[4G/5G/6G专题基础-148]: 6G总体愿景与潜在关键技术白皮书解读-3-6G潜在的八大应用场景：一个全方案全感官心灵交互万物一体的沉浸式场景，一个崭新的时代即将开启。

Posted 2022-07-12 文火冰糖的硅基工坊

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目录

前言：

第3章 6G潜在的应用场景

3.0 导言

3.1 沉浸式XR（扩展现实）：

3.2 全息通信

3.3 感官互联 

3.4 智慧交互 

3.5 通信感知

3.6 普惠智慧

3.7 数字孪生

3.8 全覆盖

篇外感悟：

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前言：

2021年6月，IMT发布了6G总体愿景与潜在关键技术白皮书，本文是对该白皮书的解读。

第3章 6G潜在的应用场景

3.0 导言

解读：

万物智联：

“万物智联”时代是由各界专家和业内人士就物联网产业的发展趋势和实际应用探讨时提出的概念，以AI（人工智能）+IoT（物联网）为技术基础 [1]  ，是“万物互联”时代的发展方向。

数字孪生：

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，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，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。

简单来说，数字孪生就是在一个设备或系统的基础上，创造一个数字版的“克隆体”。这个克隆体”是通过建模完成的，这个克隆体模型”是物理世界的孪生对象。

数字孪生是个普遍适应的理论技术体系，可以在众多领域应用，在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。在国内应用最深入的是工程建设领域，关注度最高、研究最热的是智能制造领域。

数字孪生最为重要的启发意义在于，它实现了现实物理系统向赛博空间数字化模型的反馈。这是一次工业领域中，逆向思维的壮举。人们试图将物理世界发生的一切，塞回到数字空间中。只有带有回路反馈的全生命跟踪，才是真正的全生命周期概念。这样，就可以真正在全生命周期范围内，保证数字与物理世界的协调一致。各种基于数字化模型进行的各类仿真、分析、数据积累、挖掘，甚至人工智能的应用，都能确保它与现实物理系统的适用性。

沉浸式XR（扩展现实）：

沉浸式扩展现实（Extended Reality，简称XR），是指通过计算机将真实与虚拟相结合，打造一个可人机交互的虚拟环境，这也是AR、VR、MR等多种技术的统称。通过将三者的视觉交互技术相融合，为体验者带来虚拟世界与现实世界之间无缝转换的“沉浸感”。

全息通信：

全息通信是集成了采集、编码、传输、渲染及显示的整体应用方案，包含了从数据采集到多维度感官数据还原的整个端到端过程，是一种高沉浸式、高自然度交互的业务形态。

感官互联：

感觉互联网，或称感官互联网，简称感联网，英文：The Internet of Senses，缩写为：ios。4G/5G互联网技术主要是通过两种感官感觉的相互作用：图像的视觉和声音的听觉。我们目前是生活在一个基于屏幕的4G世界中，智能手机是我们生活中不可或缺的一部分，但是这种情况不会一直持续下去。在不久的将来，目前的互联网的视觉和听觉，将扩展到心灵感觉、嗅觉、味觉、和触觉。研究预测可穿戴设备可以使我们能够以数字方式体验气味、味道、质地和温度。随着消费者进一步进入这个感官的数字世界，实现完整的感觉互联网。

智慧交互：

交互即沟通交流，发生互动关系。我们和任何机器之间发生互动关系，都是属于交互。往更广的意义上说，如果失去了交互，地球将不再运转，将毫无生机。现在，智能时代已经到来，我们除了研究人和人、机器、产品、环境、服务、系统等之间的关系，还要研究机器和人、机器、产品、环境、服务、系统之间的关系。总之，当人（或机器）和事物（无论是人、机器、产品、服务、系统、环境等）发生双向的信息交流和互动，就是一种交互行为。交互过程是一个输入和输出的过程，人通过人机界面向计算机输入指令，计算机经过处理后把输出结果呈现给用户。人和计算机之间的输入和输出的形式是多种多样的，因此交互的形式也是多样化的。智慧交互就是人与机器的交互形式变得更加的智能。

通信感知：

6G不再只是一个万物连接的平台，而是一个通感一体、通算一体的智能平台。千行万业，通过这个平台提供的智能服务和智能应用，来产生更大的社会价值。在6G网络中，传输信息比特不是唯一的功能。我们将利用电波的各种传播特性，如反射、散射、折射、多径等等来重构和描绘物理世界。这样6G网络同时也是一个感知网络。6G的终端也是一个感知终端。当网络感知与终端感知一起运作时，我们就可以基于6G网络对整网覆盖的物理世界进行建模。这将提供两个新功能，第一是感知辅助通信，第二是全网众筹AI大数据。”

6G网络提取的感知数据，不仅只用于对整网物理世界的建模，而且也是AI学习的大数据源泉和入口。网络感知创造了一种通信之外的新型应用场景，涵盖一系列用例，如基于设备甚至无设备的目标定位、成像、环境重构和监控、手势和活动识别等，这类感知可以有非常广泛的应用。比如用于人与机器协调、智慧城市环境重构、气候感知、健康医疗、安全检测等千行百业。

普惠智能：

利用数字化和人工智能技术，惠及更多民众。

全覆盖： 

空、天、地，任何时间、任何地点的全空间、全时间的无线通信网络覆盖。

3.1 沉浸式XR（扩展现实）：

解读：

沉浸式扩展现实（Extended Reality，简称XR），是指通过计算机将真实与虚拟相结合，打造一个可人机交互的虚拟环境，这也是AR、VR、MR等多种技术的统称。通过将三者的视觉交互技术相融合，为体验者带来虚拟世界与现实世界之间无缝转换的“沉浸感”。

6G通信网在这个业务场景中，主要的作用是：同时提供超低延时与超高带宽的无线通信。

端到端的延时从目前的70ms到未来的10ms是一个巨大的挑战。

3.2 全息通信

解读：

全息通信需要实时地传输三维全息图像，因此要求底层通信能同时满足如下的要求：

• 高带宽：单流1.5G
• 低延时：端到端10ms
• 高可靠：不重传

3.3 感官互联 

 解读：

感觉互联网，或称感官互联网，简称感联网，英文：The Internet of Senses，缩写为：IOS。4G/5G互联网技术主要是通过两种感官感觉的相互作用：图像的视觉和声音的听觉。我们目前是生活在一个基于屏幕的4G世界中，智能手机是我们生活中不可或缺的一部分，但是这种情况不会一直持续下去。在不久的将来，目前的互联网的视觉和听觉，将扩展到心灵感觉、嗅觉、味觉、和触觉。研究预测可穿戴设备可以使我们能够以数字方式体验气味、味道、质地和温度。随着消费者进一步进入这个感官的数字世界，实现完整的感觉互联网。

对通信网的要求是：

• 数据传输的安全性
• 多感官信息导致数据传输的吞吐量需要成倍地增加

3.4 智慧交互 

你的一个眼神，机器就立刻能够明白你的心思！！！

语言有时候就是多余的  ！！！

这就是智慧交互。

解读：

所谓交互，本质就是通信，是人与机器的直接通信，是人与机器之间传递信息。

因此，智能交互，即智能通信。智能通信是一种全新的通信方式，它将革新现有的数据通信方式。

智能机器具备了被传统机器更加智能的能力，人与机器的交互（通信）的方式也变得更加的智能。

这需要人与机器之间，不仅仅传输预先定义的命令，而是可以直接传递自然语言或自然肢体信息。

这是一种全新的人与机器之间通信的形态。

全新的、全感官、全智能的通信方式，对底层的通信也提出了更高的要求：

（1）更大的带宽

（2）更可靠的传输指标

（3）更实时的响应

深入思考：

我们都期望机器能够读懂我们的心思、理解我们的心思。

这真实我们期望的吗？

我们的所有思维、思想，在机器面前，都变得透明的时候，人的价值和安全性在哪里？

3.5 通信感知网

所谓通信感知，就是无线通信网，既是信息传输网、通信网，也是信息感知网。

传统的移动通信网是一个接入网，是一个汇集信息的入口，是广域网，它只负责数据的接入与传输，不负责信息的感知和采集。

未来的移动通信网，需要参与到目标的检测、定位、识别、感知、成像等感知层、甚至是展现层的功能。一方面是业务需求的要求，另一方面是性能的需求。

目前，各层完全分离的多分层架构，是无法同时满足低延时、高可靠性、大带宽的要求的。

业务网、传输网、接入网和传感网必须在一定的范围内进行深度的融合，才能满足未来业务的需求。

未来十年，将是智能嵌入式发展的黄金时期，智能嵌入式包括：传统的嵌入式CPU + 传统传感器 + 芯片 + 人工智能(GPU) + 实时信号处理（DSP)

在无线通信接入网领域，边缘计算、毫米波、嵌入式智能等新技术的革新，为接入网与传感网的融合提供了技术上的可能性，比如通过高频的电磁波检测周围的环境特征。

3.6 普惠智慧

 

解读：

所谓普惠，就是，无论富贵与贫穷，只需要付出很小的成本，甚至不需要付出成本，就可以获得技术创新带来的生活、工作上的便利、个人美好的感官体验。

技术带来的好处，将遍布城市和农村的大街小巷，成为整个人类社会、整个自然界的基础设施的一部分，让人生活在一个处处数字化、处处智能化的现实与虚拟的双重世界中。这样的双重世界属于所有人的，而不是属于特权阶层或富贵阶层的权利。

普惠智慧离不开数字化、智能化和虚拟化，当前这样的虚拟资源极大的丰富，完全可以满足现有自然人对物质和能量上的需求，这是普惠智慧得以实时和存在的基础！！！

然而，当万物智能以后，大量的智能化机器涌入数字化、虚拟化的世界的时候，他们一样需要消耗虚拟世界的物质和能量等资源。

到那个时候，虚拟化、数字化的资源还能像现在这样丰富、不稀缺吗？

当这些资源变成稀缺资源的时候，还能普惠吗？

当这些资源变成稀缺资源的时候，高度智能化的机器会与人类争抢这些资源吗？

3.7 数字孪生

 解读：

传统的感知智能，只是用数字化的手段，感知物理世界，物理目标的个别、部分信息，而没有整体信息、系统化信息。

数字孪生，实际上是用数字化的手段，为现实世界进行建模，在虚拟的世界中为实现世界建立一个整体的、系统化的、高拟合的虚拟对象，这个虚拟对象就是现实的物理世界对象的数字孪生。

这个对象并不是静态的，而是动态的、实时的与现实世界的对象进行了关联。

（1）虚拟的数字孪生对象能够实时的反应现实世界的状态变化。

（2）可以通过控制虚拟的现实世界要素，反过来影响、甚至控制现实世界的对象。

现实世界与虚拟世界高度的耦合，现实世界与虚拟世界之间高度融合。

分布式的现实世界的各种实体对象与运行在服务器上的虚拟世界之间，离不开无线通信。

3.8 全覆盖

解读：

全覆盖不需要太多的解读，非常容易理解。

全覆盖就是通过无线通信的技术手段，确保地球上的任何角落的物体，甚至是空间中的物体之间之间都能够实现通信。之所以不说是任何角度的“人”而是“物",  这是因为未来的通信是万”物”互联、万物智联的时代。很多无人区，也需要为这些场景提供通信的手段，卫星通信就是实现真正的万物智联的方案和技术手段之一。

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篇外感悟语：

很显然，未来十年内，通信技术本身还有巨大的发展潜力和需求空间，对于通信行业的从业者而言，通信技术还在不断的演进，还远没有到黄昏。通信行业虽然整体利润处于下滑，这主要不是技术发展的停滞造成的、也不是通信业务需求下降造成的，而是头部企业恶性竞争的结果，同时国家战略的需求，降低终端用户的资费，加速通信新业务的开展，加快整个行业的发展，通过业务的发展反而推动整个通信技术的发展，占领技术的制高点。

另一方面，头部企业利润的集中，经过多年的竞争，头部企业已经形成了绝对的竞争优势，第一名已经远远超过了第二名、第三名，其他设备企业只能分得少部分的利润，再加上国家、城市、地区的差别。

因此，无论是过去的4G移动互联网，还是5G工业互联网，还是未来6G沉浸式互联网，真正赚大钱的不是传统的通信设备商和运营商，而是业务的提供商。

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