6G的功能和性能需求有哪些？

6G系统需要具备什么能力呢？由6G的功能需求来定义，而这些功能需要达到什么样的量化水平呢？则由6G性能需求来定义。目前这些需求还只是个目录，并且部分需求的归属章节和归属标准仍在讨论中。我们今天先初步了解6G的功能需求和性能需求都有哪些方面的内容。

01、6G功能需求

包含系统与运行、人工智能、通感一体、泛在连接、沉浸式通信、海量通信、工业和垂直行业7个大的方向。

细分如下表所示：

以下是具体的解释说明：

1. System and Operational Aspects（系统与运行方面）

这里定义的是6G系统在整体运行层面需要满足的通用功能需求，不针对某一特定业务（如沉浸式通信、通感一体等），而是覆盖系统能力、设备支持、安全、弹性、能效、数据及计费等横向维度。

1.1 Basic Services and Capabilities（基础服务与能力）

1.1.1 Support for legacy services, capabilities and inter-system requirements（对传统服务、能力及系统间需求的支持）

由于6G需要向后兼容，支持5G甚至4G中的关键服务（如语音、短信、移动宽带、低延迟通信等），并能够与传统系统（5G、非3GPP接入等）互通。这意味着6G终端和网络应具备多模、互操作、平滑迁移的能力，保障用户服务连续性。

1.1.2 Enhancements to legacy services and capabilities（对传统服务与能力的增强）

在兼容基础上，6G应提升传统服务的性能，例如更低的时延、更高的可靠性、更好的能效或更灵活的部署方式。注释中提到“6G紧急呼叫需求”将在TS 22.101中定义，说明紧急呼叫等传统功能会在6G中得到增强（如支持IMS MES等）。

IMS MES：指的是在IP多媒体子系统（IMS）架构下，进行MES（Multimedia Emergency Session）多媒体紧急会话。与仅支持语音的紧急呼叫不同，MES的核心特点在于“多媒体”，即允许发起方在通话中同时发送现场视频、照片、精确位置或医疗数据等关键信息。

1.1.3 Device Support（设备支持）

涵盖6G终端设备应具备的能力，例如支持新的频谱、多天线、新型电池技术、不同形态的设备（可穿戴、传感器、XR设备等），以及设备注册、能力上报、移动性管理等功能。

1.1.4 Non-AI or non-Immersive related IMS enhancements（非AI或非沉浸式相关的IMS增强）

6G中除了AI和沉浸式业务（如全息、XR）外，传统IMS业务也需要增强，如更高效的会话建立、QoS保障、与6G新能力的协同。

1.2 Security and Privacy（安全与隐私）

1.2.1 General aspects of Security and Privacy（安全与隐私的通用方面）

包括认证、密钥管理、数据加密、完整性保护、用户身份隐私（如避免IMSI泄露）、防伪基站、网络切片安全、边缘计算安全等。编者注提到“用户许可考虑”待确认，可能涉及用户对数据收集和使用的授权机制。

1.2.2 Lawful interception and lawful access（合法监听与合法访问）

满足国家法律法规要求的合法监听能力（如执法机构依法对通信内容进行监控）以及合法访问用户数据（如定位信息、通信记录）。6G需设计可合法执行的接口和流程，同时保障未被授权的第三方无法滥用。

1.3 Resilience（弹性/韧性）

指系统在面临故障、攻击、自然灾害或极端负载时，仍能保持关键服务的能力。6G需要具备自愈、冗余、负载均衡、灾难恢复、抗毁性等特性。例如，基站或核心网节点失效时，业务能快速重路由或切换到备用资源。

1.4 Energy-related aspects（能源相关方面）

包括网络和终端的能效、绿色通信。6G追求可持续性，需求可能涉及：基站动态休眠、按需发送、终端低功耗模式、能量收集、网络节能算法、碳排放指标等。这是6G相较于前代更突出的要求。

1.5 Data collection and consumption（数据收集与消耗）

1.5.1 6G system data（6G系统数据）

指6G网络自身产生的数据，如网络状态、性能指标、信令记录、用户移动性统计、资源利用率等。这些数据可用于网络优化、故障诊断、AI训练等。

1.5.2 Other Data Aspects（其他数据方面）

涵盖非纯系统数据，例如用户业务数据、第三方应用数据、数据存储位置、数据生命周期管理、数据跨境传输规则等。可能涉及数据主权、隐私保护、数据共享机制等。

1.6 Charging（计费）

定义6G对各种能力和服务的计费需求。计费需求可能包括：按流量、按连接数、按服务质量、按AI推理次数、按通感一体化使用次数、按边缘计算资源使用量等灵活计费模式，并支持实时计费、离线计费、配额管理、漫游计费等。

1.7 Other operational aspects（其他运行方面）

1.7.1 Operations, Administration and Management (OAM)（操作、管理、维护）

OAM是网络运行的基础功能，包括配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等。在6G中，OAM需支持高度自动化（如自配置、自愈、自优化），并能处理复杂网络架构（如多接入、网络切片、分布式云、AI驱动的运维）。要求可能涵盖：自动化生命周期管理、实时监控、故障预测与隔离、软件升级、策略配置等。

1.7.2 Network digital twin（网络数字孪生）

网络数字孪生是指创建一个与物理6G网络同步运行的虚拟镜像，用于仿真、预测和优化。需求可能包括：数字孪生能够实时或准实时反映网络状态；支持“what-if”分析（如改变参数对性能的影响）；支持网络规划、业务部署前的验证；与AI引擎结合进行闭环优化。数字孪生是6G实现智能自治网络的关键使能技术。

2 Artificial Intelligence (AI)（人工智能）

2.1 General AI requirements for the 6G system（6G系统的通用AI需求）

定义所有AI相关功能必须满足的基础要求，例如：数据收集与处理能力、分布式AI计算框架、AI模型的生命周期管理（训练、部署、更新、退役）、AI算法可解释性、AI安全与隐私保护、资源（计算/存储/通信）效率等。

2.2 Network AI Agent（网络AI智能体）

指运行在运营商网络内部（如基站、核心网、管理平台）的AI实体，能够自主或半自主地执行网络优化、故障处理、资源调度等任务。需求可能包括：Agent间的协作、与环境交互、目标定义、动作执行、学习能力等。

2.3 3rd party AI Agent（第三方AI智能体）

指由第三方（如行业应用提供商、OTT服务商）部署或控制的AI智能体，通过6G网络获取数据或使用网络能力。需求可能包括：身份认证、授权管理、资源隔离、安全接口、服务等级协议（SLA）保障等。

2.4 IMS related AI services and AI enhanced IMS services（IMS相关AI服务及AI增强的IMS服务）

包括两类：一是为IMS本身提供的AI服务（如智能路由、异常检测）；二是利用AI增强IMS业务（如智能语音助手、实时翻译、多媒体内容分析）。

2.5 AI model training and inferencing（AI模型训练与推理）

定义6G系统应如何支持AI模型的训练和推理过程。例如：支持分布式/联邦学习；提供数据收集与标注机制；支持模型的分发与部署；支持推理时的低延迟、高可靠性；支持模型压缩与加速；支持跨节点协同推理等。

2.6 AI traffic characteristics（AI业务流特性）

描述AI相关的数据流（如模型参数、梯度、推理结果、训练样本）的传输特性，例如：流量可以是突发性、周期性或事件驱动；可能对时延、抖动、丢包率有特定要求；数据量可能很大（如视频训练数据）或很小（如推理结果）。这些特性将影响网络对AI流量的QoS保障。

3 Integrated Sensing and Communications (ISAC)（通感一体）

4 Ubiquitous Connectivity（泛在连接）

说明泛在连接的目标是让6G网络覆盖任何地方（包括偏远地区、海洋、天空、太空），并保证一定水平的服务质量。描述中可能涉及多接入技术融合（地面蜂窝、卫星、无人机、Wi-Fi等）。包括：

4.1 Satellite-based communication（基于卫星的通信）

4.2 Satellite-based positioning（基于卫星的定位）

4.3 Other aspects（其他方面）：其他泛在连接相关的内容，如高空平台（HAPS）、无人机中继、水下通信、非地面网络（NTN）的通用要求等。

5 Immersive Communication（沉浸式通信）

沉浸式通信指提供多感官（视觉、听觉、触觉等）交互体验的通信业务，如XR（扩展现实）、全息通话、多视角视频、触觉互联网等。描述部分说明其技术特征（大带宽、低时延、高实时性）和应用场景。包括：

5.1 General requirements（通用需求）

5.2 IMS-related requirements（IMS相关需求）

6 Massive Communication（海量通信）

海量通信主要面向大规模物联网（mMTC）场景，如海量传感器、智能仪表、可穿戴设备等。描述部分说明其特点：海量连接数、小数据包、低功耗、低成本、覆盖增强等。

7 Support for Industry and Verticals（工业与垂直行业）

说明6G如何满足不同垂直行业（工业制造、能源、医疗、交通、农业等）的差异化需求。包括高可靠性、确定性时延、数据隔离、本地化处理等。

7.1 Localised network（本地化网络）

指在特定区域（工厂、园区、港口）部署的专用或半专用网络，可以与公网隔离或共享。需求包括：本地数据不出场、灵活组网、与公网互通、按需部署、高精度同步等。

7.2 Mission critical services（关键任务服务）

用于公共安全、应急响应、铁路、电力等对可靠性、低延迟、优先级有极高要求的服务。需求可能包括：端到端时延（如<5ms）、可靠性（如99.999%）、群组通信、直接通信（D2D）、优先级抢占等。

7.3 Robotics（机器人）

面向工业机器人、服务机器人、无人车等。需求包括：远程实时控制（低延迟高可靠）、多机器人协同、位置感知、视觉/力觉反馈传输、边缘计算支持等。

7.4 Other aspects of Industry and verticals（工业与垂直行业的其他方面）

注释中列举了智能电网与公用事业、建筑、医疗、无人飞行器（UAV）、城市空中交通（UAM）。这些领域的具体需求可能涉及：电网的确定性通信、远程手术的触觉反馈、建筑工地的临时网络、无人机超视距控制、UAM的高安全通信等。

02、6G性能需求

性能需求分为如下6个方向，但具体指标以及所属标准还在讨论中。