6G之前做好5G 6G要更智能

從2020年到現在，在中國大規模建設5G網絡之時，一些國際企業把目光投向6G的研發，太赫茲技術、星鏈技術被一些人看作是6G時期的關鍵技術。今年，全球5G規模化商用已進入快車道，據統計，全球5G商用網絡數量已經達到176張，按照移動通信十年一代的發展規律，適時啟動6G研究的時機成熟。近日，中國IMT-2030(6G)推進組召開了第一次6G公開研討會，在為期兩天的會議中，大家討論的主要技術是太赫茲嗎?6G的目標是解決什么場景的需求?

6G之前做好5G

目前，中國的5G發展可圈可點。已經建成100萬個5G基站，網絡覆蓋質量得到保證。5G終端用戶突破4億戶，也是全球最大的用戶群體，占全球比例超過80%。5G應用創新案例已經超過萬例，數量和創新性都處于全球的第一梯隊。

但在5G引領移動通信從消費互聯網向產業互聯網轉變過程中，碰到的困難也是顯而易見的。中國通信標準化協會副理事長兼秘書長聞庫表示：“中國作為全球首批商用5G的國家之一，在技術標準演進、融合應用推廣等方面，無先進經驗可借鑒，無清晰路徑可參考，還需要各方緊密合作、攜手共進。”

在這種背景下啟動6G研究，不能脫離5G發展的現實情況。

聞庫表示，5G融合應用發展是一場長期而且艱巨復雜的“戰斗”，需要各方齊心協力、打好團體賽。5G在賦能垂直行業應用時，既需要與行業特有的技術、經驗、知識等緊密聯系，也需要企業具備較高的數字化基礎和精益化管理水平，同時也要根據當前的版本標準和產業成熟度綜合考量，存在復雜度高、難度大的挑戰，這些需要產業各方協同探索應用創新的路徑，不斷總結形成成功經驗并大力推廣。

“此外，5G技術標準將根據應用需求持續演進，目前面向5G增強技術標準——5G Advanced的研究規劃已經啟動，業界有觀點認為，高清視頻上傳、VR/XR和全息通信、高精度環境感知等全新應用需求將會激發上行超帶寬、帶寬實時交互、通信感知融合三項新功能，與eMBB、MMTC共同構筑起面向5G Advanced能力的六邊形。”

移動通信產業發展具有明顯的以前一代網絡為基礎進行代際演進的特點，是循序漸進的發展過程。對于全球各國來說，發展6G的基礎是要首先發展好5G和5G Advanced。

從網絡建設部署來看，目前中國、韓國等5G網絡部署和商用相對領先，但其他國家的5G建網和商用進程正在逐步趕上來。全球5G的規模化商用還需要一定的時間，6G發展基礎仍需夯實。

從產業技術培育來看，世界各國都把太赫茲作為6G的重要技術演進方向，太赫茲需要1GB以上的帶寬、大通量的模數轉換信號處理能力，產業挑戰大。

“其實在毫米波產業推進中也面臨著類似的問題要解決，大家知道，以前毫米波在全世界都是100MB為帶寬，但這么好的頻譜，100MB的帶寬顯得窄了一些，我們提出200MB~400MB的帶寬，但磕磕絆絆只能做到200MB，在400MB上就舉手投降了，要是做到1GB，大家可以想像是什么樣子。”聞庫說，“因此發展太赫茲的前提還是要把毫米波培養成熟，不然就像小孩還沒有走穩就開始跑。對于通感融合、通信與人工智能融合等新技術也可以先在5G Advanced中提前導入培育，不斷明確業務場景，為其后續6G發展演進打好基礎，修好橋、鋪好路。”

6G要更智能

從1G到4G，連接目標是人與人的移動通信;5G的連接目標是實現人、機、物三者的互聯。中國工程院院士、北京郵電大學教授張平認為，6G的愿景是讓人、機、物的連接更加智能，他用“靈”來描述這種智能的水平。

“社會發展到今天，人工智能成為一種方法論，我們可能用這種方法對社會進行改革。”張平說，“5G之前是人機物互聯，就是人類社會空間、信息空間以及物理空間的交互過程，未來我們增加了一部分，如果能夠有增量的話，可能是智慧空間或者意識空間，除了這些之外再加上‘靈’，就是萬物智聯。”

張平表示，“靈”代表人體的數字孿生，也有人類智能助手之說，包括全息類、全感官類的業務。這指的是人的意識反映在通信業務中，具備高度智慧的“靈”可能比人類更了解世界和人類自己，可以代替人類做出一些決策，當然這種決策可能是前設的或者提前的，需要經過檢驗，對主觀信息的感知、編碼、傳輸和評估將成為實現高質量業務的關鍵因素。6G的處理和交互應該有一個新的維度，就是我們的認知能力、內省能力和決策能力都會上升到一個新的階段，網絡智慧的構成以及智能內生描述會超出人類的控制和想象。

要想實現這一6G愿景，張平認為目前算力的大發展、高精度定位的進一步實現，會提供現實能力的支撐。此外，空口技術、通信系統的設計等方面都需要調整。

“目前我們集中在復雜場景的信道估計、MIMO信道檢測、編解碼和自動模式識別，需要解決的問題就是數據集的獲取，同時形成一些好的AI算法，應在普適性上繼續下功夫。”張平說，“我們現在開始研究6G，其實很多目前提出的6G技術在5G網絡中也可以用，現在5G Advanced已經從原來的三個場景增加到六個場景，最主要的就是實現通感一體化，未來這個方向還會繼續做下去，其中的技術挑戰在于信號波型設計、多維信號處理、感知輔助通信、可集成的便攜式通感一體化設計等。”

張平提出在解決6G復雜網絡信息上，要重視對語義通信的研究，讓網絡能夠傳達人的意圖。在太赫茲通信上，重點是研究太赫茲超大規模的MIMO和較小離子體天線單元。挑戰則是容易被阻擋、傳輸易被打斷。

此外，動態頻譜共享技術、智能超表面技術、無蜂窩大規模MIMO技術、NOMA技術、新一代波形系統設計、新一代信道編碼技術，都是受到關注的潛在6G技術。

6G要實現元宇宙?

今年6月份，IMT-2030(6G)推進組對外發布了《6G總體愿景與潛在關鍵技術白皮書》，特別提出萬物智聯、數字孿生愿景。“5G是人人、人物互聯，6G逐漸增加了更多智能體，同時從萬物互聯到實現萬物智聯，更多地實現物理世界和虛擬世界的共生發展。”IMT-2030(6G)推進組組長、中國信息通信研究院副院長王志勤說，“最近大家提到元宇宙的概念比較多，其實也是虛擬世界和物理世界更多的交互和未來的共存共生過程。”

未來的6G業務場景劃分為這樣幾個趨勢：沉浸化、智慧化、全域化，以及八大業務應用場景，可以看到其中智能化趨勢非常明顯，同時也增加了更多的感知功能和虛擬世界、物理世界的更多交互，通信范圍從地面向空天全域覆蓋發展。

中國移動提出過“4G改變生活，5G改變社會”，面對6G愿景的設計，中國移動通信研究院副院長黃宇紅說：“我們這里大膽地提出‘6G重塑世界’這樣一個愿景。”

“未來我們不僅會有物理世界，也將有數字世界。一方面是對物理世界的孿生世界，另一方面也會演變成所謂的元宇宙和平行世界。可能這個元宇宙不僅是對現實世界的模擬和仿真，更重要的是自身也已經有很多的變化，也是和物理世界、虛擬世界交互發展，這對6G的發展有非常大的驅動力。”黃宇紅說。

黃宇紅認為，現在處于6G技術的前期研發階段，可以對多種多樣的技術進行研究，目前初步聚焦在六大方面：能力極致多維、覆蓋立體全域、網絡分布智簡、智慧內生泛在、安全內生可信、運營孿生自治。

“6G研究已經在全球廣泛開展，目前進入研發的關鍵窗口期。當然，產業對6G的研究絕不是為了研究而研究，背后有很強的驅動力，包括數字孿生、元宇宙的需求，包括大數據、人工智能、工業領域融合的DOICT的需求。”黃宇紅說。(記者 劉晶)

責任編輯：Rex_08