6G將更好服務千行百業

在今年全國兩會上，工信部部長金壯龍表示，我國在5G方面已居世界前列，正在加快6G研發。

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5G與AI技術已在我們的生產生活中得到廣泛應用，并發揮著越來越重要的作用。5G提供了萬物互聯的基礎，基于AI的各種應用已經滲透到各個領域。一方面，5G不斷引入基于AI的算法和解決方案，不斷提升5G網絡性能，為5G發展開啟了一個新的智能維度；另一方面，5G不斷擴展AI的應用場景和空間，高速、低時延的連接推動更多基于AI的應用。5G與AI技術的持續融合，將為我們的生產生活提供更多可能。

根據移動通信產業發展規律，每一代國際標準間隔是在10年左右。6G作為下一代移動通信標準，將在現有5G基礎上進行革命性演進。6G預計在2030年左右商用，國際電信聯盟已開始6G相關需求研究工作。在6G的設計中，移動通信技術與AI技術的進一步融合將成為最重要的方向。為支撐6G的各種需求，構建“6G智能維”也成為6G設計的最核心工作。

智能維是基于大數據和算力資源，以AI技術為基礎，與無線移動通信的時域、頻域和空域并列的新資源維度。智能維的構建將使5G/6G更加智能、高效。智能維構建一脈相承，5G智能維構建為6G智能維設計奠定了良好基礎與經驗，6G智能維將基于全新的系統架構打造智慧內生的新一代網絡。

6G相對于5G制定了更加宏大的愿景，在基礎的頻譜利用率、峰值速率、時延、可靠性、連接數量、能耗等維度將提供更高指標，滿足層出不窮的新業務需要。智能維作為滿足6G愿景的基礎性設計存在更加廣闊的發展空間，發揮的作用也更加顯性化。例如，對于基礎的無線空口設計，基于AI的設計將全方位與傳統通信模塊和基礎流程結合，全面提升頻譜效率與系統效能。對于網絡架構設計，更多的控制將由基于AI的算法完成。借助AI算法，傳統的層間限制將被打破，端到端的一體化設計將被實現。同時，6G網絡對AI相關的數據流傳遞也將進行更加系統化支持，各種AI業務相關的數據收集、模型訓練與模型傳遞會得到持續優化。

近年來，隨著AI技術的快速發展，基于AI的無線設計成為無線移動通信研究的主要方向。在5G網絡設計之初，受多重因素影響，并未考慮與AI技術的深度融合，這使得5G智能維的構建以增強性設計為主，很難充分發揮AI技術的優勢。6G初始階段將借鑒5G智能維設計經驗，綜合考慮移動通信網絡的數據處理、算力分布、AI模型使用與管理、確定性算法與AI算法選擇等維度，形成融入AI元素的新型網絡架構設計。新設計將全面支持基于AI的設計替代或增強傳統算法，從而系統性提升6G網絡性能，實現原生性AI設計。總之，相對5G及以前的設計，6G是一次多領域融合的突破性設計，有潛力在更少開銷和更低能耗的前提下，實現更優化的系統設計。

6G智能維構建將更好服務千行百業。相對于5G，6G需要支持更加多樣化的需求與場景部署，業務類型也呈現多樣化，如視頻、音頻、AR/VR等將以混合的形式同時并發傳輸。利用AI技術可有效提升6G應對各種復雜場景的能力，基于AI的業務識別、網絡參數與資源調配可為多種業務提供更加高速可靠的傳輸。對垂直行業特有的需求，如超低時延高可靠傳輸、點對點傳輸、超高精度定位等，6G也可利用AI技術進行特定增強，進一步提升關鍵指標支持能力。此外，6G網絡還可為垂直行業提供一定的算力支持，直接提升垂直行業使用AI技術的能力。綜合來看，6G智能維構建不僅為垂直行業提供更強的傳輸能力，還可提升垂直行業的智能化程度。

6G智能維建設是一個長期持續的過程。智能維的設計本身面臨諸多挑戰，這些挑戰來自基礎理論、數據集構建、算力限制、模型的訓練與管理等多個層面，需要考慮采用開放性架構，進行持續優化與增強。6G對所有的用例與需求支持不會一蹴而就，是一個逐步完善與演進的過程。在第一個6G版本中，以重點場景的用例支持作為設計出發點，將確定基于AI的核心功能和基本架構。后續的版本將在基礎框架下，對智能維多個層面進行不斷擴展與提升。

近年來，AI快速發展，不斷取得突破性成果。ChatGPT的橫空出世進一步引發AI研究熱潮，尤其是可以完成多任務的超大模型研究成為重要方向，6G將與ChatGPT等AI領域重要成果形成更加緊密的互動。具體來說，6G智能維構建，一方面，需要考慮為超大模型相關的數據傳遞提供高速率、高可靠性的傳輸通道。傳輸通道既要支持大型數據集傳輸，也要考慮支持監督學習、半監督學習、強化學習等多種學習方式相關的中間變量和模型本身傳輸。另一方面，需要支持更加靈活的算力組織方式，如分布式的超大模型訓練與更新。在對超大模型支持外，6G網絡也需考慮采用支持多任務的超大模型不斷提升網絡智能化程度，形成6G的真正大腦。

綜合來看，6G與AI將全方位深度融合構建全新的6G智能維，既能全面提升6G網絡性能，又能更好服務千行百業，推動高質量發展。通過智能維的持續構建，也將實現多項基礎理論與技術突破。這些突破不僅限于移動通信領域，也將與AI領域形成緊密互動，推動更多跨領域的新理論、新技術和新應用產生。可以預見，隨著移動通信與人工智能的深度融合，將為未來社會發展帶來更加廣闊的空間。

【作者系中國信息通信研究院無線通信創新中心副總工程師、IMT-2020（5G）推進組5G與AI融合研究任務組組長】

責任編輯：Rex_12