6G之前做好5G

目前，中國的5G發(fā)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(chuàng)新案例已經超過萬例，數(shù)量和創(chuàng)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(lián)網向產業(yè)互聯(lián)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(xié)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(fā)展的現(xiàn)實情況。

聞庫表示，5G融合應用發(fā)展是一場長期而且艱巨復雜的“戰(zhàn)斗”，需要各方齊心協(xié)力、打好團體賽。5G在賦能垂直行業(yè)應用時，既需要與行業(yè)特有的技術、經驗、知識等緊密聯(lián)系，也需要企業(yè)具備較高的數(shù)字化基礎和精益化管理水平，同時也要根據(jù)當前的版本標準和產業(yè)成熟度綜合考量，存在復雜度高、難度大的挑戰(zhàn)，這些需要產業(yè)各方協(xié)同探索應用創(chuàng)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(jù)應用需求持續(xù)演進，目前面向5G增強技術標準——5G Advanced的研究規(guī)劃已經啟動，業(yè)界有觀點認為，高清視頻上傳、VR/XR和全息通信、高精度環(huán)境感知等全新應用需求將會激發(fā)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(yè)發(fā)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(fā)展過程。對于全球各國來說，發(fā)展6G的基礎是要首先發(fā)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(guī)模化商用還需要一定的時間，6G發(fā)展基礎仍需夯實。

從產業(yè)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(shù)轉換信號處理能力，產業(yè)挑戰(zhàn)大。

“其實在毫米波產業(yè)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(fā)展太赫茲的前提還是要把毫米波培養(yǎng)成熟，不然就像小孩還沒有走穩(wěn)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(yè)務場景，為其后續(xù)6G發(fā)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(xiàn)人、機、物三者的互聯(lián)。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(fā)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(lián)，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(lián)。”

張平表示，“靈”代表人體的數(shù)字孿生，也有人類智能助手之說，包括全息類、全感官類的業(yè)務。這指的是人的意識反映在通信業(yè)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(xiàn)高質量業(yè)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(xiàn)這一6G愿景，張平認為目前算力的大發(fā)展、高精度定位的進一步實現(xiàn)，會提供現(xiàn)實能力的支撐。此外，空口技術、通信系統(tǒng)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(shù)據(jù)集的獲取，同時形成一些好的AI算法，應在普適性上繼續(xù)下功夫。”張平說，“我們現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)通感一體化，未來這個方向還會繼續(xù)做下去，其中的技術挑戰(zhàn)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(guī)模的MIMO和較小離子體天線單元。挑戰(zhàn)則是容易被阻擋、傳輸易被打斷。

此外，動態(tài)頻譜共享技術、智能超表面技術、無蜂窩大規(guī)模MIMO技術、NOMA技術、新一代波形系統(tǒng)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(xiàn)元宇宙？

今年6月份，IMT-2030（6G）推進組對外發(fā)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(lián)、數(shù)字孿生愿景。“5G是人人、人物互聯(lián)，6G逐漸增加了更多智能體，同時從萬物互聯(lián)到實現(xiàn)萬物智聯(lián)，更多地實現(xiàn)物理世界和虛擬世界的共生發(fā)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(yè)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(yè)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(fā)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(shù)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(xiàn)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(fā)展，這對6G的發(fā)展有非常大的驅動力。”黃宇紅說。

黃宇紅認為，現(xiàn)在處于6G技術的前期研發(fā)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(fā)的關鍵窗口期。當然，產業(yè)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(shù)字孿生、元宇宙的需求，包括大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)領域融合的DOICT的需求。”黃宇紅說。