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带你读《6G需求与愿景》第三章6G 设计思路与愿景3.2 6G 业务愿景 (三)

简介: 《6G需求与愿景》第三章6G 设计思路与愿景3.2 6G 业务愿景
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3.2.3     虚实结合类业务

 

虚实结合是指利用计算机技术基于物理世界生成一个数字化的虚拟世界,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。虚拟世界是物理世界的模拟和预测,是一种多源信息融合的、交互式的三维动态实景和实体行为的系统仿真,可使用户沉浸到该环境中。虚拟世界将精准反映和预测物理世界的真实状态,帮助人类更好地提升生活和生命的质量,提高整个社会生产和治理的效率。

典型的业务示例如数字孪生(DigitalTwin,DT),数字孪生是充分利用物理模型、传感器、运行历史数据等信息,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的现实空间中的全生命周期过程。数字孪生目前已经在部分领域应用,主要应用于产品设计、智能制造、医学分析、工程建设等。数字孪生也被普遍认为是未来 6G的重要应用,并将应用在更广泛的领域,如 AI助理、智慧城市、虚实结合游戏、身临其境旅游、虚拟演唱会等。这类现实空间与虚拟空间共存且相互映射、相互影响的业务称为“虚实结合类业务”。

下面分析虚实结合类业务的特点和对网络的需求。

(1)带宽需求

虚实结合场景中的虚拟空间及虚拟实体会产生大量数据,如第3.1节提到的AI助理即一种虚实结合类业务。6G创造的虚拟世界为每个用户构建 AI  助理, 并随着生物科学、材料科学、生物电子医学等交叉学科的进一步发展,通过大量 智能传感器对人类的重要器官、神经系统、呼吸系统、肌肉骨骼、情绪状态等进 行精确实时的“镜像映射”,从而采集、存储和交互用户的所说、所见、所听、      所触、所感和所思。虚拟世界体系使人类用户的各种差异化特征和需求得到了数 字化的抽象与表达,并建立每个用户的全方位立体化模拟,构成人体的数字孪生, 这样的数据量是巨量的。当虚拟空间内的实体之间,以及虚拟空间与现实空间之 间需要进行信息交互时,对网络带宽的需求也是巨量的,需要 1~10Tbit/s级别的带宽。

(2)时延需求

虚实结合类业务的数据具有实时更新与高精度模拟的特征,尤其当应用于抢险救灾、军事行动、数字化工厂等应用时,虚拟世界中场景的快速切换,以及虚拟世界与现实世界之间的数据交换需要尽可能快,需要极低的时延来传输数据,部分场景的数据交换时延应降至毫秒级。

(3)移动性需求

现实世界中的物体移动性也体现在虚拟世界中,如汽车、地铁、飞机等具有较高的移动性或群体移动性。当现实世界中的实体处于高速移动环境中时,与虚拟世界中的实体的信息交互,以及虚拟世界内实体之间的信息交互等,也都同样面临着高速移动需求。因此,网络不仅需要支持高速移动性,还需要支持高速移动条件下的同步与低时延。

(4)算力需求

人工智能(AI)技术在虚实结合类业务中将发挥越来越重要的作用。以工业数字孪生为例,通过在虚拟世界中重构物理世界,并且要达到一个动态的重构,实现物理世界和虚拟世界的数据实时互动,同时在虚拟世界中实现快速的预测、决策、优化和反馈,在此过程中,需要不断地进行训练和尝试。再以AIA为例,AIA需要映射现实世界的事物,通过大量的历史数据和经验来了解、学习与掌握人类的心理与生理特征,为人类提出及时准确的生活与工作建议等。这些工作都需要进行巨量的基于人工智能的训练和学习,需要强力的算力支持。

(5)安全性和隐私性需求

由于虚拟世界中的大多数数据都与现实世界中的人类或公共设施相关联,因此虚拟世界中的信息交换必须足够安全以避免攻击,且必须得到充分保护以维护数据隐私;同时虚拟世界的安全性和隐私也会反馈到现实世界中,因此,该类业务对网络的内在安全性和隐私保护机制有非常高的要求。

对比5G高带宽类业务和 6G虚实结合类业务对网络的需求指标,见表 3-3。

 

表 3-35G高带宽类业务和6G虚实结合类业务对网络的需求指标

 

需求指标

5G 高带宽类业务

6G 虚实结合类业务

峰值速率

20Gbit/s

1~10Tbit/s

用户体验速率

100Mbit/s

1~100Gbit/s

时延

<125 ms

<1 ms

抖动

<50 ms

<1 ms

移动性

500km/h

1 000km/h

算力

/

可靠性

99.9%

99.999%

 

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