近日，下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（NGMN）聯(lián)盟發(fā)布了《6G用例白皮書》，提出了4大類6G用例，首次對(duì)未來(lái)6G應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行結(jié)構(gòu)化總結(jié)。NGMN是由全球領(lǐng)先的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商成立的行業(yè)組織，并向移動(dòng)通信業(yè)的所有合作伙伴開(kāi)放，其目標(biāo)是確保下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)平臺(tái)和設(shè)備能夠符合運(yùn)營(yíng)商的要求，并最終滿足消費(fèi)者的需求和期望?！?G用例白皮書》是由這些主流移動(dòng)通信相關(guān)廠商聯(lián)合研究的成果，將為行業(yè)的6G開(kāi)發(fā)提供有影響力的指導(dǎo)。
NGMN總計(jì)確定了四大類共計(jì)50個(gè)6G用例，其中包含14個(gè)通用用例，《6G用例白皮書》對(duì)這14個(gè)通用用力進(jìn)行詳細(xì)描述。四大類用例本分別從以下角度展開(kāi)：
增強(qiáng)的人類交流，包括可能豐富人類交流的6G用例，例如沉浸式體驗(yàn)、遠(yuǎn)程呈現(xiàn)和多模式交互；
增強(qiáng)的機(jī)器類通信，包括反映協(xié)作機(jī)器人和自主機(jī)器發(fā)展的用例、感知周圍環(huán)境的需求、機(jī)器人相互之間通信的需求，以及機(jī)器人與人類進(jìn)行通信的需求；
使能服務(wù)，包括需要附加功能的用例，例如高精度定位、地圖繪制、環(huán)境或身體感應(yīng)數(shù)據(jù)；
網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，描述與核心技術(shù)相關(guān)的演進(jìn)，包括人工智能即服務(wù)、能源效率提升，以及提供無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。
可以看出，6G用例全面涵蓋了人、物、服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)等各方面的演進(jìn)，將形成明顯變革性的場(chǎng)景。
1、增強(qiáng)的人類交流
在增強(qiáng)人類交流用例中，NGMN研究了3個(gè)通用用例。
（1）XR沉浸式全息現(xiàn)場(chǎng)感通信
若干年后，以用戶為中心的擴(kuò)展沉浸式和3D現(xiàn)實(shí)以及全息現(xiàn)場(chǎng)感將可能成為工作和社交互動(dòng)的常態(tài)。在這一場(chǎng)景下，一個(gè)人看起來(lái)好像是在某個(gè)特定的位置，而實(shí)際上是在另一個(gè)位置，比如一個(gè)人好像在辦公室，而實(shí)際上是在車?yán)铩?/p>
這種場(chǎng)景似乎讓人“分身有術(shù)”，這需要當(dāng)前的真實(shí)自我與數(shù)字表示中的虛擬自我相結(jié)合系統(tǒng)的進(jìn)展。同時(shí)，這一場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)可穿戴設(shè)備，以及皮膚貼片和生物植入物等。在這一場(chǎng)景下，我們將隨身攜帶多個(gè)可穿戴設(shè)備，它們將無(wú)縫配合，提供自然、直觀的界面，實(shí)現(xiàn)手勢(shì)、說(shuō)話和眼睛跟蹤。此外，這一場(chǎng)景可以推動(dòng)混合現(xiàn)實(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)。這樣的場(chǎng)景下，設(shè)備將完全感知環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)在預(yù)測(cè)人們的需求方面將變得越來(lái)越復(fù)雜，也正是6G需要解決的問(wèn)題。
（2）遠(yuǎn)程操作多模態(tài)通信
當(dāng)前，人類的多模態(tài)信息可以通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸，如聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)或其組合。然而，交互觸覺(jué)尤其是動(dòng)覺(jué)（如肌肉運(yùn)動(dòng)）交互傳輸具有更嚴(yán)格的端到端通信延遲要求。實(shí)現(xiàn)雙向觸覺(jué)遠(yuǎn)程操作是6G技術(shù)背后的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素之一，該技術(shù)旨在通過(guò)將來(lái)自多個(gè)來(lái)源的輸入、輸出組合傳輸?shù)蕉鄠€(gè)目的地，從而使多模態(tài)通信服務(wù)更接近現(xiàn)實(shí)。
在NGMN看來(lái)，人類多模態(tài)信息從可穿戴終端捕獲，以及從環(huán)境傳感器和社會(huì)感官洞察獲得的推理知識(shí)以及一些補(bǔ)充方法，以增強(qiáng)遠(yuǎn)程多模態(tài)通信和控制。該技術(shù)的傳感部分植根于工業(yè)傳感器技術(shù)，它的通信端來(lái)自無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和蜂窩通信技術(shù)的融合，極高的可用性、可靠性和超低延遲成為重大挑戰(zhàn)。通過(guò)6G技術(shù)，多模態(tài)傳感和通信融合將實(shí)現(xiàn)同步多模態(tài)信息的傳輸，不同要求形成分布式組合，增強(qiáng)提供定制服務(wù)的能力豐富用戶體驗(yàn)。
（3）感知、技巧和思想的智能互動(dòng)和分享
人們可以通過(guò)腦機(jī)接口與設(shè)備或控制機(jī)器進(jìn)行交互。通過(guò)6G，腦機(jī)接口可能使人與人、人與機(jī)器之間遠(yuǎn)距離、實(shí)時(shí)的感知和思想共享成為現(xiàn)實(shí)。隨著6G的出現(xiàn)，一個(gè)新的術(shù)語(yǔ)似乎開(kāi)始發(fā)揮作用，它將被稱為行為互聯(lián)網(wǎng)（IoB），人類將把自己的個(gè)人行為特征納入信息流。
隨著越來(lái)越多的系統(tǒng)由人工智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)，機(jī)器不再被動(dòng)地等待用戶輸入，這給人機(jī)界面帶來(lái)了根本性的變化，機(jī)器可以感知人類“做”什么，推理人類“想要”什么，人機(jī)交互將演變?yōu)榫哂星楦泻拖嗷ダ斫獾钠降鹊念惾私换ァＤX機(jī)接口在過(guò)去更多專注于幫助有嚴(yán)重運(yùn)動(dòng)障礙的人，未來(lái)將更多面向廣泛的消費(fèi)品。
2、增強(qiáng)的機(jī)器類通信
增強(qiáng)的機(jī)器類通信用例中，NGMN研究了2個(gè)通用用例。
（1）機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
到2030年，預(yù)計(jì)將有大量自動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、AGV出現(xiàn)在在城市各個(gè)角落，用于貨物運(yùn)送和個(gè)人交通，確保交通安全、無(wú)碰撞和高效是一大挑戰(zhàn)。在這里，考慮到包含其他機(jī)器人和未連接對(duì)象的聚合數(shù)據(jù)集，6G網(wǎng)絡(luò)可以在這些機(jī)器人軌跡協(xié)調(diào)、交通管理中發(fā)揮關(guān)鍵作用，通過(guò)來(lái)自機(jī)器人的指定意圖協(xié)商路徑，確保避免碰撞。通過(guò)收集、處理和分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中所有連接節(jié)點(diǎn)的傳感器數(shù)據(jù)，并在3D視圖中以高精度動(dòng)態(tài)映射，機(jī)器人可以有效地看到周圍的角落并預(yù)測(cè)未來(lái)的路徑，依賴泛在網(wǎng)絡(luò)，機(jī)器人也無(wú)需攜帶太多車載傳感器，這使得更小、更便宜、更輕的機(jī)器人可以用于新型的自動(dòng)運(yùn)輸。
（2）協(xié)作機(jī)器人互動(dòng)
通過(guò)協(xié)作機(jī)器人，人類和機(jī)器人之間的互動(dòng)將更加密切。這些相互連接的協(xié)作機(jī)器人能夠可靠地閱讀和解釋人類的行為和意圖，并以可靠的方式做出反應(yīng)，從而以高效和安全的方式幫助人類。
比如，在數(shù)字孿生的幫助下，協(xié)作機(jī)器人作為人類的同事，能夠完成精確且具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，或者在老年人或殘疾人的家中作為護(hù)理助理，完成人類的繁重工作。協(xié)作機(jī)器人可以是一臺(tái)單獨(dú)的機(jī)器，負(fù)責(zé)執(zhí)行命令或適應(yīng)當(dāng)前的情況，也可以作為外骨骼或自適應(yīng)輪椅更接近人類，甚至還可以在彼此之間組建團(tuán)隊(duì)，共同解決任務(wù)，并在團(tuán)隊(duì)層面與人類協(xié)作。為了釋放出最大的潛力，多組協(xié)作機(jī)器人應(yīng)該能夠共同定義它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)控制下的協(xié)作甚至通信方式。
3、使能服務(wù)
使能服務(wù)的用例中，NGMN研究了6個(gè)通用場(chǎng)景。
（1）3D高精度定位和追蹤
高精度3D定位以及厘米或更高級(jí)別的跟蹤能力，尤其是在室內(nèi)環(huán)境中，將為未來(lái)的智能工廠、倉(cāng)庫(kù)、醫(yī)院等場(chǎng)景帶來(lái)許多新機(jī)會(huì)，使能全自動(dòng)化，尤其是自主移動(dòng)的協(xié)作機(jī)器人，這需要借助6G網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了適應(yīng)人類的生活和工作環(huán)境，需要厘米級(jí)的精度，例如查找和旋轉(zhuǎn)門把手，從書架上拿起正確的書籍，從抽屜中取出正確的工具。
以一個(gè)未來(lái)圖書館為例，所有帶有定位標(biāo)簽的書籍都可以隨機(jī)放置在書架上，且無(wú)需分類，但它們的位置將被自動(dòng)收集，并且可以建立一個(gè)3D數(shù)字孿生模型，其中包含每本書的精確位置，機(jī)器人管理員可以使用定位信息為用戶取書。
又如，智能制造越來(lái)也需要高度自治系統(tǒng)，當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人協(xié)同工作時(shí)，就非常需要高精度的相對(duì)定位。例如，無(wú)人機(jī)需要降落在移動(dòng)的運(yùn)載工具上充電；當(dāng)檢測(cè)到容器中液體或固體即將用完，運(yùn)輸機(jī)器人需要對(duì)其進(jìn)行重新填充。在這種近距離使用情況下，就需要厘米級(jí)的相對(duì)定位精度來(lái)執(zhí)行任務(wù)。
（2）交互式映射
數(shù)字孿生是一種對(duì)機(jī)器或建筑的情況獲得準(zhǔn)確和最新視圖的方法，它構(gòu)成了智慧城市和數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)，2030年有可能成為許多部門中無(wú)處不在的工具和平臺(tái)，用于學(xué)習(xí)、指導(dǎo)、分析和更多目的。以城市為例，通過(guò)城市的數(shù)字孿生體，物理資產(chǎn)的實(shí)時(shí)表現(xiàn)可以形成一個(gè)連續(xù)的交互式地圖，即物理世界的虛擬化模型，借此將實(shí)現(xiàn)高效的大規(guī)模系統(tǒng)管理，如市政當(dāng)局可以借助數(shù)字孿生管理城市交通、供暖、供水、垃圾處理等。數(shù)字孿生的實(shí)現(xiàn)，需要大量無(wú)線傳感器和執(zhí)行器提供準(zhǔn)確的地圖信息，并在地圖更新時(shí)執(zhí)行操作。當(dāng)然，數(shù)字孿生還可以計(jì)劃未來(lái)的活動(dòng)，根據(jù)過(guò)去事件模擬未來(lái)的狀態(tài)。對(duì)數(shù)字孿生的處理和分析能力可以作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供，同時(shí)還可以連接到與數(shù)字地圖同步的物理世界。
（3）數(shù)字醫(yī)療健康
6G時(shí)代，醫(yī)療保健將實(shí)質(zhì)性地轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兯f(shuō)的數(shù)字醫(yī)療保健，通過(guò)眾多可穿戴設(shè)備，全天候監(jiān)測(cè)健康人群和病人的重要參數(shù)。健康監(jiān)測(cè)和醫(yī)學(xué)研究還將包括與外部身體設(shè)備進(jìn)行通信的植入體內(nèi)設(shè)備，這些設(shè)備反過(guò)來(lái)可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上，在互聯(lián)網(wǎng)上對(duì)身體進(jìn)行分析，通過(guò)身體感應(yīng)和分析，結(jié)合廣域連接，實(shí)現(xiàn)6G遠(yuǎn)程醫(yī)療模式。這將使人們能夠選擇日常生活的支持和監(jiān)測(cè)，特別適合老年人。另外，通過(guò)XR工具與觸覺(jué)信息以及音頻/視頻信息相結(jié)合，使人們獲得身臨其境的體驗(yàn)。因此，具有連接功能的醫(yī)療傳感器和執(zhí)行器的身體網(wǎng)絡(luò)有助于解決當(dāng)今醫(yī)療系統(tǒng)在交互式遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)治療方面的不足。到2030年代，這些傳感器不僅在診斷方面會(huì)更加準(zhǔn)確可靠，而且通常會(huì)成為子網(wǎng)絡(luò)的一部分，可以選擇從分布式云存儲(chǔ)庫(kù)進(jìn)行更新并與之交互。
（4）自動(dòng)化探測(cè)、識(shí)別和檢查
在未來(lái)通信系統(tǒng)的支持下，6G網(wǎng)絡(luò)具備感知環(huán)境的能力。例如，未來(lái)可能在安檢程序中使用相關(guān)技術(shù)，取消機(jī)場(chǎng)的安檢設(shè)備，當(dāng)人們?cè)趽頂D的區(qū)域移動(dòng)時(shí)（不僅僅是在安檢入口處），可以使用多種感知模式的組合來(lái)對(duì)他們進(jìn)行篩查，如通過(guò)6G網(wǎng)絡(luò)感知并識(shí)別人們?cè)趽頂D的控制區(qū)域是否攜帶特定種類的金屬物體，消除潛在的威脅。
在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，在智能醫(yī)院中，基于6G網(wǎng)絡(luò)感知和機(jī)器學(xué)習(xí)的無(wú)設(shè)備識(shí)別方式將實(shí)現(xiàn)手勢(shì)識(shí)別、心跳檢測(cè)、墜落檢測(cè)、呼吸檢測(cè)、入侵檢測(cè)等功能，為患者日常生活提供自動(dòng)保護(hù)。例如，醫(yī)療康復(fù)系統(tǒng)可以在患者進(jìn)行物理治療練習(xí)期間對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)督，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作或姿勢(shì)，將自動(dòng)發(fā)出提示，從而顯著提高醫(yī)療康復(fù)能力。
（5）智能工業(yè)
智能工業(yè)不僅關(guān)注生產(chǎn)流程，還關(guān)注整個(gè)業(yè)務(wù)流程，同時(shí)關(guān)注低碳和資源循環(huán)。對(duì)于制造業(yè)來(lái)說(shuō)，其業(yè)務(wù)包括生產(chǎn)過(guò)程研究、產(chǎn)品研究、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、原型制作、生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和交付，移動(dòng)通信需要能夠支持所有這些步驟，使每個(gè)步驟和總體過(guò)程在物理世界和數(shù)字世界之間形成閉環(huán)。6G在工業(yè)場(chǎng)景中會(huì)有大量的機(jī)會(huì)，這方面有待進(jìn)一步探討。
（6）服務(wù)的可信組合
增強(qiáng)的人機(jī)通信將越來(lái)越需要融合網(wǎng)絡(luò)，這對(duì)可信的服務(wù)組合提出要求，以支持未來(lái)各種越來(lái)越動(dòng)態(tài)和復(fù)雜的用例。
以一個(gè)海外旅游游客為例，他可以隨身攜帶一套預(yù)先配對(duì)的可穿戴設(shè)備和移動(dòng)設(shè)備，并擁有一套個(gè)人網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和一套服務(wù)，但游客應(yīng)該能夠動(dòng)態(tài)訪問(wèn)其他網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供的服務(wù)，根據(jù)個(gè)人偏好，建立網(wǎng)絡(luò)連接不僅應(yīng)允許傳輸數(shù)據(jù)包，還應(yīng)允許發(fā)現(xiàn)和配對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)中承載的服務(wù)。
此類場(chǎng)景通常很難實(shí)施，需要在各種服務(wù)之間建立可靠的關(guān)系，以防止個(gè)人數(shù)據(jù)以非預(yù)期的方式暴露或使用。6G將通過(guò)在不同網(wǎng)絡(luò)（移動(dòng)和固定接入、藍(lán)牙、Wi-Fi等）之間建立聯(lián)邦控制面板，為簡(jiǎn)化和可信的服務(wù)組合提供參考框架?？刂泼姘骞芾矸?wù)注冊(cè)、發(fā)現(xiàn)和用戶面功能配對(duì)所需的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，它將允許人們定義用戶面服務(wù)如何交互和使用個(gè)人數(shù)據(jù)的策略。
4、網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)
網(wǎng)絡(luò)的用例中，NGMN研究了3個(gè)通用場(chǎng)景。
（1）原生可信AI（AIaaS）
AI可以是優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的工具，但也可以是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提供的一種通用服務(wù)，以支持新的應(yīng)用，這被稱為AI即服務(wù)（AIaaS），其中具有人工智能平面/層的網(wǎng)絡(luò)將能夠在需要時(shí)將分布式人工智能學(xué)習(xí)和推理作為本地服務(wù)公開(kāi)和提供相應(yīng)服務(wù)。
移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)本身可以利用AIaaS進(jìn)行運(yùn)營(yíng)和管理，以實(shí)現(xiàn)零接觸自治網(wǎng)絡(luò)的愿景。例如，通過(guò)AIaaS提供的持續(xù)學(xué)習(xí)能力，網(wǎng)絡(luò)配置、功能等可以由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本身進(jìn)行操作和管理。人工智能模型為這些自動(dòng)化任務(wù)提供的參考將需要將通信、傳感和計(jì)算功能作為一個(gè)整體集成到6G網(wǎng)絡(luò)中，尤其是在分布式邊緣節(jié)點(diǎn)上集成大規(guī)模訓(xùn)練和推理模型時(shí)。這種分布式特性是整個(gè)計(jì)算和資源管理朝著更復(fù)雜的任務(wù)和更大的智能領(lǐng)域擴(kuò)展的關(guān)鍵。
AIaaS將是6G網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)綜合服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商自身運(yùn)營(yíng)需求的其他用例，如動(dòng)態(tài)流量和資源管理以及節(jié)能機(jī)制。數(shù)據(jù)管理是從AIaaS中受益的另一個(gè)例子，獲取大量數(shù)據(jù)并不意味著數(shù)據(jù)質(zhì)量高或可用。因此，AIaaS需要支持高效的數(shù)據(jù)處理，以選擇高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，同時(shí)降低計(jì)算復(fù)雜性和能耗。除了滿足運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)本身的需求外，AIaaS的一個(gè)重要方面是通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向外部用戶的應(yīng)用提供分布式人工智能解決方案，從而創(chuàng)造新的價(jià)值。
（2）擴(kuò)展覆蓋
此前，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商主要在人口稠密地區(qū)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，目前也在未連接的偏遠(yuǎn)地區(qū)或海上進(jìn)行覆蓋嘗試。6G計(jì)劃將覆蓋范圍擴(kuò)大到由于技術(shù)或經(jīng)濟(jì)原因迄今尚未覆蓋的地區(qū)。根據(jù)聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的精神，需要為所有地方、所有人提供負(fù)擔(dān)得起通信服務(wù)。
通過(guò)地面和非地面網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫多址連續(xù)性服務(wù)，6G可以提供全球3D覆蓋，消除覆蓋空白。隨著人們活動(dòng)范圍的不斷擴(kuò)大，3D覆蓋范圍從陸地表面延伸到海洋、天空和太空。非地面網(wǎng)絡(luò)可以作為地面基站的中繼鏈路，而非地面網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)設(shè)備之間的直接連接也具有誘人的前景，硬件方面，集成的移動(dòng)設(shè)備確保了不同接入服務(wù)之間的無(wú)縫切換。
（3）提高能源效率的自治系統(tǒng)
6G網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備中的能耗優(yōu)化可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算和存儲(chǔ)資源的智能分配來(lái)實(shí)現(xiàn)，方法是利用本地AI/ML模型的自主系統(tǒng)功能。在優(yōu)化能耗各種場(chǎng)景中，相關(guān)模型可以彈性地調(diào)節(jié)設(shè)備的休眠、激活和活動(dòng)狀態(tài)以及相關(guān)狀態(tài)持續(xù)時(shí)間管理。
另外，環(huán)境能源（如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)岬龋┖蛯Ｓ媚茉矗ㄈ珉姶篷詈?、壓電轉(zhuǎn)換、電容或電感耦合等）采集技術(shù)均可用于用于綠色AI/ML模型，并縮短訓(xùn)練時(shí)間，以最大限度地降低能耗，同時(shí)優(yōu)化能源效率。
目前，5G商用僅2年多時(shí)間，6G還處于初期研究階段，《6G用例白皮書》勾勒出了6G時(shí)代的一些未來(lái)場(chǎng)景。從當(dāng)前技術(shù)來(lái)看，這些場(chǎng)景還無(wú)法實(shí)現(xiàn)，但這些場(chǎng)景在一定程度上已經(jīng)有了需求的端倪，是社會(huì)發(fā)展和人們生活更高水平的表現(xiàn)。
