中國(guó)移動(dòng)易芝玲:我國(guó)6G潛在關(guān)鍵技術(shù)布局已逐步體系化

C114通信網(wǎng)
日前,全球6G技術(shù)大會(huì)程序委員會(huì)主席、未來(lái)移動(dòng)通信論壇5G/6G SIG工作組主席、中國(guó)移動(dòng)研究院首席科學(xué)家易芝玲表示,未來(lái)3-5年將成為6G潛在關(guān)鍵技術(shù)的窗口期,是搶占通信領(lǐng)域技術(shù)制高點(diǎn)和培育產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的關(guān)鍵。

隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)加快推進(jìn),相關(guān)應(yīng)用開(kāi)始遍地開(kāi)花,深入到千行百業(yè)。按照移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)“使用一代,建設(shè)一代,研發(fā)一代”的發(fā)展節(jié)奏,業(yè)界普遍預(yù)測(cè)6G將在2030年左右商用。

當(dāng)前,面向6G的技術(shù)研發(fā)正處于探索階段,國(guó)際電聯(lián)(ITU)正在開(kāi)展6G技術(shù)趨勢(shì)和6G愿景的研究,預(yù)計(jì)將分別在2022年6月和2023年6月完成。6G技術(shù)性能需求和評(píng)估方法研究將在2024年至2027年期間完成,并將在WRC23會(huì)上討論6G候選頻譜,2025年前后進(jìn)入3GPP國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定階段,預(yù)計(jì)2030年完成標(biāo)準(zhǔn)制定與評(píng)估。

日前,全球6G技術(shù)大會(huì)程序委員會(huì)主席、未來(lái)移動(dòng)通信論壇5G/6G SIG工作組主席、中國(guó)移動(dòng)研究院首席科學(xué)家易芝玲表示,未來(lái)3-5年將成為6G潛在關(guān)鍵技術(shù)的窗口期,是搶占通信領(lǐng)域技術(shù)制高點(diǎn)和培育產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的關(guān)鍵。

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技術(shù)觀點(diǎn):從“百家爭(zhēng)鳴”收斂為六大特征

易芝玲介紹,早期,國(guó)內(nèi)外對(duì)于6G技術(shù)觀點(diǎn)眾說(shuō)紛紜,甚至還存在一些片面認(rèn)識(shí),如6G是太赫茲技術(shù)、6G是衛(wèi)星通信、6G是5G+AI、6G是語(yǔ)義通信等,業(yè)界的觀點(diǎn)也是百家爭(zhēng)鳴,十分發(fā)散。

2021年,IMT-2030(6G)推進(jìn)組陸續(xù)發(fā)布《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)》、《6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)愿景與關(guān)鍵技術(shù)展望》、《6G網(wǎng)絡(luò)安全愿景技術(shù)研究報(bào)告》等系列白皮書(shū)。雖然當(dāng)前針對(duì)6G的能力需求以及底層核心技術(shù)仍處于探索階段,但綜合業(yè)界主流觀點(diǎn),已初步形成六大技術(shù)特征。

一是能力極致的無(wú)線接入。通過(guò)分布式MIMO、智能超表面、非正交多址接入、感知通信計(jì)算一體化等技術(shù)手段,打造更極致的無(wú)線接入能力體系。

二是分布智簡(jiǎn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。6G將是分布式自治、至簡(jiǎn)、智能、端到端全服務(wù)化的網(wǎng)絡(luò),關(guān)鍵技術(shù)包括分布式自治網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、至簡(jiǎn)統(tǒng)一協(xié)議體系、端到端服務(wù)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

三是立體全域的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。6G將以陸地為主,衛(wèi)星為輔的方式全球覆蓋,通過(guò)星地深度融合,統(tǒng)一空口體制與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì),構(gòu)建三維立體網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)低成本全球全域網(wǎng)絡(luò)泛在覆蓋,從而為用戶(hù)提供無(wú)感知的一致性服務(wù)。

四是觸手可及的AI能力。6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將按需提供AI能力,支持AI與通信一體化設(shè)計(jì)、內(nèi)生AI網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等,將AI、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、云計(jì)算、感知等新技術(shù)全面滲透到未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、部署與運(yùn)維中。

五是內(nèi)生可信的安全。6G網(wǎng)絡(luò)將實(shí)時(shí)監(jiān)控其安全狀態(tài),通過(guò)攻擊防御與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)相結(jié)合,精準(zhǔn)部署安全功能,優(yōu)化安全策略,實(shí)現(xiàn)主動(dòng)免疫、縱深安全的防御機(jī)制。

六是孿生自治的運(yùn)營(yíng)。通過(guò)數(shù)字孿生,實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體和用戶(hù)服務(wù)的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、軌跡預(yù)測(cè)、故障預(yù)判等,并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自我演進(jìn)。

易芝玲進(jìn)一步介紹,目前我國(guó)6G潛在關(guān)鍵技術(shù)布局已逐步體系化,并在部分領(lǐng)域積累了一定優(yōu)勢(shì)。其中,

?大規(guī)模天線技術(shù)是提升移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸效率的核心技術(shù),4G/5G時(shí)代中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合國(guó)內(nèi)企業(yè)共同研發(fā),突破關(guān)鍵技術(shù)難題,應(yīng)用至5G基站后其性能、功耗、重量顯著優(yōu)于國(guó)外廠家,實(shí)現(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)品全面領(lǐng)先,該優(yōu)勢(shì)積累在6G分布式MIMO技術(shù)中有望繼續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用。

?分布智簡(jiǎn)架構(gòu)方面,我國(guó)企業(yè)主導(dǎo)了5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究,并在5G商用中積累了豐富經(jīng)驗(yàn),目前中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)提出面向6G的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和指標(biāo)體系,在業(yè)界產(chǎn)生較大反響。

?AI與通信一體化設(shè)計(jì)方面,中國(guó)移動(dòng)等企業(yè)已經(jīng)在5G網(wǎng)絡(luò)中實(shí)踐AI和大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)智能化轉(zhuǎn)型,圍繞網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、智慧服務(wù)、能效管理等領(lǐng)域開(kāi)展20余項(xiàng)應(yīng)用探索,目前正在面向6G布局研究更為體系化的智能化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和新型算法。

?感知與通信計(jì)算一體化是我國(guó)重點(diǎn)布局的方向之一,我國(guó)高校、企業(yè)已經(jīng)較早投入研究,在關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)品解決方案、驗(yàn)證系統(tǒng)等方面取得重要進(jìn)展。

?智能超表面技術(shù)有望提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量、容量,是6G的重要研究方向之一,國(guó)內(nèi)高校的研究和國(guó)外基本同步,創(chuàng)新提出的“基于電磁超材料的信息調(diào)制發(fā)射機(jī)”,實(shí)現(xiàn)了該技術(shù)方向的重大突破,已經(jīng)在軍事和民用領(lǐng)域落地應(yīng)用。

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產(chǎn)業(yè)賦能:為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供泛在連接

5G的價(jià)值在于應(yīng)用,而且相比前幾代技術(shù),5G從C端個(gè)人市場(chǎng)全面向B端行業(yè)市場(chǎng)滲透。其大帶寬低時(shí)延高可靠的綜合能力,為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

易芝玲指出,隨著制造業(yè)信息化程度的不斷提升,工業(yè)設(shè)備與終端形態(tài)更加豐富,能力不斷升級(jí),在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流等不同環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出無(wú)人化與數(shù)字孿生的新趨勢(shì),亟需6G提供智能人機(jī)交互、智能體交互和虛實(shí)系統(tǒng)交互能力,實(shí)現(xiàn)以工業(yè)機(jī)器人為基礎(chǔ)的無(wú)人化制造。以無(wú)人車(chē)和無(wú)人機(jī)為基礎(chǔ)的無(wú)人化物流,以數(shù)字孿生車(chē)間為新形態(tài)的設(shè)計(jì)、制造和檢修體系,以沉浸式交互為主的遠(yuǎn)程作業(yè)和質(zhì)檢等諸多新業(yè)態(tài)……這些工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新愿景,均需要6G與制造業(yè)同步設(shè)計(jì),產(chǎn)業(yè)成熟度對(duì)齊,跨領(lǐng)域知識(shí)融合,以嵌入式分布式智能為立足點(diǎn),實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的再升級(jí)。

與此同時(shí),為了應(yīng)對(duì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的信息處理需求壓力,6G需要構(gòu)建更加強(qiáng)大的端到端信息處理能力,成為通信網(wǎng)絡(luò)、感知網(wǎng)絡(luò)、算力網(wǎng)絡(luò)融合的智能網(wǎng)絡(luò)。6G通信能力也要更加強(qiáng)大,全球覆蓋,速率更高,為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供泛在連接,毫米波、太赫茲、可見(jiàn)光通信和低軌衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)迎來(lái)機(jī)遇。

不僅如此,6G還將具備內(nèi)生計(jì)算能力,成為國(guó)家算力基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供泛在計(jì)算,國(guó)產(chǎn)化通用計(jì)算、專(zhuān)用計(jì)算、先進(jìn)計(jì)算和類(lèi)腦計(jì)算等產(chǎn)業(yè)將蓬勃發(fā)展;因?yàn)榫邆鋬?nèi)生感知能力,6G成為數(shù)字世界與物理世界的橋梁,小型化雷達(dá)和傳感器產(chǎn)業(yè)空間將持續(xù)增長(zhǎng);6G與人工智能產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展,推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)智能化,加速智能化應(yīng)用發(fā)展,AI芯片、算法與學(xué)習(xí)框架將迎來(lái)新一波增長(zhǎng);6G與公共基礎(chǔ)設(shè)施與行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施融合發(fā)展,成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的信息基礎(chǔ)設(shè)施。

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美好愿景:萬(wàn)物智聯(lián),數(shù)字孿生

《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)白皮書(shū)》指出,6G將在5G基礎(chǔ)上從服務(wù)于人、人與物,進(jìn)一步拓展到支撐智能體的高效互聯(lián),實(shí)現(xiàn)由萬(wàn)物互聯(lián)到萬(wàn)物智聯(lián)的躍遷,最終助力人類(lèi)社會(huì)實(shí)現(xiàn)“萬(wàn)物智聯(lián)、數(shù)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(huì)發(fā)生翻天覆地的變化。全息通信將廣泛應(yīng)用于文化娛樂(lè)、醫(yī)療健康、教育、社會(huì)生產(chǎn)等眾多領(lǐng)域,使人們不受時(shí)間、空間的限制,打通虛擬場(chǎng)景與真實(shí)場(chǎng)景的界限,使用戶(hù)享受到身臨其境般的極致沉浸感體驗(yàn)。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(guò)全息式交互方式設(shè)計(jì)新型武器,以及《王牌特工》里使用的全息會(huì)議等。

“數(shù)字孿生人”將通過(guò)數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)人的數(shù)字化,可預(yù)測(cè)人的身體運(yùn)行狀況和可能發(fā)生的亞健康狀態(tài)。在這些狀態(tài)發(fā)生前,在虛擬空間里形成治療手段和措施,并且在“數(shù)字人”身上進(jìn)行早期驗(yàn)證。確定可行之后,再在物理人身上實(shí)施,實(shí)現(xiàn)醫(yī)療健康服務(wù)由“以治療為主”向“以預(yù)防為主”的轉(zhuǎn)化,為人類(lèi)健康生活提供保障,有望解決現(xiàn)在社會(huì)面臨的就醫(yī)難問(wèn)題。

交通方面,全自動(dòng)無(wú)人駕駛將大行其道,進(jìn)一步模糊移動(dòng)辦公、家庭互聯(lián)、娛樂(lè)生活之間的差異,開(kāi)啟人類(lèi)的互聯(lián)美好生活。通過(guò)有序運(yùn)作“海-陸-空-太空”多模態(tài)交通工具,人們將真正享受到按需定制的立體交通服務(wù)。新型特制基站同時(shí)覆蓋各空間維度的用戶(hù)、城市上空無(wú)人機(jī)等,6G將利用無(wú)線通信信號(hào)提供實(shí)時(shí)感知功能,獲取環(huán)境的實(shí)際信息,生成超高分辨率的圖像,在完成環(huán)境重構(gòu)的同時(shí),實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的定位精度,為人類(lèi)塑造可信安全的交通環(huán)境。

這些愿景依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò)與終端感知與通信能力的提升,通信感知一體化技術(shù)將是關(guān)鍵,可以通過(guò)共享頻譜、共享硬件,在實(shí)現(xiàn)帶寬通信的同時(shí),實(shí)現(xiàn)泛在感知。

“甚至在太空也可以和地球?qū)崟r(shí)互動(dòng),”易芝玲說(shuō),“未來(lái)的‘天宮課堂’將不僅是‘太空教師’單方面授課,還會(huì)實(shí)現(xiàn)多人遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)全息交互,地球上的學(xué)生們可以隨時(shí)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(yàn)宇航員們的生存環(huán)境和生活方式,甚至與遠(yuǎn)隔千里的宇航員們擁抱和握手。”基于數(shù)字孿生技術(shù),還可以實(shí)現(xiàn)教育方式的個(gè)性化和教育手段的智慧化,結(jié)合每個(gè)區(qū)域個(gè)體的特點(diǎn)和差異,實(shí)現(xiàn)智能化因材施教。

易芝玲指出,當(dāng)前,各個(gè)國(guó)家都在加速研發(fā)6G移動(dòng)通信技術(shù),尤其美國(guó)高度重視6G研發(fā),明確表示與中國(guó)競(jìng)爭(zhēng),其N(xiāo)ext G聯(lián)盟禁止中國(guó)公司加入,6G能否形成類(lèi)似5G的全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),目前依然存在不確定性。

易芝玲建言,我國(guó)應(yīng)繼續(xù)保持3G-5G時(shí)代在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織中積淀的影響力,加大與ITU、3GPP等移動(dòng)信息領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織和平臺(tái)的緊密合作,全面提升在學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界的影響力,扎實(shí)做好技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備,為6G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定布好局。同時(shí),以開(kāi)放心態(tài)加強(qiáng)與歐盟和日韓在6G領(lǐng)域的合作,維護(hù)正常國(guó)際交流,全力推動(dòng)6G朝著全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)的方向發(fā)展。

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