Hexa-X
Флагман 6G vision и интеллектуальная технология fabric of technology обеспечивают связь между человеческим, физическим и цифровым мирами К 2030 году и далее Европа и весь мир столкнутся с огромными возможностями и проблемами роста и устойчивости; ключевым будет активное решение вопросов эффективности "зеленого" соглашения, внедрения цифровых технологий и обеспечения здоровья и безопасности в мире после пандемии. Для соединения физического, цифрового и человеческого миров необходимо мощное видение, прочно закрепленное в будущих беспроводных технологиях и архитектурных исследованиях. Концепция Hexa-X требует создания структуры взаимосвязанного интеллекта, сетей сетей, устойчивости, глобального охвата услугами, экстремального опыта и надежности.
Беспроводные технологии имеют решающее значение для нашего общества и экономики сегодня; их значение для роста будет продолжать неуклонно возрастать с развитием 5G и его развитием, создавая новые экосистемы и услуги, мотивированные быстро растущим трафиком и триллионами устройств. Цель проекта Hexa-X включает в себя разработку ключевых технологических средств в областях:
принципиально новые технологии радиодоступа на высоких частотах и локализации и зондирования с высоким разрешением; объединенный интеллект с помощью управляемого ИИ воздушного интерфейса и управления для будущих сетей, а также Архитектурные средства 6G для дезагрегирования сети и динамической надежности.
Миссия[править]
В качестве отправной точки 25 участников Hexa-X совместно определили видение 6G, как показано на рисунке 1. Принимая во внимание вышеупомянутые факторы мотивации, это видение объединяет ключевые технические средства в единое целое с помощью структуры x-enabler (базовая / модульная архитектура для разработки видения), обслуживающей три взаимосвязанных мира: а) человеческий мир интеллекта и ценностей; б) цифровой мир информации в)и физический мир процессов. Взаимодействие в реальном времени будет иметь жизненно важное значение для интеграции миров и решения будущих задач. В этом видении были определены шесть основных исследовательских задач, которые необходимо решить, чтобы заложить техническую основу для беспроводных систем эпохи B5G / 6G:
1 Подключение разведки: 6G возьмет на себя решающую роль и ответственность за крупномасштабное развертывание разведки в обществе в целом. 6G обеспечит основу для поддержки (например, с помощью расширенного управления ресурсами), улучшения (например, с помощью дополнительных данных, функциональности, анализа и т.д.) и, В конечном счете, обеспечит надежный контроль в режиме реального времени, превращая технологии искусственного интеллекта / машинного обучения (ML) в жизненно важный и надежный инструмент для значительного улучшенияэффективность и опыт обслуживания с учетом человеческого фактора (“человек в курсе”). 2 Сеть сетей: 6G должна объединять несколько типов ресурсов, включая связь, обработку данных и ИИ, которые оптимально подключаются в разных масштабах, начиная от, e.г., в корпусе, внутри машины, внутри помещений, в центрах обработки данных, в глобальных сетях. Их интеграция приводит к созданию огромной цифровой экосистемы, которая становится все более и более мощной, интеллектуальной, сложной и разнородной, и в конечном итоге создает единую сеть сетей. Он будет удовлетворять различные потребности, поддерживать различные узлы и средства подключения, а также обеспечивать массовое развертывание и эксплуатацию, удовлетворяя широкому спектру требований с максимальной (экономической) эффективностью и гибкостью, способствуя росту бизнеса и экономики и решению основных социальных проблем, таких как устойчивое развитие, здравоохранение, безопасность и цифровое неравенство. 3 Устойчивое развитие: 6G превратит сети в цифровую инфраструктуру с оптимизацией энергопотребления и глубоко пересмотрит все цепочки ресурсов беспроводных сетей для снижения глобального воздействия ИКТ на окружающую среду. Его цифровая структура также должна создавать способность ощущать и понимать состояние физического мира в режиме реального времени и, таким образом, повышать устойчивость с экологической, экономической и социальной точек зрения - предоставляя эффективные и устойчивые инструменты оцифровки для глобальной промышленности, общества и политиков, воплощая в жизнь ЦУР ООН и помогаяреализация / функционирование "Зеленого соглашения" ЕС, в частности после пандемии Covid-19, в направлении экономики замкнутого цикла и устойчивого мира. 4Глобальный охват услугами: 6G сделает цифровую интеграцию одним из главных приоритетов и будет охватывать эффективные и доступные решения для глобального охвата услугами, соединяя отдаленные места, например, в сельской местности, транспорт через океаны или огромные массивы суши, предоставляя новые услуги и предприятия, которые будут способствовать экономическому росту и сокращению цифрового разрывадля повышения безопасности и эффективности эксплуатации в тех районах, которые в настоящее время находятся под / открытыми.! 5 Экстремальный опыт: 6G должен обеспечивать экстремальные скорости передачи данных (доступ порядка сотен Гбит / с до нескольких Тбит / с), чрезвычайно низкие (незаметные) задержки, кажущуюся бесконечной пропускную способность и - точную локализацию и распознавание, что повышает производительность сетей на шаг выше, чем это возможно с 5G – раскрывая коммерческую ценность новых технологийв диапазоне от ГГц до ТГц, что обеспечивает исключительное удобство использования услуг, например, полностью захватывающее общение или дистанционное управление в масштабе, и ускоряет темпы оцифровки. 6 Надежность: 6G должна обеспечивать конфиденциальность и целостность сквозных коммуникаций, а также гарантировать конфиденциальность данных, устойчивость и безопасность работы, укреплять доверие к беспроводным сетям, а также к их приложениям среди потребителей и предприятий, поддерживая и продвигая европейские ценности безопасности, доверия и защиты конфиденциальности, а такжецель технологического суверенитета ЕС - способствовать созданию открытой, заслуживающей доверия и более глубокой демократической Европы в эпоху цифровых технологий.
- Чтобы полностью реализовать такое видение, Hexa-X признает необходимость расширения фундаментальной парадигмы сетевого проектирования с ориентированной в основном на производительность до ориентированной как на производительность, так и на ценность. Здесь ценность подразумевает неосязаемые, но важные человеческие и общественные потребности, такие как устойчивость, доверие и интеграция. Это приведет к появлению нового класса критериев оценки, т.Е. Ключевых показателей ценности (KVI), которые должны быть поняты, разработаны и приняты при проектировании сети в направлении 6G. Hexa-X понимает, что развитие в направлении 6G требует широкой поддержки и глобальных усилий. Он будет стремиться к открытости и сотрудничеству между европейским и мировым исследовательским сообществом, органами стандартизации и политиками посредством, например, организации открытых семинаров, подготовки совместных технических документов и активного участия в крупных мероприятиях. Открытая, модульная и гибкая структура – x-enabler fabric – будет разработана в качестве основы для интеграции и объединения технических средств, которые решают вышеупомянутые шесть исследовательских задач, как из самого проекта Hexa-X, так и из других проектов 6G. Реализация нового поколения сети занимает около 10 лет, и чтобы направить исследования и инновации (R & I) во всем мире на 6G в течение этого времени, Hexa-X заложит основу для сети 2030 и разработает долгосрочные стратегические дорожные карты на основе результатов исследований, полученных в рамках проекта Hexa-Xа также из других проектов 6G.
Цели[править]
WP1 Рабочий пакет 1 разрабатывает 6G x-enabler fabric и KVI для видения соединения интеллекта, устойчивости, надежности, интеграции и экстремального опыта. Он состоит из семи задач, которые сосредоточены на следующих видах деятельности:
Задача 1.1 “Общее видение” будет анализировать текущие тенденции в обществе и технологиях, создавать и настраивать базовое видение для руководства проектом и определения соответствующих принципов, влияющих на бизнес-модели.
Задача 1.2 “Сервисы, варианты использования” определит варианты использования Hexa-X на основе и с учетом существующих вариантов использования на современном уровне техники, синхронизирует с пакетами технических работ, поскольку варианты использования будут руководящими принципами для пакетов технических работ, и выполнит совместную работу с задачей 1.3 по KVI / KPI для определенияключевые показатели эффективности / ценности (и требования), связанные с вариантами использования.
Задача 1.3 “KVI и производительность” выведет значимые ключевые показатели эффективности из вариантов использования и сценариев из задачи 1.2 и выведет показатели для “мягких” целей, таких как устойчивость, инклюзивность и гибкость (KVI).
Задача 1.4 “Архитектура E2E” определит первоначальное видение архитектуры E2E на основе архитектурных требований, предоставляемых vision, сервисов и вариантов использования, согласует и интегрирует концепции архитектуры безопасности E2E (связанные с задачей 1.7) и соответствующие средства поддержки архитектуры (особенно. WP5), работа над автоматизацией управления междоменным управлением (связанная с WP6), гибкое развертывание функциональности (например, компоненты ML / AI) и гибкие сетевые архитектуры (от устройства к устройству / инфраструктура).
Задача 1.5 “Спектр” обеспечит обзор и оценку нормативно-правовой среды с точки зрения распределения спектра в Европе и во всем мире в рассматриваемом диапазоне / диапазонах частот и мониторинг возможной эволюции регулирования во всем мире (например, испытания и экспериментальное лицензирование), а также разработку инновационных концепций и средств обеспечения более гибкого использования и управления спектром.
Задача 1.6 “Устойчивое развитие” будет определять цели в области устойчивого развития, опираясь на 17 целей устойчивого развития, определенных Организацией Объединенных Наций в качестве основы, а также другие ресурсы (например, Дорожная карта действий по изменению климата GSMA (ссылка)), синхронизировать техническую работу в рамках проекта, предоставляя решения для достижения этих целей в области устойчивого развития, отслеживая прогрессрегулирование ЭМП и исследования их потенциального воздействия на здоровье, а также работа над глобальным воздействием проекта на устойчивое развитие: обобщение результатов и достижений в отношении этих целей в области устойчивого развития.
Задача 1.7 “Безопасность” проанализирует остаточные риски кибербезопасности современных сетей и те, которые вызваны внедрением новых архитектур и технологий, таких как повсеместная разработка программного обеспечения или интенсивное применение искусственного интеллекта, проанализирует эволюцию “экосистемы кибератак”, включая возможное внедрение злоумышленниками тех же технологий, поддерживающих сетьразвитие и предоставление поддержки, связанной с безопасностью, другим техническим WP и интеграция всех соображений безопасности, относящихся к технологиям, исследованным в проекте.
Радиосвязь[править]
Задача 2 будет решаться с помощью двух рабочих пакетов: WP2 и WP3.
WP2 Рабочий пакет 2 будет разрабатывать инновационные ключевые технологии, обеспечивающие радиосвязь, для достижения сверхвысокой скорости передачи данных и пропускной способности с учетом аппаратных и канальных аспектов. Энергоэффективность будет одной из основных проблем при проектировании. Ожидается, что результаты окажут влияние на процесс НИОКР в направлении 6G в ЕС и во всем мире. Он состоит из шести задач, которые сосредоточены на следующих видах деятельности:
Задача 2.1 “Средства радиосвязи и технологическая дорожная карта” – определить и оценить ключевые технологические средства на основе предполагаемых вариантов использования и требований для перехода от передачи данных со скоростью Гбит / с к Тбит / с в 6G; спрогнозировать соответствующие будущие разработки и обобщить результаты исследований в долгосрочную технологическую дорожную карту.
Задача 2.2 “Аспекты реализации радио и антенн, модели и архитектура аппаратных компонентов” – оценить текущее состояние и представить / спрогнозировать будущие тенденции в области технологий, обеспечивающих аппаратное обеспечение, включая антенны, RF и DSP, для систем, работающих выше 100 ГГц и поддерживающих скорости передачи данных выше 100 Гбит / с, а также предоставить модели аппаратных сбоев для исследования интерфейса air.
Задача 2.3 “Проектирование сигналов и модуляции с учетом аппаратных средств” - Оценить пригодность устаревших форм сигналов и разработать формы сигналов, более подходящие, например, с точки зрения энергоэффективности, для радиосвязи выше 100 ГГц с учетом характеристик оборудования.
Задача 2.4 “Проектирование формирования луча с учетом аппаратного обеспечения” - изучить дизайн формирования луча для обеспечения вариантов использования 6G с учетом аппаратных ограничений, сложности и энергоэффективности, а также связанных с этим проблем, связанных с проектированием антенной решетки выше 100 ГГц.
Задача 2.5 “Распределенные большие MIMO–системы для сетей, выходящих за рамки 5G / 6G” - изучить методы обеспечения масштабируемых распределенных больших антенных систем с конвергентным доступом - обратным-фронтальным доступом в системах, выходящих за рамки 5G / 6G, для достижения, казалось бы, бесконечной пропускной способности сети как для частот ниже, так и выше 100 ГГц.
Задача 2.6 “Измерение и моделирование каналов для частот выше 100 ГГц” – Проведение радиочастотных измерений, сбор экспериментальных данных о радиочастотных характеристиках распространения волн и взаимодействия материала с волной и построение математической модели наборов измеренных данных для исследования воздушной границы раздела частот выше 100 ГГц.
WP3 Рабочий пакет 3 соединит физический и цифровой мир с помощью передовых подходов к локализации и зондированию. Он будет реализовывать чрезвычайно точную и быструю ситуационную осведомленность в формате 6D (3D положение и 3D ориентация), отображать пассивные объекты в окружающей среде с помощью моно-, би- и мультистатических настроек, что позволяет использовать Hexa-X варианты использования. Рабочая группа состоит из 3 задач:
Задача 3.1: “Анализ пробелов для локализации и зондирования с высоким разрешением” - определить и оценить ключевые технологические возможности на основе предполагаемых вариантов использования и требований для перехода к точности сантиметрового уровня в 6G.
Задача 3.2: “Методы, сигналы и протоколы для локализации и отображения” – После выполнения действий в WP2 разработать новые методы, сигналы и конструкции для локализации и обнаружения, а также управления помехами и оптимизации покрытия. Эта задача также включает в себя демонстрацию в прямом эфире в сотрудничестве с WP2.
Задача 3.3: “Определение местоположения и картографирование - улучшенная работа службы” – использование высокоточной информации о местоположении и карте для улучшения связи с точки зрения задержек, накладных расходов и энергопотребления. Параллельно изучайте возможности и обогащающие приложения в контексте дополненной и смешанной реальности, безопасности и совместной работы человека и машины.
Интеллект[править]
Подключение интеллекта к 6G
Разработка методологии, алгоритмов и архитектурных требований для сети, основанной на ИИ, с помощью управляемого ИИ интерфейса air и управления ИИ.
WP4
- WP4 будет: (i) повышать производительность воздушного интерфейса B5G / 6G за счет внедрения решений на основе ИИ с низкой сложностью, а также (ii) предлагать концепции дизайна для обучающей платформы B5G / 6G, способной оптимально поддерживать и решать распределенные граничные рабочие нагрузки и механизмы обучения / вывода, в отношениитребования к задержке, надежности, масштабируемости, энергоэффективности, безопасности, управляемости, объяснимости и обмену знаниями.
Задача 4.1: “Анализ пробелов для совместного проектирования коммуникаций и вычислений на основе ИИ” определит проблемы внедрения ИИ / ОД в сети для систем 6G.
Задача 4.2: “Проектирование воздушного интерфейса на основе искусственного интеллекта” изучит новые подходы к проектированию приемопередатчика на основе данных, позволяющие быстро реконфигурировать и адаптировать приемопередатчик к конкретным условиям эксплуатации, а также изучить прирост производительности с точки зрения снижения сложности и оценить точность модели по сравнению с традиционными методами.
Задача 4.3: “Методы и алгоритмы для устойчивого и безопасного распределенного ИИ” исследует, как данные и их аналитика могут рассматриваться как монетизируемые утилиты, которыми можно обмениваться между элементами сети. Это также создаст требования к реализации, требующие новых архитектурных компонентов (“функций ИИ”) для использования функциональности сети на основе ИИ, а также разработки распределенных методов ИИ / ОД для совместного распределения и управления коммуникационными и вычислительными ресурсами сети, чтобы соответствовать строгим требованиям к производительности 6G.
WP6[править]
В WP6 будут рассмотрены такие аспекты, как прогнозирующая организация и управление услугами, нарезка без чрезмерного расширения, эластичность среза в зависимости от условий движения и автоматизация в режиме реального времени с нулевым касанием. Работа будет охватывать как этапы планирования, так и этапы выполнения процесса оркестровки, а также то, как применять механизмы ИИ к нескольким действиям для обеспечения интеллектуальной сквозной оркестровки.
Задача 6.1: “Анализ пробелов в управлении и организации обслуживания” проведет тщательный анализ современного состояния управления и организации обслуживания и определит перспективные технологические особенности и решения.
Задача 6.2: “Автоматизация, программируемость сетей и сервисов” изучит развивающиеся сетевые возможности и разработает механизмы управления сетью и услугами, включая, например, высокоуровневые требования к приложениям на основе намерений и модели описания услуг и профилирования, а также разработает интеллектуальные данные для оптимального соответствия сетевых возможностей и внешних несетевых факторов ожидаемому качеству уровня обслуживания,учитывая производительность сети и социальные аспекты.
Задача 6.3: “Управление бесшовной интеграцией E2E” разработает методы управления и согласования континуума "Устройство-пограничное облако" и решения проблемы распространенности непубличных сетей с точки зрения совместного использования инфраструктуры, раскрытия возможностей, обнаружения, а также автоматизации междоменного управления.
Задача 6.4: “Управление и согласование на основе данных” будет касаться обработки данных из всех сегментов сети для достижения нулевой воспринимаемой задержки, например, путем упреждающего управления сетевыми срезами и динамической самооптимизации сетевых срезов, а также межуровневых прогнозов, сочетающих прикладное и инфраструктурное познание для запуска само-решения по адаптации и самооптимизации.
Расширение сети 6G[править]
Развитие и расширение сети в направлении 6G
Предоставление средств для создания интеллектуальной сети сетей за счет дезагрегирования сети и динамической надежности.
WP5
- WP5 разработает архитектурные компоненты, которые поддерживают новый гибкий дизайн сети, полную интеграцию с искусственным интеллектом и возможность программирования сети и, в то же время, оптимизируют и перепроектируют архитектуру для сети сетей. WP5 разделен на следующие задачи:
Задача 5.1 “Преобразование архитектуры” выполнит анализ пробелов, будет выполнен для выявления ограничений существующих архитектур.
Задача 5.2: “Интеллектуальные сети” спроектируют и оценят динамическое размещение функций. аппаратное ускорение, интегрированный и распределенный ИИ с поддержкой протоколов, программируемость сети и устройств и разгрузка обработки.
Задача 5.3: “Гибкие сети” разработает новую архитектуру для гибких сетевых топологий, построив "сеть сетей", включая устаревшие сети.
Задача 5.4: “Эффективные сети” оптимизируют и перепроектируют сеть, а также снизят стоимость (TCO) и сложность, используя RAN и CN на основе облачных сервисов с меньшим количеством параметров для настройки и меньшим количеством внешних интерфейсов
WP7[править]
- WP7 повысит производительность сети B5G / 6G в экстремальных условиях, где цифровые, физические и человеческие возможности сочетаются с функциональностью специального назначения (например, модульное гибкое производство, связь с нулевым энергопотреблением для датчиков и подключение по требованию в отдаленных и сельских районах). Он состоит из четырех заданий, которые посвящены следующим темам:
Задача 7.1 “Анализ пробелов для функциональности специального назначения” уточнит требования и сформулирует первые решения для экстремальных условий, формируя технические рабочие планы для других задач в WP7 и служа в качестве входных данных для сквозного представления вариантов использования и требований в WP1.
Задача 7.2 “Сверхгибкое гетерогенное распределение ресурсов” будет касаться устойчивого покрытия с помощью сверхгибких процедур распределения ресурсов в сложных условиях (требующих, например, надежности, энергоэффективности, безопасности, EMF), а также управления и методов перепрофилирования и совместного использования существующей инфраструктуры.
Задача 7.3 “Надежность за пределами URLLC” разработает механизмы и средства обеспечения высокой надежности в вертикальных сценариях, обеспечивающие эффективную ресурсную поддержку сложных и динамически изменяющихся требований к доступности с точки зрения сквозной перспективы. Это включает в себя определение сквозных мер для обеспечения надежности и экономически жизнеспособных межуровневых подходов для связи-управления-кодового проектирования.
Задача 7.4 “HMI и цифровой двойник” будет способствовать сближению биологического, цифрового и физического миров с человеческим взаимодействием с помощью новых концепций HMI и среды выполнения для цифрового двойника высокой доступности с сохранением конфиденциальности.
Руководитель проекта (координатор) д-р Микко А. Uusitalo
- Nokia
- mikko.uusitalo@nokia-bell-labs.com
Этот проект получил финансирование от исследовательской и инновационной программы Европейского союза Horizon 2020 в рамках грантового соглашения № 101015956.
Календарь[править]
Архитектура Hexa-X для сетей B5G / 6G – финальная версия Июль 2023
D2.3 Модели радиосвязи и технологии, позволяющие создавать каналы передачи данных со сверхвысокой скоростью и пропускной способностью в 6G Апрель 2023
D2.4 Внедрение радиотехнологий и дорожная карта по переходу к 6G Июль 2023
D3.3 Окончательные модели и измерения для определения местоположения и определения Июль 2023
D4.3 Решения для совместного проектирования коммуникаций и вычислений на основе искусственного интеллекта Май 2023
D5.3 Окончательные архитектурные средства и технологические решения 6G Май 2023
D6.3 Окончательная оценка механизмов управления услугами и согласования Май 2023
D7.3 Функциональные возможности специального назначения: окончательные решения Июнь 2023
- D8.3 Окончательный отчет о распространении и коммуникации Июль 2023