6G迎來技術(shù)遴選窗口期

從2020年到現(xiàn)在，在中國(guó)大規(guī)模地建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)之時(shí)，一些國(guó)際企業(yè)把目光投向6G的研發(fā)，太赫茲技術(shù)、星鏈技術(shù)被一些人看作是6G時(shí)期的關(guān)鍵技術(shù)。今年，全球5G規(guī)?；逃靡堰M(jìn)入快車道，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球5G商用網(wǎng)絡(luò)數(shù)量已經(jīng)達(dá)到176張，按照移動(dòng)通信十年一代的發(fā)展規(guī)律，適時(shí)啟動(dòng)6G研究的時(shí)機(jī)成熟。9月16日到17日，中國(guó)IMT-2030(6G)推進(jìn)組召開了第一次6G公開研討會(huì)，在為期兩天的會(huì)議中，大家討論的主要技術(shù)是太赫茲嗎？6G的目標(biāo)是解決什么場(chǎng)景需求？

6G之前做好5G

目前，中國(guó)的5G發(fā)展可圈可點(diǎn)。已經(jīng)建成100萬個(gè)5G基站，網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量得到保證。5G終端用戶突破4億，也是全球最大的用戶群體，占全球比例超過80%。5G應(yīng)用創(chuàng)新案例已經(jīng)超過萬例，數(shù)量和創(chuàng)新性都處于全球的第一梯隊(duì)。

但在5G引領(lǐng)移動(dòng)通信從消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)變過程中，碰到的困難也是顯而易見的。中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)聞庫表示：“中國(guó)作為全球首批商用5G的國(guó)家之一，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)、融合應(yīng)用推廣等方面無先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)可借鑒、無清晰路徑可參考，還需要各方緊密合作、攜手共進(jìn)。”

在這種背景下啟動(dòng)6G研究，不能脫離5G發(fā)展的現(xiàn)實(shí)情況。

聞庫表示，5G融合應(yīng)用發(fā)展是一場(chǎng)長(zhǎng)期而且艱巨復(fù)雜的“戰(zhàn)斗”，需要各方齊心協(xié)力、打好團(tuán)體賽。5G在賦能垂直行業(yè)應(yīng)用時(shí)既需要與行業(yè)特有的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)等緊密聯(lián)系，也需要企業(yè)具備較高的數(shù)字化基礎(chǔ)和精益化管理水平，同時(shí)也要根據(jù)當(dāng)前的版本標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)成熟度綜合考量，存在復(fù)雜度高、難度大的挑戰(zhàn)，這些需要產(chǎn)業(yè)各方協(xié)同探索應(yīng)用創(chuàng)新的路徑，不斷總結(jié)形成成功經(jīng)驗(yàn)并大力推廣。

“另一方面，5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將根據(jù)應(yīng)用需求持續(xù)演進(jìn)，目前面向5G增強(qiáng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——5G Advanced的研究規(guī)劃已經(jīng)啟動(dòng)，業(yè)界有觀點(diǎn)認(rèn)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(yīng)用需求將會(huì)激發(fā)上行超帶寬、帶寬實(shí)時(shí)交互、通信感知融合三項(xiàng)新功能，與eMBB、MMTC共同構(gòu)筑起面向5GAdvanced的能力六邊形。”

移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有明顯的以前一代網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)進(jìn)行代際演進(jìn)的特點(diǎn)，是循序漸進(jìn)的發(fā)展過程。對(duì)于全球各國(guó)來說，發(fā)展6G的基礎(chǔ)是要首先發(fā)展好5G和5GAdvanced。

從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部署來看，目前中國(guó)、韓國(guó)等5G網(wǎng)絡(luò)部署和商用相對(duì)領(lǐng)先，但其它國(guó)家的5G建網(wǎng)和商用進(jìn)程正在逐步趕上來。全球5G的規(guī)?；逃眠€需要一定的時(shí)間，6G發(fā)展基礎(chǔ)仍需夯實(shí)。

從產(chǎn)業(yè)技術(shù)培育來看，世界各國(guó)都把太赫茲作為6G重要技術(shù)演進(jìn)方向，太赫茲需要1GB以上的帶寬、大通量的模數(shù)轉(zhuǎn)換信號(hào)處理能力，產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn)大。

“其實(shí)在毫米波產(chǎn)業(yè)推進(jìn)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200-400MB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(duì)于通感融合、通信與人工智能融合等新技術(shù)也可以先在5G Advanced中提前導(dǎo)入培育，不斷明確業(yè)務(wù)場(chǎng)景，為其后續(xù)6G發(fā)展演進(jìn)打好基礎(chǔ)，修好橋、鋪好路。”

6G要更智能

從1G到4G，連接目標(biāo)是人與人的移動(dòng)通信；5G的連接目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物三者的互聯(lián)。中國(guó)工程院院士、北京郵電大學(xué)教授張平認(rèn)為，6G的愿景是讓人、機(jī)、物的連接更加智能，他用“靈”來描述這種智能的水平。

“社會(huì)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(duì)社會(huì)進(jìn)行改革。”張平說，“5G之前是人機(jī)物互聯(lián)，就是人類社會(huì)空間、信息空間以及物理空間的交互過程，未來我們?cè)黾恿艘粔K，如果能夠有增量的話，可能是智慧空間或者意識(shí)空間，除了這些之外再加上‘靈’，就是萬物智聯(lián)。”

張平表示，“靈”代表著人體的數(shù)字孿生，也有人類智能助手，包括全息類、全感官類的業(yè)務(wù)，這是人的意識(shí)反映在通信的業(yè)務(wù)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(dāng)然這種決策可能是前設(shè)的或者提前的，需要經(jīng)過檢驗(yàn)，對(duì)主觀信息的感知、編碼、傳輸和評(píng)估將成為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量業(yè)務(wù)的關(guān)鍵因素。6G的處理和交互應(yīng)該有一個(gè)新的維度，就是我們的認(rèn)知能力、內(nèi)省能力和決策能力都會(huì)上升到一個(gè)新的階段，網(wǎng)絡(luò)智慧的構(gòu)成以及智能內(nèi)生描述會(huì)超出人類的控制和想像。

要想實(shí)現(xiàn)這一6G愿景，張平認(rèn)為目前算力的大發(fā)展、高精度定位的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，會(huì)提供現(xiàn)實(shí)能力的支撐。此外，空口技術(shù)、通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面都需要調(diào)整。

“目前我們集中在復(fù)雜場(chǎng)景的信道估計(jì)、MIMO信道檢測(cè)、編解碼和自動(dòng)模式識(shí)別，需要解決的問題就是數(shù)據(jù)集的獲取，同時(shí)形成的一些好的AI算法，要在普適性上繼續(xù)下功夫。”張平說。“我們現(xiàn)在開始研究6G，其實(shí)很多現(xiàn)在提出的6G技術(shù)在5G網(wǎng)中也可以用，現(xiàn)在5G-Advanced已經(jīng)從原來三個(gè)場(chǎng)景增加到六個(gè)場(chǎng)景，最主要的就是實(shí)現(xiàn)通感一體化，未來這個(gè)方向還會(huì)繼續(xù)做下去，其中的技術(shù)挑戰(zhàn)在于信號(hào)波型設(shè)計(jì)、多維信號(hào)處理、感知輔助通信、可集成的便攜式通感一體化設(shè)計(jì)等。”

張平提出在解決6G復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)信息上，要重視對(duì)語義通信的研究，讓網(wǎng)絡(luò)能夠傳達(dá)人的意圖。在太赫茲通信上，重點(diǎn)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(dòng)態(tài)頻譜共享技術(shù)、智能超表面技術(shù)、無蜂窩大規(guī)模MIMO技術(shù)、NOMA技術(shù)、   新一代波形系統(tǒng)設(shè)計(jì)、新一代信道編碼技術(shù)，都是受到關(guān)注的潛在6G技術(shù)。

6G要實(shí)現(xiàn)元宇宙？

今年6月份，IMT-2030（6G）推進(jìn)組對(duì)外發(fā)布《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)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逐漸增加更多的智能體，同時(shí)從萬物互聯(lián)實(shí)現(xiàn)萬物智聯(lián)，更多地實(shí)現(xiàn)物理世界和虛擬世界的共生發(fā)展。”IMT-2030(6G)推進(jìn)組組長(zhǎng)、中國(guó)信息通信研究院副院長(zhǎng)王志勤說，“最近大家提到元宇宙概念比較多，其實(shí)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(wù)場(chǎng)景劃分為這樣幾個(gè)趨勢(shì)：沉浸化、智慧化、全域化，以及八大業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景，可以看到其中智能化的趨勢(shì)非常明顯，同時(shí)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(guó)移動(dòng)提出過“4G改變生活，5G改變社會(huì)”，面對(duì)6G愿景的設(shè)計(jì)，中國(guó)移動(dòng)通信研究院副院長(zhǎng)黃宇紅說：“我們這里大膽地提出‘6G重塑世界’這樣一個(gè)愿景。”

“未來我們不僅會(huì)有物理世界，也將有數(shù)字世界，一方面是對(duì)物理世界的孿生世界，另一方面也會(huì)演變成所謂的元宇宙和平行世界?？赡苓@個(gè)元宇宙不僅是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的模擬和仿真，更重要的是自身也已經(jīng)有很多的變化，也是和物理世界、虛擬世界交互發(fā)展，這對(duì)6G的發(fā)展有非常大的驅(qū)動(dòng)力。”黃宇紅說。

黃宇紅認(rèn)為，目前處于6G技術(shù)的前期研發(fā)，可以對(duì)多種多樣的技術(shù)進(jìn)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(wǎng)絡(luò)分布智簡(jiǎn)，智慧內(nèi)生泛在，安全內(nèi)生可信，運(yùn)營(yíng)孿生自治。

“6G的研究已經(jīng)在全球廣泛開展，目前已經(jīng)進(jìn)入6G研發(fā)的關(guān)鍵窗口期。當(dāng)然，產(chǎn)業(yè)對(duì)6G的研究絕不是為了研究而研究，背后有很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)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(lǐng)域融合的DOICT的需求。”黃宇紅說。

作者丨劉晶

編輯丨連曉東

美編丨馬利亞