C114訊 3月3日消息(九九)隨著5G網絡建設加快推進,相關應用開始遍地開花,深入到千行百業。按照移動通信產業“使用一代,建設一代,研發一代”的發展節奏,業界普遍預測6G將在2030年左右商用。
當前,面向6G的技術研發正處于探索階段,國際電聯(ITU)正在開展6G技術趨勢和6G愿景的研究,預計將分別在2022年6月和2023年6月完成。6G技術性能需求和評估方法研究將在2024年至2027年期間完成,并將在WRC23會上討論6G候選頻譜,2025年前后進入3GPP國際標準制定階段,預計2030年完成標準制定與評估。
第二屆“全球6G技術大會”將于2022年3月22日-3月24日在南京舉辦。日前,全球6G技術大會程序委員會主席、未來移動通信論壇5G/6G SIG 工作組主席、中國移動研究院首席科學家易芝玲在接受C114專訪時表示,未來3-5年將成為6G潛在關鍵技術的窗口期,是搶占通信領域技術制高點和培育產業基礎的關鍵。
技術觀點:從“百家爭鳴”收斂為六大特征
易芝玲介紹,早期,國內外對于6G技術觀點眾說紛紜,甚至還存在一些片面認識,如6G是太赫茲技術、6G是衛星通信、6G是5G+AI、6G是語義通信等,業界的觀點也是百家爭鳴,十分發散。
2021年,IMT-2030(6G)推進組陸續發布《6G總體愿景與潛在關鍵技術》、《6G網絡架構愿景與關鍵技術展望》、《6G網絡安全愿景技術研究報告》等系列白皮書。雖然當前針對6G的能力需求以及底層核心技術仍處于探索階段,但綜合業界主流觀點,已初步形成六大技術特征。
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、感知通信計算一體化等技術手段,打造更極致的無線接入能力體系。
二是分布智簡的網絡架構。6G將是分布式自治、至簡、智能、端到端全服務化的網絡,關鍵技術包括分布式自治網絡架構、至簡統一協議體系、端到端服務化系統設計等。
三是立體全域的網絡覆蓋。6G將以陸地為主,衛星為輔的方式全球覆蓋,通過星地深度融合,統一空口體制與網絡架構設計,構建三維立體網絡,實現低成本全球全域網絡泛在覆蓋,從而為用戶提供無感知的一致性服務。
四是觸手可及的AI能力。6G網絡架構將按需提供AI能力,支持AI與通信一體化設計、內生AI網絡架構等,將AI、大數據、區塊鏈、云計算、感知等新技術全面滲透到未來網絡的設計、部署與運維中。
五是內生可信的安全。6G網絡將實時監控其安全狀態,通過攻擊防御與風險預測相結合,精準部署安全功能,優化安全策略,實現主動免疫、縱深安全的防御機制。
六是孿生自治的運營。通過數字孿生,實現對網絡實體和用戶服務的實時狀態監測、軌跡預測、故障預判等,并實現網絡的自我演進。
易芝玲進一步介紹,目前我國6G潛在關鍵技術布局已逐步體系化,并在部分領域積累了一定優勢。
其中,大規模天線技術是提升移動通信網絡傳輸效率的核心技術,4G/5G時代中國移動聯合國內企業共同研發,突破關鍵技術難題,應用至5G基站后其性能、功耗、重量顯著優于國外廠家,實現技術和產品全面領先,該優勢積累在6G分布式MIMO技術中有望繼續發揮關鍵作用。
分布智簡架構方面,我國企業主導了5G網絡架構研究,并在5G商用中積累了豐富經驗,目前中國移動已經提出面向6G的新型網絡架構和指標體系,在業界產生較大反響。
AI與通信一體化設計方面,中國移動等企業已經在5G網絡中實踐AI和大數據驅動的網絡智能化轉型,圍繞網絡運維、網絡優化、智慧服務、能效管理等領域開展20余項應用探索,目前正在面向6G布局研究更為體系化的智能化網絡架構和新型算法。
感知與通信計算一體化是我國重點布局的方向之一,我國高校、企業已經較早投入研究,在關鍵技術、產品解決方案、驗證系統等方面取得重要進展。
智能超表面技術有望提升網絡覆蓋質量、容量,是6G的重要研究方向之一,國內高校的研究和國外基本同步,創新提出的“基于電磁超材料的信息調制發射機”,實現了該技術方向的重大突破,已經在軍事和民用領域落地應用。
產業賦能:為數字經濟發展提供泛在連接
5G的價值在于應用,而且相比前幾代技術,5G從C端個人市場全面向B端行業市場滲透。其大帶寬低時延高可靠的綜合能力,為工業互聯網發展提供了堅實的基礎。
易芝玲指出,隨著制造業信息化程度的不斷提升,工業設備與終端形態更加豐富,能力不斷升級,在設計、生產、物流等不同環節呈現出無人化與數字孿生的新趨勢,亟需6G提供智能人機交互、智能體交互和虛實系統交互能力,實現以工業機器人為基礎的無人化制造。以無人車和無人機為基礎的無人化物流,以數字孿生車間為新形態的設計、制造和檢修體系,以沉浸式交互為主的遠程作業和質檢等諸多新業態……這些工業互聯網新愿景,均需要6G與制造業同步設計,產業成熟度對齊,跨領域知識融合,以嵌入式分布式智能為立足點,實現工業互聯網的再升級。
與此同時,為了應對數字經濟發展帶來的信息處理需求壓力,6G需要構建更加強大的端到端信息處理能力,成為通信網絡、感知網絡、算力網絡融合的智能網絡。6G通信能力也要更加強大,全球覆蓋,速率更高,為數字經濟發展提供泛在連接,毫米波、太赫茲、可見光通信和低軌衛星通信產業迎來機遇。
不僅如此,6G還將具備內生計算能力,成為國家算力基礎設施的重要組成部分,為數字經濟發展提供泛在計算,國產化通用計算、專用計算、先進計算和類腦計算等產業將蓬勃發展;因為具備內生感知能力,6G成為數字世界與物理世界的橋梁,小型化雷達和傳感器產業空間將持續增長;6G與人工智能產業融合發展,推動網絡智能化,加速智能化應用發展,AI芯片、算法與學習框架將迎來新一波增長;6G與公共基礎設施與行業基礎設施融合發展,成為數字經濟發展的信息基礎設施。
美好愿景:萬物智聯,數字孿生
《6G總體愿景與潛在關鍵技術白皮書》指出,6G將在5G基礎上從服務于人、人與物,進一步拓展到支撐智能體的高效互聯,實現由萬物互聯到萬物智聯的躍遷,最終助力人類社會實現“萬物智聯、數字孿生”的美好愿景。
易芝玲表示,基于這一愿景,我們的生活將會發生翻天覆地的變化。全息通信將廣泛應用于文化娛樂、醫療健康、教育、社會生產等眾多領域,使人們不受時間、空間的限制,打通虛擬場景與真實場景的界限,使用戶享受到身臨其境般的極致沉浸感體驗。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計新型武器,以及《王牌特工》里使用的全息會議等。
“數字孿生人”將通過數字孿生實現人的數字化,可預測人的身體運行狀況和可能發生的亞健康狀態。在這些狀態發生前,在虛擬空間里形成治療手段和措施,并且在“數字人”身上進行早期驗證。確定可行之后,再在物理人身上實施,實現醫療健康服務由“以治療為主”向“以預防為主”的轉化,為人類健康生活提供保障,有望解決現在社會面臨的就醫難問題。
交通方面,全自動無人駕駛將大行其道,進一步模糊移動辦公、家庭互聯、娛樂生活之間的差異,開啟人類的互聯美好生活。通過有序運作“海-陸-空-太空”多模態交通工具,人們將真正享受到按需定制的立體交通服務。新型特制基站同時覆蓋各空間維度的用戶、城市上空無人機等,6G將利用無線通信信號提供實時感知功能,獲取環境的實際信息,生成超高分辨率的圖像,在完成環境重構的同時,實現厘米級的定位精度,為人類塑造可信安全的交通環境。
這些愿景依賴于網絡與終端感知與通信能力的提升,通信感知一體化技術將是關鍵,可以通過共享頻譜、共享硬件,在實現帶寬通信的同時,實現泛在感知。
“甚至在太空也可以和地球實時互動,”易芝玲說,“未來的‘天宮課堂’將不僅是‘太空教師’單方面授課,還會實現多人遠距離實時全息交互,地球上的學生們可以隨時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,體驗宇航員們的生存環境和生活方式,甚至與遠隔千里的宇航員們擁抱和握手。”基于數字孿生技術,還可以實現教育方式的個性化和教育手段的智慧化,結合每個區域個體的特點和差異,實現智能化因材施教。
易芝玲指出,當前,各個國家都在加速研發6G移動通信技術,尤其美國高度重視6G研發,明確表示與中國競爭,其Next G聯盟禁止中國公司加入,6G能否形成類似5G的全球統一標準,目前依然存在不確定性。
易芝玲建言,我國應繼續保持3G-5G時代在國際標準組織中積淀的影響力,加大與ITU、3GPP等移動信息領域國際標準組織和平臺的緊密合作,全面提升在學術界、產業界的影響力,扎實做好技術標準儲備,為6G國際標準制定布好局。同時,以開放心態加強與歐盟和日韓在6G領域的合作,維護正常國際交流,全力推動6G朝著全球統一標準和生態的方向發展。