隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)加快推進(jìn)，相關(guān)應(yīng)用開始遍地開花，深入到千行百業(yè)。按照移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)“使用一代，建設(shè)一代，研發(fā)一代”的發(fā)展節(jié)奏，業(yè)界普遍預(yù)測(cè)6G將在2030年左右商用。
當(dāng)前，面向6G的技術(shù)研發(fā)正處于探索階段，國際電聯(lián)（ITU）正在開展6G技術(shù)趨勢(shì)和6G愿景的研究，預(yù)計(jì)將分別在2022年6月和2023年6月完成。6G技術(shù)性能需求和評(píng)估方法研究將在2024年至2027年期間完成，并將在WRC23會(huì)上討論6G候選頻譜，2025年前后進(jìn)入3GPP國際標(biāo)準(zhǔn)制定階段，預(yù)計(jì)2030年完成標(biāo)準(zhǔn)制定與評(píng)估。
日前，全球6G技術(shù)大會(huì)程序委員會(huì)主席、未來移動(dòng)通信論壇5G/6G SIG工作組主席、中國移動(dòng)研究院首席科學(xué)家易芝玲表示，未來3-5年將成為6G潛在關(guān)鍵技術(shù)的窗口期，是搶占通信領(lǐng)域技術(shù)制高點(diǎn)和培育產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的關(guān)鍵。
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技術(shù)觀點(diǎn)：從“百家爭(zhēng)鳴”收斂為六大特征
易芝玲介紹，早期，國內(nèi)外對(duì)于6G技術(shù)觀點(diǎn)眾說紛紜，甚至還存在一些片面認(rèn)識(shí)，如6G是太赫茲技術(shù)、6G是衛(wèi)星通信、6G是5G+AI、6G是語義通信等，業(yè)界的觀點(diǎn)也是百家爭(zhēng)鳴，十分發(fā)散。
2021年，IMT-2030（6G）推進(jìn)組陸續(xù)發(fā)布《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)》、《6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)愿景與關(guān)鍵技術(shù)展望》、《6G網(wǎng)絡(luò)安全愿景技術(shù)研究報(bào)告》等系列白皮書。雖然當(dāng)前針對(duì)6G的能力需求以及底層核心技術(shù)仍處于探索階段，但綜合業(yè)界主流觀點(diǎn)，已初步形成六大技術(shù)特征。
一是能力極致的無線接入。通過分布式MIMO、智能超表面、非正交多址接入、感知通信計(jì)算一體化等技術(shù)手段，打造更極致的無線接入能力體系。
二是分布智簡(jiǎn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。6G將是分布式自治、至簡(jiǎn)、智能、端到端全服務(wù)化的網(wǎng)絡(luò)，關(guān)鍵技術(shù)包括分布式自治網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、至簡(jiǎn)統(tǒng)一協(xié)議體系、端到端服務(wù)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。
三是立體全域的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。6G將以陸地為主，衛(wèi)星為輔的方式全球覆蓋，通過星地深度融合，統(tǒng)一空口體制與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)，構(gòu)建三維立體網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)低成本全球全域網(wǎng)絡(luò)泛在覆蓋，從而為用戶提供無感知的一致性服務(wù)。
四是觸手可及的AI能力。6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將按需提供AI能力，支持AI與通信一體化設(shè)計(jì)、內(nèi)生AI網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等，將AI、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、云計(jì)算、感知等新技術(shù)全面滲透到未來網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、部署與運(yùn)維中。
五是內(nèi)生可信的安全。6G網(wǎng)絡(luò)將實(shí)時(shí)監(jiān)控其安全狀態(tài)，通過攻擊防御與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)相結(jié)合，精準(zhǔn)部署安全功能，優(yōu)化安全策略，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)免疫、縱深安全的防御機(jī)制。
六是孿生自治的運(yùn)營。通過數(shù)字孿生，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體和用戶服務(wù)的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、軌跡預(yù)測(cè)、故障預(yù)判等，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自我演進(jìn)。
易芝玲進(jìn)一步介紹，目前我國6G潛在關(guān)鍵技術(shù)布局已逐步體系化，并在部分領(lǐng)域積累了一定優(yōu)勢(shì)。其中，
?大規(guī)模天線技術(shù)是提升移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸效率的核心技術(shù)，4G/5G時(shí)代中國移動(dòng)聯(lián)合國內(nèi)企業(yè)共同研發(fā)，突破關(guān)鍵技術(shù)難題，應(yīng)用至5G基站后其性能、功耗、重量顯著優(yōu)于國外廠家，實(shí)現(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)品全面領(lǐng)先，該優(yōu)勢(shì)積累在6G分布式MIMO技術(shù)中有望繼續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用。
?分布智簡(jiǎn)架構(gòu)方面，我國企業(yè)主導(dǎo)了5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究，并在5G商用中積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，目前中國移動(dòng)已經(jīng)提出面向6G的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和指標(biāo)體系，在業(yè)界產(chǎn)生較大反響。
?AI與通信一體化設(shè)計(jì)方面，中國移動(dòng)等企業(yè)已經(jīng)在5G網(wǎng)絡(luò)中實(shí)踐AI和大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)智能化轉(zhuǎn)型，圍繞網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、智慧服務(wù)、能效管理等領(lǐng)域開展20余項(xiàng)應(yīng)用探索，目前正在面向6G布局研究更為體系化的智能化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和新型算法。
?感知與通信計(jì)算一體化是我國重點(diǎn)布局的方向之一，我國高校、企業(yè)已經(jīng)較早投入研究，在關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)品解決方案、驗(yàn)證系統(tǒng)等方面取得重要進(jìn)展。
?智能超表面技術(shù)有望提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量、容量，是6G的重要研究方向之一，國內(nèi)高校的研究和國外基本同步，創(chuàng)新提出的“基于電磁超材料的信息調(diào)制發(fā)射機(jī)”，實(shí)現(xiàn)了該技術(shù)方向的重大突破，已經(jīng)在軍事和民用領(lǐng)域落地應(yīng)用。
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產(chǎn)業(yè)賦能：為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供泛在連接
5G的價(jià)值在于應(yīng)用，而且相比前幾代技術(shù)，5G從C端個(gè)人市場(chǎng)全面向B端行業(yè)市場(chǎng)滲透。其大帶寬低時(shí)延高可靠的綜合能力，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
易芝玲指出，隨著制造業(yè)信息化程度的不斷提升，工業(yè)設(shè)備與終端形態(tài)更加豐富，能力不斷升級(jí)，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流等不同環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出無人化與數(shù)字孿生的新趨勢(shì)，亟需6G提供智能人機(jī)交互、智能體交互和虛實(shí)系統(tǒng)交互能力，實(shí)現(xiàn)以工業(yè)機(jī)器人為基礎(chǔ)的無人化制造。以無人車和無人機(jī)為基礎(chǔ)的無人化物流，以數(shù)字孿生車間為新形態(tài)的設(shè)計(jì)、制造和檢修體系，以沉浸式交互為主的遠(yuǎn)程作業(yè)和質(zhì)檢等諸多新業(yè)態(tài)……這些工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新愿景，均需要6G與制造業(yè)同步設(shè)計(jì)，產(chǎn)業(yè)成熟度對(duì)齊，跨領(lǐng)域知識(shí)融合，以嵌入式分布式智能為立足點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的再升級(jí)。
與此同時(shí)，為了應(yīng)對(duì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的信息處理需求壓力，6G需要構(gòu)建更加強(qiáng)大的端到端信息處理能力，成為通信網(wǎng)絡(luò)、感知網(wǎng)絡(luò)、算力網(wǎng)絡(luò)融合的智能網(wǎng)絡(luò)。6G通信能力也要更加強(qiáng)大，全球覆蓋，速率更高，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供泛在連接，毫米波、太赫茲、可見光通信和低軌衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)迎來機(jī)遇。
不僅如此，6G還將具備內(nèi)生計(jì)算能力，成為國家算力基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供泛在計(jì)算，國產(chǎn)化通用計(jì)算、專用計(jì)算、先進(jìn)計(jì)算和類腦計(jì)算等產(chǎn)業(yè)將蓬勃發(fā)展；因?yàn)榫邆鋬?nèi)生感知能力，6G成為數(shù)字世界與物理世界的橋梁，小型化雷達(dá)和傳感器產(chǎn)業(yè)空間將持續(xù)增長；6G與人工智能產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)智能化，加速智能化應(yīng)用發(fā)展，AI芯片、算法與學(xué)習(xí)框架將迎來新一波增長；6G與公共基礎(chǔ)設(shè)施與行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施融合發(fā)展，成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的信息基礎(chǔ)設(shè)施。
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美好愿景：萬物智聯(lián)，數(shù)字孿生
《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)白皮書》指出，6G將在5G基礎(chǔ)上從服務(wù)于人、人與物，進(jìn)一步拓展到支撐智能體的高效互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)由萬物互聯(lián)到萬物智聯(lián)的躍遷，最終助力人類社會(huì)實(shí)現(xiàn)“萬物智聯(lián)、數(shù)字孿生”的美好愿景。
易芝玲表示，基于這一愿景，我們的生活將會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化。全息通信將廣泛應(yīng)用于文化娛樂、醫(yī)療健康、教育、社會(huì)生產(chǎn)等眾多領(lǐng)域，使人們不受時(shí)間、空間的限制，打通虛擬場(chǎng)景與真實(shí)場(chǎng)景的界限，使用戶享受到身臨其境般的極致沉浸感體驗(yàn)。這在很多歐美科幻片里也有介紹，比如《鋼鐵俠》里的主角通過全息式交互方式設(shè)計(jì)新型武器，以及《王牌特工》里使用的全息會(huì)議等。
“數(shù)字孿生人”將通過數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)人的數(shù)字化，可預(yù)測(cè)人的身體運(yùn)行狀況和可能發(fā)生的亞健康狀態(tài)。在這些狀態(tài)發(fā)生前，在虛擬空間里形成治療手段和措施，并且在“數(shù)字人”身上進(jìn)行早期驗(yàn)證。確定可行之后，再在物理人身上實(shí)施，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療健康服務(wù)由“以治療為主”向“以預(yù)防為主”的轉(zhuǎn)化，為人類健康生活提供保障，有望解決現(xiàn)在社會(huì)面臨的就醫(yī)難問題。
交通方面，全自動(dòng)無人駕駛將大行其道，進(jìn)一步模糊移動(dòng)辦公、家庭互聯(lián)、娛樂生活之間的差異，開啟人類的互聯(lián)美好生活。通過有序運(yùn)作“海-陸-空-太空”多模態(tài)交通工具，人們將真正享受到按需定制的立體交通服務(wù)。新型特制基站同時(shí)覆蓋各空間維度的用戶、城市上空無人機(jī)等，6G將利用無線通信信號(hào)提供實(shí)時(shí)感知功能，獲取環(huán)境的實(shí)際信息，生成超高分辨率的圖像，在完成環(huán)境重構(gòu)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的定位精度，為人類塑造可信安全的交通環(huán)境。
這些愿景依賴于網(wǎng)絡(luò)與終端感知與通信能力的提升，通信感知一體化技術(shù)將是關(guān)鍵，可以通過共享頻譜、共享硬件，在實(shí)現(xiàn)帶寬通信的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)泛在感知。
“甚至在太空也可以和地球?qū)崟r(shí)互動(dòng)，”易芝玲說，“未來的‘天宮課堂’將不僅是‘太空教師’單方面授課，還會(huì)實(shí)現(xiàn)多人遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)全息交互，地球上的學(xué)生們可以隨時(shí)隨地共同沉浸到虛擬太空世界，坐在家中便可漫步浩瀚太空，體驗(yàn)宇航員們的生存環(huán)境和生活方式，甚至與遠(yuǎn)隔千里的宇航員們擁抱和握手。”基于數(shù)字孿生技術(shù)，還可以實(shí)現(xiàn)教育方式的個(gè)性化和教育手段的智慧化，結(jié)合每個(gè)區(qū)域個(gè)體的特點(diǎn)和差異，實(shí)現(xiàn)智能化因材施教。
易芝玲指出，當(dāng)前，各個(gè)國家都在加速研發(fā)6G移動(dòng)通信技術(shù)，尤其美國高度重視6G研發(fā)，明確表示與中國競(jìng)爭(zhēng)，其Next G聯(lián)盟禁止中國公司加入，6G能否形成類似5G的全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，目前依然存在不確定性。
易芝玲建言，我國應(yīng)繼續(xù)保持3G-5G時(shí)代在國際標(biāo)準(zhǔn)組織中積淀的影響力，加大與ITU、3GPP等移動(dòng)信息領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)組織和平臺(tái)的緊密合作，全面提升在學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界的影響力，扎實(shí)做好技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備，為6G國際標(biāo)準(zhǔn)制定布好局。同時(shí)，以開放心態(tài)加強(qiáng)與歐盟和日韓在6G領(lǐng)域的合作，維護(hù)正常國際交流，全力推動(dòng)6G朝著全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)的方向發(fā)展。
