達(dá)到預(yù)定的訪問(wèn)性能要求,同時(shí)真正實(shí)現(xiàn)了無(wú)授權(quán)訪問(wèn)。此外,現(xiàn)代隨機(jī)訪問(wèn)協(xié)議可以利用物理層和MAC層的聯(lián)合設(shè)計(jì)來(lái)提高數(shù)據(jù)吞吐量,這些對(duì)于短距離連接解決方案可能是有用的。
(三)信號(hào)成形是一種實(shí)現(xiàn)高頻譜使用效率的方法。為了增強(qiáng)比特率的性能,需要使用非常高階的星座調(diào)制。然而,這些高階星座調(diào)制對(duì)傳輸介質(zhì)中的非線性非常敏感,用于正交幅度調(diào)制3(QAM)的信號(hào)成形可能可以克服其中一些困難。信號(hào)成形方式有兩種:幾何成形和概率成形,不論是基于幾何成形還是概率成形的正交幅度調(diào)制,都有望在光學(xué)和太赫茲無(wú)線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)紀(jì)錄的高比特/秒/赫茲/極化。
(四)強(qiáng)大的模擬調(diào)制方案對(duì)6G至關(guān)重要。事實(shí)證明,正交頻分復(fù)用(OFDM)對(duì)于寬帶連接非常有效。早前,也有人提出了在60GHz下具有大于500兆Hz帶寬、超寬帶(UWB)系統(tǒng)的多頻帶正交頻復(fù)用版本。當(dāng)傳輸帶寬達(dá)到極限,如在數(shù)百GHz頻段上達(dá)到幾GHz甚至幾十GHz帶寬使用率時(shí),傳統(tǒng)的收發(fā)器設(shè)計(jì)就會(huì)開(kāi)始出錯(cuò),并且多載波調(diào)制也無(wú)法正常工作。因此,6G需要更強(qiáng)大的模擬調(diào)制方案。
(五)多種方案可在物理層實(shí)現(xiàn)6G的安全保護(hù)。未來(lái)的光無(wú)線通信可能依賴于量子密鑰分發(fā)(QKD)方案,通過(guò)量子力學(xué)而不是計(jì)算的方法在兩個(gè)用戶之間分發(fā)密鑰,從而為部分6G應(yīng)用提供所需的超安全網(wǎng)絡(luò)。此外,通過(guò)使用物理層簽名(例如射頻指紋)和某些其他技術(shù),如利用MIMO(多輸入多輸出)傳輸系數(shù)的隨機(jī)化、編碼等進(jìn)行身份驗(yàn)證的方式可能會(huì)在6G中得到應(yīng)用。
(六)使用射頻功率進(jìn)行連接和計(jì)算的反向散射通信可以實(shí)現(xiàn)超低功率通信。6G對(duì)能效比要求極高,這就需要通過(guò)以節(jié)能的方式進(jìn)行編碼、調(diào)制、發(fā)送和接收處理,以實(shí)現(xiàn)發(fā)射能量和所需處理能量之間的平衡。此外,終端、低功耗物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)能的要求更高。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,節(jié)能的大多數(shù)問(wèn)題可以通過(guò)適當(dāng)?shù)纳漕l和基帶硬件設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn),但是在低功耗編碼、調(diào)制和物理層(非正交頻分復(fù)用)等層面需要更多解決方法。使用射頻功率進(jìn)行連接和計(jì)算的反向散射通信可能是實(shí)現(xiàn)超低功率通信的有效方法,反向散射通信可以從環(huán)境和射頻波形中獲取能量,這樣能夠讓物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的壽命延長(zhǎng)。
(七)6G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或許能自主搭建無(wú)線環(huán)境。在電磁可調(diào)表面(如基于特異材料)革命的推動(dòng)下,6G將控制來(lái)自大型智能表面7(LIS)的信號(hào)反射和折射。開(kāi)放研究的問(wèn)題涉及從無(wú)源反射器和超材料涂層智慧表面的優(yōu)化部署到可重構(gòu)大型智能表面的AI驅(qū)動(dòng)操作。為了解大型智能表面和智慧表面在速率、延遲、可靠性和覆蓋率方面的性能,需要對(duì)其進(jìn)行基礎(chǔ)分析。另一個(gè)重要的研究方向是環(huán)境AI,智能表面可以通過(guò)學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)自主地重新配置其材料參數(shù),現(xiàn)有挑戰(zhàn)包括如何在大型超材料表面上聚焦具有不同入射角的信號(hào),這就需要反射/折射系數(shù)的可控性。在移動(dòng)環(huán)境中,由機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的智能曲面可能需要連續(xù)的再訓(xùn)練,這就需要訪問(wèn)足夠的訓(xùn)練數(shù)據(jù)、高計(jì)算能力和有保證的低訓(xùn)練收斂性。
通過(guò)使用大型智能表面和類似結(jié)構(gòu),6G可使全息成像成為可能,全息圖像射頻通過(guò)合成空間光譜全息技術(shù)和空間波場(chǎng)來(lái)控制整個(gè)物理空間和電磁場(chǎng)的完整閉環(huán)。這將大大提高頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)容量,并有助于集成成像和無(wú)線通信。
6G的網(wǎng)絡(luò)需求
(一)6G需要嵌入信任模型。到2030年,數(shù)字世界和現(xiàn)實(shí)世界將深度交織,人們的生活將依賴于網(wǎng)絡(luò)的可靠運(yùn)行,如果網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障,重要的工業(yè)價(jià)值將會(huì)喪失。在網(wǎng)絡(luò)物理世界中,有形資產(chǎn)可能會(huì)因數(shù)字攻擊而被竊取、滅失或受到損害,惡意網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)可能導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)和生命的損失。
為了解決這個(gè)問(wèn)題,信任模型應(yīng)當(dāng)嵌入到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中,以提高用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的信任度。對(duì)于安全、信任和服務(wù)來(lái)說(shuō),網(wǎng)絡(luò)應(yīng)提供嵌入的分布式拒絕服務(wù)(DDoS)來(lái)實(shí)現(xiàn)緩解和保護(hù)功能,以使其免受其他人的攻擊。
(二)6G采用身份與位置分離的方案,主要依靠設(shè)備的私有地址。從保障安全上看,將信任關(guān)系嵌入網(wǎng)絡(luò)需要為設(shè)備和節(jié)點(diǎn)配備一個(gè)更穩(wěn)定的ID,而不僅僅是可轉(zhuǎn)換或動(dòng)態(tài)的地址。每個(gè)設(shè)備至少應(yīng)具有一個(gè)唯一的名稱或多個(gè)可由網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)轉(zhuǎn)換為地址的名稱,并且可以將這些名稱轉(zhuǎn)換為地址以及根據(jù)需要轉(zhuǎn)換回ID,在設(shè)備連接后,設(shè)備應(yīng)能夠控制其自身的可達(dá)性。這種尋址原則的結(jié)果是端到端通信“層”與用戶的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)是分開(kāi)的,如同軟件定義的OpenFlow網(wǎng)絡(luò)一樣,該網(wǎng)絡(luò)可以使用多種轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議,例如IPv4、IPv6、以太網(wǎng)和多種隧道協(xié)議等。
(三)6G的隱私保護(hù)將是一個(gè)關(guān)鍵推動(dòng)因素。未來(lái),物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等將產(chǎn)生大量前所未有的私人信息?;ヂ?lián)網(wǎng)公司已經(jīng)證明了私人信息具備使用價(jià)值,從現(xiàn)實(shí)世界中收集私人信息可能非常敏感,諸多場(chǎng)景私人信息的使用或多或少涉及侵犯私人利益。對(duì)于6G而言,要為社會(huì)所接受,對(duì)私人信息的保護(hù)是一個(gè)關(guān)鍵推動(dòng)因素。
(四)6G需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模式升級(jí)。5G采用了網(wǎng)絡(luò)切片(Networkslicing)方案,為用戶直接定制網(wǎng)絡(luò)資源、容量和功能,通過(guò)鏈接和計(jì)算機(jī)資源分配以及虛擬網(wǎng)絡(luò)功能在每個(gè)切片中控制和處理流量。網(wǎng)絡(luò)切片可以為用戶提供最好的服務(wù),也可以應(yīng)用一些服務(wù)質(zhì)量模式來(lái)處理數(shù)據(jù)包。
在6G中,5G范式將得到細(xì)化和擴(kuò)展。一種可能性是虛擬化(關(guān)鍵)設(shè)備之間通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)到分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)并直達(dá)云端,實(shí)現(xiàn)端到端連接。在6G范式下,網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)多種技術(shù)手段(智能流量管理、邊緣計(jì)算、用戶主動(dòng)或流量編排設(shè)置等)來(lái)最大化用戶體驗(yàn),如通過(guò)將用戶或運(yùn)營(yíng)商設(shè)置為一組訂閱用戶,每個(gè)訂閱用戶在該組中統(tǒng)一進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分配。在某種意義上說(shuō),網(wǎng)絡(luò)是中立的,它平等地對(duì)待一個(gè)切片中的所有應(yīng)用程序,并且平等對(duì)待具有相同訂閱類型的所有用戶。
在6G時(shí)代,網(wǎng)絡(luò)中立性法規(guī)可能會(huì)更新,并會(huì)強(qiáng)制移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商向用戶提供可在其控制之下的增值安全服務(wù),在這樣的規(guī)定下,運(yùn)營(yíng)商可以向無(wú)法保障自己設(shè)備安全性的用戶收取合理、可接受的費(fèi)用。與此同時(shí),網(wǎng)絡(luò)應(yīng)為服務(wù)和應(yīng)用程序的競(jìng)爭(zhēng)提供公平的基礎(chǔ),以最大限度增加最終用戶的選擇權(quán)。
6G研究還需要研究私有網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)之間的責(zé)任劃分,短程連接解決方案與大覆蓋蜂窩系統(tǒng)的無(wú)縫集成將會(huì)變得更加普遍,并需在開(kāi)發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化方面提供更多的支持。
(五)人工智能和區(qū)塊鏈可能在6G網(wǎng)絡(luò)中扮演重要角色。在6G時(shí)代,機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能越來(lái)越重要,依賴于挖掘大數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練學(xué)習(xí),不斷增強(qiáng)應(yīng)對(duì)更高傳輸速率的計(jì)算能力,同時(shí)通過(guò)不斷學(xué)習(xí)獲得更多的靈活性。
區(qū)塊鏈?zhǔn)橇硪粋€(gè)備受期待的新技術(shù),該技術(shù)在沒(méi)有中樞機(jī)構(gòu)的情況下,以分布式方式存儲(chǔ)和共享不常更改的信息,但變更的完整記錄也會(huì)被保存。這可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)市場(chǎng)組織方式的變更,也可能有助于運(yùn)營(yíng)商在相互設(shè)置網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí)保持相互信任。