站在5G技術(shù)迅速普及的當(dāng)下，你是否也開始暢想6G時代的“奇幻”生活？在5G向B5G（超5代移動通信）、6G發(fā)展的過程中，還有多遠(yuǎn)的路要走？今年以來，關(guān)于6G的消息不斷：ITU（國際電信聯(lián)盟）發(fā)布了6G研究時間表，第三代合作伙伴計劃（3GPP）預(yù)計2025年左右啟動6G標(biāo)準(zhǔn)研制，芬蘭奧盧大學(xué)成立6G Flagship（旗艦）組，韓國三星、中國紫金山實驗室相繼發(fā)布6G研究白皮書……在各方力圖在6G領(lǐng)域加快布局的同時，業(yè)內(nèi)人士指出，干好5G，迎接6G，是現(xiàn)階段整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)力方向，實現(xiàn)6G重塑世界的愿景，需要推動6G理念的進一步完善和落地。
干好5G，迎接6G
4G改變生活，5G改變社會，6G到底改變什么？
“有人說叫改變世界，也有人說叫改變一切能改變的、改變更大的可能性?！敝袊苿油ㄐ偶瘓F有限公司黨組成員、副總經(jīng)理高同慶說，6G給人們帶來了充分的想象空間，比如關(guān)于6G應(yīng)用的暢想，便有孿生體域網(wǎng)、超能交通、通感互聯(lián)網(wǎng)、全息通信等。
高同慶拿孿生體域網(wǎng)舉例：5G主要實現(xiàn)人體的健康檢測和疾病的初級預(yù)防，6G再往前走一步，通過對現(xiàn)實世界人體的數(shù)字重構(gòu)，實現(xiàn)人體生命體征全方位精準(zhǔn)監(jiān)測、靶向治療、病理研究和重疾風(fēng)險預(yù)測等，為人類健康生活提供保障。他還特別指出，“超能交通”有別于“智能交通”，將來6G所帶來的將不限于當(dāng)前交通模態(tài)下的智慧演進，而是“超乎想象”的。
7月14日三星發(fā)布的《下一代超連接體驗》白皮書也展望，在6G技術(shù)的支持下，真正沉浸式的擴展現(xiàn)實體驗（XR）將成為可能，移動設(shè)備將可以投射出高保真的全息圖像，而數(shù)字孿生（digital replica）技術(shù)的瓶頸也將被消除。相比較于AR/VR，XR又將是一種怎樣的體驗？視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺乃至情感將通過高保真XR充分被調(diào)動，用戶將不再受到時間和地點的限制，以“我”為中心享受虛擬教育、虛擬旅游、虛擬運動、虛擬繪畫、虛擬演唱會等完全沉浸式的全息體驗……
“6G的服務(wù)對象將從物理世界的人、機、物拓展至虛擬世界的‘境’，通過物理世界和虛擬世界的連接，實現(xiàn)人—機—物—境的協(xié)作，滿足人類精神和物質(zhì)的全方位需求?！辟惖现菐鞜o線電管理研究所編寫的《6G概念及愿景白皮書》則描畫出這樣一個更“科幻”的世界，在人—機—物—境完美協(xié)作的基礎(chǔ)上，來探索新的應(yīng)用場景、新的業(yè)務(wù)形態(tài)和新的商業(yè)模式。
“人們希望6G能夠在2030年實現(xiàn)重塑世界、達(dá)到更加美好的生活愿望，但是有一個觀點，干好5G，迎接6G，這才是現(xiàn)階段整個產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)該做的事?！备咄瑧c說，要實現(xiàn)6G重塑世界，一方面仰望星空是一件非常美好的事情，一方面也要把腳踩在地上，推動6G的理念進一步地完善和落地。他認(rèn)為，6G創(chuàng)新突破需要用好三個公式，求極限、求交集、求并集，要實現(xiàn)不僅僅是某一個領(lǐng)域的突破，而是實現(xiàn)一個全學(xué)科的6G，“6G將會推動全學(xué)科，包括基礎(chǔ)理論的重大變革?！?/p>
移動通信發(fā)展有著“使用一代、建設(shè)一代、研發(fā)一代”的規(guī)律，現(xiàn)在布局6G研究，將會挖掘出一些先進技術(shù)應(yīng)用在5G演進系統(tǒng)，對5G向B5G、6G發(fā)展具有重要意義。
“我們在兩年多前就已開始布局6G研發(fā)，目前已經(jīng)有一支150人左右的隊伍，是專職隊伍，不包含學(xué)生，來從事6G方面的研究。”紫金山實驗室首席科學(xué)家、東南大學(xué)移動通信國家重點實驗室主任尤肖虎教授說。
近日，紫金山實驗室集中發(fā)布多項成果，其中包括聯(lián)合多家單位構(gòu)建的全球首個數(shù)據(jù)驅(qū)動的B5G網(wǎng)絡(luò)智能開放平臺。相較于5G，該成果在高清視頻傳輸、無人機通信、機器人通信等典型應(yīng)用場景中能夠顯著提升傳輸速率、擴大容量、降低時延等性能。該平臺開放可編程，正向6G持續(xù)演進，將為B5G、6G發(fā)展提供重要的基礎(chǔ)支撐。
融合“一星多網(wǎng)”，實現(xiàn)“天地耦合”
6G已成為世界各先進國家與經(jīng)濟體投入巨資和人力展開先期研發(fā)的熱點。紫金山實驗室積極承擔(dān)6G研究的戰(zhàn)略任務(wù)，并聯(lián)合國際國內(nèi)24家科研單位，于近期發(fā)布《6G無線網(wǎng)絡(luò)：愿景、使能技術(shù)與新應(yīng)用范式》白皮書。
“什么是6G？我們在白皮書上給出了自己的一些理解。我們認(rèn)為，6G將在5G的基礎(chǔ)上進一步拓展、拓深移動互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，并且拓展移動物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用邊界和范疇，它的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)和能力將得到大幅的提升?！庇刃せ⑴e例，6G的連接力度，傳輸時延將會有18倍量級的提升，更為重要的是，它將實現(xiàn)衛(wèi)星和地面移動設(shè)備的融合，能夠把現(xiàn)有的移動通信覆蓋范圍從20%不到拓展到80%、90%，甚至更多。“概括起來，我們將會有4大新的應(yīng)用范式，也就是全覆蓋、全頻譜、全應(yīng)用、強安全。”
尤肖虎進一步解釋，所謂全覆蓋，就是天空一體融合，6G無線通信網(wǎng)絡(luò)將不僅僅局限于陸地?zé)o線通信網(wǎng)絡(luò)，需要通過衛(wèi)星、無人機（UAV）等非陸地網(wǎng)絡(luò)作為有效補充，構(gòu)建空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)；全頻譜，是指全頻譜資源將被充分挖掘用來進一步提升數(shù)據(jù)傳輸速率和連接數(shù)密度，包括sub-6GHz、毫米波、太赫茲、光頻段；全應(yīng)用，則是指6G將支撐各行各業(yè)的應(yīng)用，由于超異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、多種通信場景、大量天線單元、大帶寬、新的服務(wù)需求的出現(xiàn)將產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，6G將借助人工智能與大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)一系列智能化應(yīng)用；強安全被放在一個突出的位置，尤肖虎強調(diào)，網(wǎng)絡(luò)安全在建設(shè)6G網(wǎng)絡(luò)之初就要被考慮在內(nèi)并加強。
“現(xiàn)在中國進入5G時代，5G運用在地球陸地上，大部分又作用于陸地上的城市中，所以5G通信最終的效果是體現(xiàn)在對地球6%左右的土地上的公益活動、教學(xué)活動、人工智能物聯(lián)網(wǎng)的活動……這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的?！敝袊茖W(xué)院院士、中國工程院院士李德仁認(rèn)為，要努力把5G發(fā)展成6G，覆蓋到地球的陸?？仗?，地面的5G網(wǎng)要和天上的高軌、中軌、低軌衛(wèi)星通信網(wǎng)連在一起。
在5G向6G發(fā)展的過程中，通信、導(dǎo)航、遙感衛(wèi)星的一體化集成已成為一個重要議題。李德仁說，目前我國的衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)射到北斗三代，總共45個衛(wèi)星在太空中，這能給全球任何一個地方的人提供實時位置、軌跡導(dǎo)航和時間標(biāo)準(zhǔn)；遙感方面，我國用一個重大專項500個億的研究跟北斗（衛(wèi)星項目）同步進行，完成了中國的衛(wèi)星對地球的觀測，也達(dá)到了世界最好的水平。“各領(lǐng)域的專家應(yīng)聯(lián)合在一起，實現(xiàn)通信、導(dǎo)航、遙感衛(wèi)星一體化，探討如何把天上的‘一星多網(wǎng)’融合，實現(xiàn)‘天地耦合’?！?/p>
占領(lǐng)6G制高點，需攻破核心技術(shù)
科技進步之所以值得期待，是因為它總能給予人們無限可能的未來。但是，從1G開始，每一代移動通信技術(shù)的發(fā)展都要依托前一代核心技術(shù)的演進，因此打好5G“地基”，才能建設(shè)好6G“大樓”。
我國5G研究布局較早、投入較大，已位于世界“第一梯隊”，這為6G研究打下了堅實的基礎(chǔ)。去年11月份，我國科技部就已經(jīng)啟動了6G的專項研發(fā)，美國、歐盟、日本、韓國在6G方面也已經(jīng)起步。未來誰先占領(lǐng)6G網(wǎng)絡(luò)的制高點，誰就能率先開啟萬物互聯(lián)的新時代。
“今年2月，ITU（國際電信聯(lián)盟）發(fā)布了6G研究時間表，今后三年全球?qū)⒃?G的發(fā)展愿景和關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)方面達(dá)成統(tǒng)一?！庇刃せ⒄f，借助東南大學(xué)在器件方面的優(yōu)勢以及毫米波國家重點實驗室，希望補齊毫米波方面的一些短板，目前，紫金山實驗室在毫米波芯片以及大規(guī)模相控陣方面的研究已取得了一定的進展。此外，還有一項成果是貝葉斯芯片（貝葉斯處理器），“我們發(fā)現(xiàn)到了5G和6G，基站處理變得越來越困難，我們有白盒化，但是成本非常高?！庇刃せ⒄f，團隊通過研究發(fā)現(xiàn)，無論是5G還是6G，實際上它的關(guān)鍵信號處理問題都是滿足貝葉斯模型的，“我們發(fā)現(xiàn)80%、90%的信號可以通過貝葉斯進行實現(xiàn)，它的應(yīng)用范圍可以非常寬?！?/p>
三星《下一代超連接體驗》白皮書預(yù)測，2025年將啟動6G技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，2028年投入商用，2030年正式提供服務(wù)，但想要充分發(fā)揮6G網(wǎng)絡(luò)的性能，還需要克服諸多問題，比如如何突破移動設(shè)備現(xiàn)有計算能力的限制、用戶數(shù)據(jù)的安全和隱私如何保障等，并提出，人工智能（AI）應(yīng)在6G技術(shù)開發(fā)的初始階段就進行介入，要實現(xiàn)6G網(wǎng)絡(luò)中“無處不AI”，具體包括：服務(wù)器、核心網(wǎng)各自AI以及兩者聯(lián)合AI，基站、終端各自AI以及兩者聯(lián)合AI，服務(wù)器、核心網(wǎng)、基站、終端的端到端AI，這種“綜合AI”將可以大幅加快解決技術(shù)問題和推進技術(shù)發(fā)展的速度。
紫金山實驗室發(fā)布的6G研究白皮書則認(rèn)為，為了滿足2030年及之后的未來網(wǎng)絡(luò)需求，6G無線通信網(wǎng)絡(luò)將依賴于新的使能技術(shù)，如新穎的空口與傳輸技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)至關(guān)重要，包括波形設(shè)計、多址接入、信道編碼、多天線技術(shù)、軟件定義網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化以及云/霧/邊緣計算等。
“我們近三年的總體任務(wù)，就是‘211’，即‘兩芯一網(wǎng)一星’。一是在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架方面引入了一個無蜂窩的構(gòu)架，毫米波芯片非對稱的構(gòu)架，另外就是關(guān)于太赫茲可見光，即組網(wǎng)的問題?！闭劶白辖鹕綄嶒炇以?G研發(fā)上的規(guī)劃，尤肖虎如是說。