飛象原創(chuàng)(孫迎新/文)不得不承認,很多時候科學(xué)家非常具有政治敏感性。比如當(dāng)美國商務(wù)部剛剛對華為展開制裁的時候,中國工程院院士鄔賀銓就表示,從6G開始,美國已經(jīng)另搞一套標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟,試圖形成自己的6G標(biāo)準(zhǔn)并先入為主。
顯然鄔院士已經(jīng)看到,美國在5G技術(shù)上落后了,是干不過華為的,只有寄希望于6G。而下一代移動通信技術(shù),也就是6G,不僅僅是未來科技的制高點、智能時代的技術(shù)底座,更有可能成為中美在科技博弈中的里程碑與分水嶺。
那么,6G技術(shù)究竟擁有怎樣的魔力?中國在6G領(lǐng)域又取得哪些前沿的研究成果?
中國移動在3GPP的6G提案:引領(lǐng)全球通信新紀(jì)元
所幸中國在6G領(lǐng)域的研究是超前的,也是具有引領(lǐng)性的。
2024年9月12日,在澳大利亞墨爾本召開的3GPP業(yè)務(wù)與系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范組第105次全會上,中國移動提出了關(guān)于6G場景用例與需求研究的項目提案。這一提案得到了全球超過90家公司的支持,標(biāo)志著全球6G標(biāo)準(zhǔn)化工作正式進入實質(zhì)階段。中國移動在這一項目中擔(dān)任主報告人角色,這不僅展示了其在全球通信標(biāo)準(zhǔn)制定中的領(lǐng)導(dǎo)地位,也反映了其在推動新一代移動通信技術(shù)發(fā)展方面的積極努力。
中國移動的提案旨在探討和定義6G未來可能的應(yīng)用場景和需求,為后續(xù)的技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定提供基礎(chǔ)性的指導(dǎo)和參考。這一提案的通過,意味著中國移動在全球6G研究中扮演著引領(lǐng)者的角色,將協(xié)調(diào)管理6G標(biāo)準(zhǔn)制定的節(jié)奏,牽引技術(shù)討論的方向,主導(dǎo)形成有效的結(jié)論。
在提案中,中國移動強調(diào)了6G技術(shù)與應(yīng)用的深度融合。6G不僅僅是速度的提升,更是在時延、連接密度、頻譜效率等方面的全面突破。這些技術(shù)的進步將為智能制造、自動駕駛、遠程醫(yī)療、虛擬現(xiàn)實等應(yīng)用場景提供強大的支持,推動社會進入一個全面數(shù)字化、智能化的新時代。中國移動同時認為,移動通信與算力及AI的融合、通信和感知的融合、空天地一體化的組網(wǎng)、沉浸式通信將成為6G代表性的新能力。
接下來,讓我們跟隨中國移動的腳步,一起走近6G研究的最前沿。
6G的未來圖景:探索無限可能的應(yīng)用場景和需求
6G將支持一系列創(chuàng)新應(yīng)用,包括但不限于智能制造、全功能自動駕駛、精準(zhǔn)醫(yī)療、全息通信、智慧城市和數(shù)字孿生城市。這些應(yīng)用將推動社會經(jīng)濟的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,提高生產(chǎn)效率和生活質(zhì)量。中國移動認為,6G技術(shù)預(yù)計將在2030年左右商用,它將帶來一系列革命性的應(yīng)用場景和需求,極大地改變我們的生活和工作方式。
首先,6G技術(shù)將顯著提升機器人協(xié)作、無人機群以及各種人機實時交互操作的效率和可靠性。在智能制造領(lǐng)域,通過6G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)更精準(zhǔn)的控制和數(shù)據(jù)傳輸,從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。這不僅能夠減少人為錯誤,還能實現(xiàn)更加靈活和個性化的生產(chǎn)流程。
其次,6G將支持車輛之間的低時延高可靠通信,使自動駕駛汽車能夠更好地感知周圍環(huán)境并做出快速反應(yīng)。此外,6G還將促進天地一體全域物流網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,提高物流系統(tǒng)的智能化水平。這將為智能交通系統(tǒng)帶來新的變革,減少交通事故,提高道路使用效率。
第三,在精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域,6G將推動個性化“數(shù)字人”及遠程醫(yī)療手術(shù)的發(fā)展。通過高速率和低延遲的通信能力,醫(yī)生可以在遠程地點進行高精度的手術(shù)操作,并實時獲取患者的生命體征信息。這將使得優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源得以更廣泛地分配,提高醫(yī)療服務(wù)的可及性和質(zhì)量。
第四,6G將實現(xiàn)空天地海全覆蓋,催生出新的全息通信應(yīng)用場景。這包括文化、教育、醫(yī)療等領(lǐng)域的沉浸式體驗,用戶可以通過全息顯示技術(shù)獲得身臨其境的感覺。此外,6G還將支持虛擬現(xiàn)實(VR)和增強現(xiàn)實(AR)技術(shù)的發(fā)展,提供更加豐富的互動體驗。
第五,6G將驅(qū)動智慧城市和數(shù)字孿生城市的建設(shè)。通過泛在互聯(lián)和普惠智能,6G能夠?qū)崿F(xiàn)城市基礎(chǔ)設(shè)施的智能化管理和優(yōu)化,提升城市管理和服務(wù)水平。這將有助于解決城市化過程中的諸多挑戰(zhàn),如交通擁堵、環(huán)境污染、能源消耗等問題。
第六,6G將進一步擴展物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍,支持更多的設(shè)備連接和數(shù)據(jù)傳輸。這將有助于實現(xiàn)萬物互聯(lián)的目標(biāo),推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和綠色發(fā)展。例如,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,6G可以支持精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,通過實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析,提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量。
6G時代:移動通信與算力及AI的深度融合
6G時代不僅僅是通信技術(shù)的一次簡單升級,更是移動通信、算力和人工智能(AI)深度融合的開始。6G時代將見證通信技術(shù)、信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和控制技術(shù)的深度融合。這種融合將推動通信與感知、計算、控制的深度耦合,為用戶帶來更加智能和便捷的服務(wù)。6G網(wǎng)絡(luò)將采用原生AI架構(gòu),將AI計算、數(shù)據(jù)、算法和網(wǎng)絡(luò)連接在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層面進行深度整合,提供有QoS保證的AI服務(wù)。
首先,6G時代的到來,預(yù)示著通信技術(shù)、信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和控制技術(shù)的深度融合。這種融合不僅打破了傳統(tǒng)學(xué)科的界限,還推動了跨領(lǐng)域的創(chuàng)新。在這一過程中,通過整合內(nèi)部資源和外部合作,不斷探索通信技術(shù)與算力、AI的結(jié)合點,將有助于實現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)處理和更智能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
其次,在6G網(wǎng)絡(luò)中,通信不再僅僅是信息的傳遞,更是感知、計算和控制的深度耦合。中國移動在6G研究中,特別強調(diào)了這一點。通過引入先進的感知技術(shù),6G網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崟r收集和處理大量數(shù)據(jù),結(jié)合AI的智能分析能力,為用戶帶來更加個性化和智能化的服務(wù)體驗。
第三,6G的重點發(fā)展之一是移動通信與算力、AI的融合,以及空天地一體化網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和沉浸式通信等新能力的構(gòu)建。在這一領(lǐng)域,我們將不僅僅關(guān)注于提升網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo),更應(yīng)該著眼于如何通過融合算力和AI,構(gòu)建一個更加智能和自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
第四,6G將進一步深化AI在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用范圍,探索如大模型服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等新模式。中國移動在6G研究中,正致力于將AI技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的各個層面,從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化到故障預(yù)測和處理,全面提升網(wǎng)絡(luò)的智能化水平。
第五,6G網(wǎng)絡(luò)將協(xié)調(diào)邊緣和云端的計算資源,以滿足各種AI服務(wù)的計算性能要求。通過在網(wǎng)絡(luò)邊緣部署計算資源,可以顯著降低延遲,提高服務(wù)的響應(yīng)速度。此外,6G將采用原生AI架構(gòu),將AI計算、數(shù)據(jù)、算法和網(wǎng)絡(luò)連接在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層面進行深度整合,旨在通過原生AI架構(gòu),提供有QoS保證的AI服務(wù),確保用戶能夠享受到穩(wěn)定、高效的智能服務(wù)。
通信與感知的融合新紀(jì)元:6G的創(chuàng)新路徑
在通信技術(shù)的發(fā)展歷程中,每一次的革新都不僅僅是速度的提升,更是對人類生活方式的一次深刻變革。隨著6G時代的到來,我們正站在一個全新的起點上,見證著通信與感知技術(shù)的深度融合。6G將實現(xiàn)通信、感知和計算功能的一體化,這種一體化技術(shù)能夠同時完成高數(shù)據(jù)速率傳輸和目標(biāo)定位、測距、跟蹤、成像等感知功能。AI技術(shù)的應(yīng)用將增強通信系統(tǒng)的感知能力,例如,AI-Agent服務(wù)可以在通信的同時提供無線感知服務(wù)。
首先,6G時代的通信與感知融合,開始將體現(xiàn)在通感算一體化技術(shù)上的突破。這種技術(shù)將通信、感知和計算功能高度集成,使得網(wǎng)絡(luò)不僅能夠進行高速數(shù)據(jù)傳輸,還能實現(xiàn)目標(biāo)定位、測距、跟蹤、成像等感知功能。中國移動在這一領(lǐng)域的研究,正推動著通信網(wǎng)絡(luò)向一個更加智能和多功能的方向發(fā)展。
其次,在6G網(wǎng)絡(luò)中,多源信息的高效處理是實現(xiàn)通信與感知融合的關(guān)鍵。中國移動正致力于開發(fā)先進的數(shù)據(jù)處理技術(shù),以應(yīng)對來自不同傳感器和設(shè)備的海量數(shù)據(jù)。通過智能化的數(shù)據(jù)處理和資源管理,6G網(wǎng)絡(luò)將能夠支持更加復(fù)雜的應(yīng)用場景,如智能交通系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測等。
第三,為了實現(xiàn)通信和感知的融合,6G網(wǎng)絡(luò)需要對無線空口以及整個系統(tǒng)架構(gòu)進行全面的創(chuàng)新。這一領(lǐng)域的研究包括新的波形設(shè)計、硬件平臺搭建等,都是為了提高網(wǎng)絡(luò)的頻譜利用率和數(shù)據(jù)傳輸速度,為通信和感知的融合提供基礎(chǔ)保障。
第四,AI技術(shù)在6G中的應(yīng)用,是實現(xiàn)通信與感知融合的另一個重要方面。中國移動正探索如何將AI技術(shù)應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò),以提高網(wǎng)絡(luò)的智能化水平和感知能力。例如,通過AI技術(shù),網(wǎng)絡(luò)能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測和響應(yīng)用戶需求,提供更加個性化的服務(wù)。
第五,6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計強調(diào)物理世界與數(shù)字世界的虛實映射和交互,構(gòu)建平行的物理和數(shù)字網(wǎng)絡(luò),形成虛實融合的管理手段。中國移動在數(shù)字孿生技術(shù)的研究中,正致力于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的虛擬化和智能化,以支持更加復(fù)雜和動態(tài)的應(yīng)用場景。
第六,6G時代的通信與感知融合,還需要一個更加靈活和高效的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。通過構(gòu)建分布式自治網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),可以支持更靈活的網(wǎng)絡(luò)管理和控制。這種架構(gòu)能夠根據(jù)實際需求動態(tài)調(diào)整資源和服務(wù),提高網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)速度和服務(wù)質(zhì)量。此外,高頻譜利用與大規(guī)模天線系統(tǒng)(Massive MIMO)也是6G技術(shù)的重要組成部分。這些技術(shù)提高了頻譜的再利用率和數(shù)據(jù)傳輸速度,為通信和感知的融合提供了基礎(chǔ)保障。
6G時代的空中交響樂:空天地一體化組網(wǎng)的實現(xiàn)
6G時代,空天地一體化組網(wǎng)將成為最新潮流,將天空、地面、海洋的通信網(wǎng)絡(luò)無縫融合,構(gòu)建一個全球覆蓋、無所不在的智能網(wǎng)絡(luò)。6G網(wǎng)絡(luò)將地面移動通信、衛(wèi)星通信和空中飛行器等多種設(shè)備深度融合,構(gòu)建統(tǒng)一的服務(wù)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的無縫覆蓋。通過低地球軌道(LEO)超密集地面衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),6G將優(yōu)化星座配置,提高效率,實現(xiàn)更廣泛的覆蓋和更高效的通信。
首先,空天地一體化組網(wǎng)的核心愿景是實現(xiàn)全球無縫覆蓋,無論用戶身處何方,都能享受到高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。中國移動在6G研究中,正通過整合地面網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和空中網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建一個立體化的通信網(wǎng)絡(luò),確保信息在全球范圍內(nèi)自由流動。
其次,為了實現(xiàn)空天地一體化,中國移動正積極探索低軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)(LEO)的建設(shè)。通過部署大量低軌道衛(wèi)星,構(gòu)建一個超密集的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),可以顯著提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和通信質(zhì)量。這種網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),將使得偏遠地區(qū)、海洋和空中的通信成為可能,真正實現(xiàn)全球無死角的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。
第三,空天地一體化組網(wǎng)需要一個統(tǒng)一的空口機制,以確保不同網(wǎng)絡(luò)之間的無縫切換和高效協(xié)同。中國移動在6G研究中,正致力于定義統(tǒng)一的空口機制,包括波形設(shè)計、調(diào)制解調(diào)技術(shù)、多址接入技術(shù)等,以支持星間鏈路和星地協(xié)作傳輸,提升接入性能和立體覆蓋水平。
第四,在空天地一體化的網(wǎng)絡(luò)中,資源管理是一個巨大的挑戰(zhàn)。中國移動正利用人工智能技術(shù),實現(xiàn)跨域異構(gòu)資源的智能管理和彈性高效動態(tài)路由。通過AI技術(shù),網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)實時數(shù)據(jù)和用戶需求,動態(tài)調(diào)整資源分配,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能,提高用戶體驗。
第五,空天地一體化組網(wǎng)不僅是技術(shù)問題,更是全球合作的問題。中國移動正積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定,推動全球統(tǒng)一的6G標(biāo)準(zhǔn)。通過與全球合作伙伴的共同努力,中國移動希望構(gòu)建一個開放、合作、共贏的全球6G生態(tài)系統(tǒng)。
第六,空天地一體化組網(wǎng)將為各種應(yīng)用場景提供強大的支持。無論是智能交通、遠程醫(yī)療、災(zāi)害救援,還是海洋探索、航空通信,6G網(wǎng)絡(luò)都能夠提供所需的高速、低延遲、高可靠性的通信服務(wù)。這將極大地拓展通信技術(shù)的應(yīng)用范圍,推動社會經(jīng)濟的全面發(fā)展。
6G時代的沉浸式通信:開啟感知新紀(jì)元
6G時代,沉浸式通信將成為代表性的新能力,它將徹底改變我們與世界的互動方式。6G將結(jié)合VR、AR和MR等多種技術(shù),提供身臨其境的體驗。這種多維互動場景不僅能夠豐富用戶的感官體驗,還能通過高性能傳輸和多模式交互技術(shù),使用戶獲得更真實的互動效果。沉浸式通信將在娛樂、教育、醫(yī)療等多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,提供高質(zhì)量的顯示場景和高互動度的體驗,增強觀影和學(xué)習(xí)體驗。
首先,沉浸式通信的實現(xiàn),依賴于技術(shù)的深度融合與擴展。6G技術(shù)將結(jié)合虛擬現(xiàn)實(VR)、增強現(xiàn)實(AR)和混合現(xiàn)實(MR)等多種技術(shù),提供身臨其境的體驗。這種多維互動場景不僅能夠豐富用戶的感官體驗,還能通過高性能傳輸和多模式交互技術(shù),使用戶獲得更真實的互動效果。
其次,隨著高分辨率3D顯示終端設(shè)備的發(fā)展,在6G通信網(wǎng)絡(luò)的支持下,“數(shù)字孿生+AI+全息顯示”的全息通信將成為可能。這將廣泛應(yīng)用于文化、教育、醫(yī)療等領(lǐng)域,打破時空限制,實現(xiàn)具身交互和遠程面對面交流,從而提升生產(chǎn)生活效率。
第三,6G將支持完全沉浸式交互場景,滿足人類在多重感官甚至情感和意識層面的聯(lián)通交互需求。這意味著不僅傳統(tǒng)通信能力得到提升,還助力實現(xiàn)物理實體的數(shù)字化和智能化。這種精確的空間互動,將使得遠程協(xié)作、在線教育、虛擬旅游等應(yīng)用場景變得更加真實和可行。
第四,6G的目標(biāo)關(guān)鍵性能指標(biāo)包括每個設(shè)備1百萬兆比特/秒的峰值數(shù)據(jù)速率、1毫秒的端到端延遲和1千萬兆赫的最高頻率范圍。這些高性能指標(biāo)為沉浸式通信提供了堅實的基礎(chǔ),確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚俾屎偷脱舆t,滿足沉浸式體驗對網(wǎng)絡(luò)的苛刻要求。
第五,沉浸式通信將在娛樂、教育、醫(yī)療等多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。例如,家庭XR娛樂可以通過高質(zhì)量和高互動度的顯示場景,提供豐富的娛樂項目,并通過多個渠道與設(shè)備進行交互,增強觀影體驗。在教育領(lǐng)域,沉浸式通信可以提供更加生動的教學(xué)環(huán)境,提高學(xué)習(xí)效率和興趣。
第六,新型XR終端需要滿足輕質(zhì)、高分辨率/高刷新率顯示、高保真/3D定位音頻及真實觸感反饋等要求。這些終端設(shè)備的進步將進一步推動沉浸式通信的發(fā)展,使得用戶能夠更加自然和舒適地沉浸在虛擬世界中。
6G時代:我們將擁有怎樣的智能未來
中國工程院院士鄔賀銓指出,隨著人工智能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的加速,6G將催生多個萬億元規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。他同時提到,6G的應(yīng)用場景不僅限于地面,還將擴展到衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和低空無人機等領(lǐng)域,未來可以服務(wù)于更多實體經(jīng)濟,推動數(shù)字孿生、智能機器人等技術(shù)的發(fā)展。
我們可以看到,在6G世界里,通信技術(shù)將不再局限于人與人之間的連接,而是擴展到人與物、物與物之間更為廣闊的無縫溝通。6G將支持更廣泛的應(yīng)用場景,如全息通信、遠程醫(yī)療手術(shù)、自動駕駛等,這些應(yīng)用將極大地改變我們的生活方式和工作模式。
在性能上,6G將實現(xiàn)比5G更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、更低的延遲和更廣泛的連接能力。這些性能的提升將為虛擬現(xiàn)實(VR)、增強現(xiàn)實(AR)和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等各種新興技術(shù)提供支持,成為未來智能時代最堅實的技術(shù)底座。
我們相信,6G技術(shù)的發(fā)展將帶來一個全新的世界,一個充滿無限可能的未來。