Все 20 технических требований к производительности 6G указывают на шесть основных сценариев применения, а именно иммерсивную связь (IC), сверх-надежную-связь с низкой задержкой (HRLLC), массовую связь (MC), повсеместную связь (UC), искусственный интеллект и конвергенцию связи (AIAC) и интегрированную связь и зондирование (ISAC). В декабре 2023 года МСЭ впервые определил структуру и общие цели 6G, определив эти шесть основных сценариев, которые не только представляют собой эволюцию 5G, но и отвечают требованиям новых сценариев.
Среди них иммерсивная коммуникация, сверх-надежная связь с низкой-задержкой и массовая коммуникация, возникшие в результате дальнейшего развития трех основных сценариев в эпоху 5G, соответствующих соответственно улучшенной мобильной связи (eMBB), надежной связи с низкой-задержкой и высокой-задержкой (uRLLC) и массовой связи (mMTC). Повсеместная связь, интеграция искусственного интеллекта и коммуникации, а также интеграция коммуникации и зондирования соответствуют развитию технологических и промышленных инноваций, формируя новые сценарии.
Что касается Интернета вещей (iot), 6G обеспечивает глубокую интеграцию физического и виртуального мира посредством технологических инноваций, становясь новым типом цифровой инфраструктуры, которая поддерживает эволюцию Интернета в сторону-аналитики всех областей. Основываясь на консенсусе МСЭ относительно производительности технологии 6G и логике развития технологии 6G, мы можем начать с шести основных сценариев применения для систематического анализа возможностей и перспектив развития 6G для Интернета вещей. Автор считает, что направление Интернета вещей в эпоху 6G можно рассматривать с трех аспектов: связь, опыт и интеллект.
I. Соединение: плотность и широта Интернета вещей 6G еще больше расширились.
С точки зрения связи, массовая связь и повсеместное соединение отражают модернизацию и новые возможности связи в эпоху 6G, демонстрируя плотность и широту соединения 6G. Более того, эти два основных сценария во многом разработаны специально для Интернета вещей.
1. Массовая коммуникация: поддерживает эффективное соединение плотной сети устройств Интернета вещей.
В эпоху 6G технология массового подключения устройств достигнет прорыва. ITU предлагает, чтобы 6G достигал плотности подключения устройств от 10(6) до 10(8) на квадратный километр, то есть от 1 до 100 миллионов подключений устройств на квадратный километр, что в 10-100 раз выше, чем у 5G. С точки зрения логики технологического развития мы можем предсказать, что 6G унаследует и разовьет ряд технологий Интернета из эпохи 5G, включая серию легких технологий 5G RedCap и eRedCap, а также серию NB-IoT/LTE-M технологий LPWAN. Что еще более важно, это приведет к дальнейшему зрелому применению пассивных технологий Интернета. Чтобы реализовать идею крупномасштабного-соединения. Кроме того, по мнению автора, важным направлением для обсуждения может стать вопрос о том, представит ли 6G технологию «Light 6G», которая будет конкурировать с возможностями eMBB и uRLLC 5G, дальнейшей оптимизации и замены поддержки связи в существующих сценариях Интернета вещей.
Сценарии массовой коммуникации по существу созданы специально-для Интернета вещей (iot). Благодаря технологическому развитию 6G будет охватывать более широкий спектр требований приложений Интернета. В будущем в умных городах может произойти высокая-плотность размещения датчиков, и потребуется эффективное распознавание большого количества производственного оборудования в промышленных средах. В сочетании с повсеместным восприятием пассивного Интернета вещей при чрезвычайно низких затратах.
2. Повсеместное подключение: устранение «слепых зон» подключения в Интернете вещей
6G обеспечивает бесшовное глобальное покрытие благодаря интегрированной архитектуре космической-наземной сети, полностью решая проблемы подключения устройств Интернета вещей в отдаленных районах. Интегрированная космическая-воздушная сеть 6G обеспечивает глубокую интеграцию космических-(высокоорбитальных/среднеорбитальных/низкоорбитальных спутников), космических-(возле-аэропортов/высотных-высотных/низких-самолетов) и наземных-сетей (сотовых, Wi-Fi/проводных) сетей, образуя интегрированную космическую-воздушную-наземную сеть, которая охватывает густонаселенные районы, а также обширное-трехмерное покрытие-в отдаленных регионах, на море, в воздухе и космосе. Удовлетворяйте требования к повсеместному покрытию всей поверхности и трехмерного пространства в течение всего дня и предоставляйте пользователям повсеместные услуги связи. Среди них развитие технологии IoT-NTN станет ключом к обеспечению повсеместного подключения 6G. Первая версия стандарта IoT-NTN была завершена на этапе 3GPP R17, и в настоящее время многие производители достигли коммерческого использования на основе этого стандарта. Iot-ntn находится в постоянном развитии. В грядущую эпоху 6G он будет наделен большим количеством функций. Интегрированные воздушные и космические услуги станут более зрелыми, что позволит устройствам Интернета вещей поддерживать связь в любой географической среде и действительно обеспечивать повсеместные соединения. Между тем, совместимость является ключевой технической возможностью 6G, подчеркивающей инклюзивность и прозрачность беспроводных интерфейсов и способствующей бесперебойной связи между устройствами Интернета различных технических стандартов.
II. Опыт: максимальная производительность открывает новый способ производства и жизни.
Можно сказать, что иммерсивная коммуникация и сверхнадежная связь с низкой-задержкой являются техническими средствами, которые поддерживают приложения, требующие более высокой производительности связи, и могут принести беспрецедентный опыт.
Иммерсивное общение: расширение «измерения взаимодействия» Интернета вещей
Хотя иммерсивная коммуникация в основном ориентирована на приложения-уровня пользователя, устройства Интернета вещей (iot) как терминалы сбора данных и взаимодействия обеспечивают базовую поддержку таких сценариев, как метавселенная, которые были популярны в последние несколько лет.. 6G можно рассматривать как технологию, рожденную для метавселенной. Некоторые из ее высокопроизводительных-устройств Интернета вещей могут собирать сведения о передвижениях пользователей, информацию об окружающей среде и т. д., а также обеспечивать-синхронизацию виртуальных аватаров в реальном времени и создание моделей цифровых двойников в метавселенной. В промышленной метавселенной производственные данные, собранные устройствами Интернета вещей (iot), могут создавать высокоточные-модели цифровых двойников, обеспечивая основу данных для виртуальной отладки и удаленного управления.
Между тем, некоторые высокопроизводительные-устройства Интернета вещей (iot) могут собирать мультисенсорные данные, такие как зрение, слух и осязание, предоставляя богатый контент для захватывающего опыта. Можно сказать, что сценарии иммерсивной коммуникации расширяют Интернет вещей от «передачи данных» до «интерактивного взаимодействия», а высокопроизводительные-устройства Интернета вещей становятся мостом, соединяющим физический мир и виртуальный мир. Благодаря сбору и передаче мультимодальных данных обеспечивается поддержка физических данных для иммерсивного опыта, обеспечивая глубокую интеграцию виртуального и реального.
2. Сверх-надежная связь с низкой-задержкой: обеспечение высокопроизводительного-Интернета вещей для достижения реального-реагирования в реальном времени.
ITU требует, чтобы сквозная-до-задержка 6G была уменьшена до 0,1–1 миллисекунды, а надежность достигла уровня от 1 до 10 (-5) до 1 до 10 (-7). Этот индикатор напрямую отвечает требованиям-чувствительных к задержке приложений Интернета, таких как промышленная автоматизация и телемедицина, а также обеспечивает базовую поддержку требований к сверх-низкой задержке приложений потребительского-уровня, таких как иммерсивное облачное XR, а также некоторых функций управления-в режиме реального времени и совместных операций. В сценариях применения искусственного интеллекта, таких как воплощенный интеллект, потребность во взаимодействии роботов в реальном времени чрезвычайно актуальна. Например, для внешней связи требуются надежные каналы беспроводной связи для поддержки совместной работы, выполнения задач и обратной связи между роботами. Сверхвысокая надежность и низкая задержка станут ключевыми гарантиями для таких приложений.
III. Интеллект: ИИ становится встроенной возможностью Интернета вещей 6G
Интеграцию искусственного интеллекта и связи, а также интеграцию связи и зондирования можно рассматривать как проявления глубокой интеграции 6G и искусственного интеллекта. В контексте Интернета вещей также можно почувствовать изменения, вызванные собственными возможностями ИИ.
1. Интеграция искусственного интеллекта и коммуникации: наделение Интернета вещей «умным мозгом»
6G глубоко интегрирует возможности искусственного интеллекта в ядро сети, поддерживая распределенную обработку и обучение данных. В настоящее время периферийный искусственный интеллект стал важным направлением в сфере Интернета вещей, и это направление получит полное отражение в эпоху 6G. Устройства Интернета могут выполнять выводы модели искусственного интеллекта на пограничных узлах, передавая только критически важные данные для снижения использования полосы пропускания. Между тем, технология федеративного обучения может позволить устройствам Интернета вещей (iot) совместно обучать модели искусственного интеллекта без обмена необработанными данными, эффективно защищая конфиденциальность данных. Эта архитектура полностью соответствует требованиям воплощенного интеллекта. Итерация алгоритма модели встроенных интеллектуальных терминалов требует поддержки мультимодальных данных. Возможности 6G по слиянию искусственного интеллекта могут обеспечить эффективное взаимодействие данных между облаком и терминалом, обеспечивая при этом безопасность данных.
Анализируя огромные данные, генерируемые устройствами Интернета вещей (iot), с помощью периферийного искусственного интеллекта, можно заранее прогнозировать сбои устройств и принимать автономные решения, наделяя Интернет «интеллектуальным мозгом» и способствуя его переходу от «пассивного восприятия» к «активному принятию решений».- Устройства Интернета вещей (iot) – это уже не просто терминалы для сбора данных, а интеллектуальные узлы с аналитическими возможностями-и принятия решений. Они могут автономно корректировать свое поведение в ответ на изменения окружающей среды и требования пользователей, достигая истинной «разумной взаимосвязи всех вещей».
2. Интегрированная коммуникация и зондирование: расширение возможностей Интернета вещей по восприятию окружающей среды.
Восприятие само по себе является важной возможностью Интернета вещей. Интегрированная технология связи и распознавания 6G позволяет устройствам Интернета вещей (iot) иметь как коммуникационные, так и сенсорные возможности. Совместное использование аппаратных ресурсов и ресурсов спектра позволяет выполнять двойные функции на одном наборе радиооборудования, эффективно снижая затраты на оборудование и улучшая использование спектра. Интегрированная технология связи и зондирования расширит измерение восприятия Интернета вещей, нарушит функциональные границы устройств и значительно повысит практичность и эффективность развертывания устройств.
Улучшение возможностей восприятия само по себе является важным компонентом искусственного интеллекта. Следовательно, интеграцию восприятия и коммуникации также можно в определенной степени рассматривать как проявление расширения собственных возможностей искусственного интеллекта сетей 6G. Две основные возможности Интернета вещей (iot) — восприятие и коммуникация, основанные на возможностях искусственного интеллекта, — позволят обеспечить-принятие решений в реальном времени- и анализ данных синестезии, а также еще больше повысят уровень интеллекта Интернета вещей.
Подводя итог, можно сказать, что Интернет вещей остается основной областью применения в эпоху 6G. Благодаря технологическим прорывам в шести основных сценариях применения 6G позволит комплексно улучшить возможности подключения, пользовательский опыт и уровень интеллекта Интернета вещей. С точки зрения логики технологического развития, 6G унаследует технологию 5G Интернета вещей (iot) и разовьет новые направления, предоставляя более гибкие и эффективные варианты подключения для iot-устройств. В будущем, с постепенным улучшением стандартов 6G и быстрым развитием отрасли, Интернет вещей вступит в новую эру всестороннего интеллекта, обеспечивая важную поддержку цифровой экономики и интеллектуального преобразования общества.
