今年以來，6G（第六代移動通信技術）成為通信行業的高頻詞，多次被提及。就在不久前，工信部部長金壯龍在第31屆中國國際信息通信展覽會上表示，將前瞻布局下一代互聯網等前沿領域，全面推進6G研發。作為5G的下一代通信技術，6G有何先進之處？將給我們的生活帶來哪些改變呢？我們請中國移動研究院未來研究院的專家夏亮、董靜、劉建軍、王啟星來跟大家說一說。
【資料圖】
（1）什么是第六代移動通信技術
通信是人類歷史上最悠久的基本活動之一。為了打破時間和空間的限制，人類很早就嘗試了烽火狼煙、車馬郵驛、飛鴿傳信等多種通信方式。19世紀出現的電報、電話有線通信，大大提高了通信效率，但直到20世紀80年代第一代移動通信技術（1G）誕生后，才實現了有線到無線的飛躍。
目前全球主要經濟體已紛紛啟動6G研發，業界預期將于2025年底前后啟動6G國際標準制定工作，力爭在2030年具備商用能力。我國移動通信從1G到5G歷經30余年發展，如今在6G技術研發領域已經在協同創新體系構建、6G場景與需求定義、關鍵技術研究等方面積累了一定優勢，與西方發達國家總體保持同步。那么，究竟什么是6G呢？
有人說6G是太赫茲技術，它將帶來超高的傳輸速率；也有人說6G是衛星通信，它將實現移動通信網絡的全域覆蓋；還有人說6G就是5G+AI（人工智能），是人工智能在5G網絡中的一個應用體現。
這些理解其實都比較片面。相比于過去傳統移動通信網絡僅能提供單一的通信能力，6G是通感算智深度融合、天地一體全域覆蓋的新一代移動信息網絡，將推動新型信息基礎設施建設，面向未來提供無所不達的網絡連接、無所不在的網絡算力、無所不及的網絡智能。
要實現這一目標，6G的網絡與5G相比在速率、時延、可靠性等諸多性能指標上有顛覆性的提升，例如，6G的速率較5G將大幅提升10倍以上，用戶體驗速率達到1Gbps，相當于用戶可隨時隨地獲得千兆寬帶服務（5G體驗速率為100Mbps，相當于百兆寬帶）。另一方面，6G可融合感知、計算、AI、大數據、安全等多種能力，這是5G網絡目前難以支持的。6G將基于無處不在的大數據，把AI的能力賦予各個領域的應用，通過智慧泛在實現萬物智聯。比如，機器人之間可以開展智能協同工作，人與虛擬助理之間可以自如交流。此外，利用6G網絡分布式多節點協同感知能力，還可提升園區工業機器人運動控制、智能物流管理、人員/設備位置管理等應用的定位精度。
（2）6G打造的“數字孿生世界”什么樣
6G的愿景是“數字孿生，智慧泛在”，聽起來有些深奧，這到底能給老百姓的生活帶來哪些變化呢？
6G將提供全方位沉浸式的交互體驗。相比傳統通信網絡僅能提供視覺和聽覺的遠程交互，6G將支持全息通信等業務的應用，實現視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺多感官乃至情感的遠程傳輸與交互，讓人們足不出戶就能擁有身臨其境的體驗。簡單來說，人與人的交互將徹底打破地理位置的限制，遠隔重洋的家人朋友或許可以來一個跨越大半個地球的“擁抱”；在家中便可漫步在虛擬的海灘上，感受到大海的壯闊與美麗，甚至“吹”到海風，“聞”到海水的味道。
6G還將實現“數字孿生人”。現在走在技術前沿的“數智人”，是指能像真人一樣跟用戶交流、執行工作任務的AI虛擬人，然而6G時代的“數字孿生人”比“數智人”更高級。“數字孿生人”是指通過在人體內外部署大量傳感器進行實時全量化數據收集、分析、建模等，在虛擬世界中構造出一個完整映射的“數字人”，實現人的“數字孿生”。“數字孿生人”最主要的一個應用場景就是遠程醫療，有望明顯緩解社會面臨的醫療資源緊缺問題。擁有人體全量化數據信息的數字人，在AI+大數據能力的加持下，可以預測人體健康狀況，為疾病預防和精準治療提供準確信息和行之有效的決策。
另外，6G將實現“孿生工業”和“孿生農業”。孿生工業可以實現對產品全周期的監控和預測，提升生產與制造能效。例如，一臺汽車從設計到原型樣車再到量產走下生產線，少則需要兩年時間，多則需要十年，但有了數字孿生技術就可以大大縮短這個周期，技術人員在電腦前就能看到生產現場的全貌，還能根據數字模型提前預見潛在問題并及時做出調整。同樣，6G在農業中的應用也是如此，比如在小麥的種植過程中，可以提前推演小麥的生長情況，最大化提升土地的利用率，還可以通過預測氣象災害來降低農田損失。
簡言之，未來的現實世界將會在虛擬空間映射形成一個數字世界，6G網絡能夠實現現實世界和數字世界的完美連接。數字世界能夠反映現實世界的真實狀態，并對現實世界的發展進行精準預測及維護，幫助人類提高生活質量，以及提高社會生產和治理的效率。
（3）5G尚在發展為何這么早研究6G
既然6G是更新一代的移動通信技術，那么它與現在正在發展的5G的關系是替代、補充還是共存呢？為何這么早就要開始研究6G？
縱觀通信發展歷史，任何新一代移動通信網絡的部署都不可能一蹴而就，必然要與上一代移動通信網絡共存并協同發展。從1G到5G，移動通信網絡基本保持了大約每十年更新一代的節奏。
1G的通信速率僅約2.4Kbps，當時我國1G產業空白，只能依賴于進口。1993年，我國第一個2G商用網絡在浙江嘉興開通，實現了從模擬到數字的飛躍，不再局限于語音通話，還支持發短信。21世紀初，隨著我國向國際電信聯盟（ITU）提交了第一個擁有自主知識產權的3G標準TD-SCDMA，國內移動通信產業迎來了重大發展，移動用戶數首次超過固定電話用戶數，移動通信開始成為主流，通信速率提升到可以支持瀏覽圖片新聞的水平，促進了寬帶通信的萌芽。隨著智能手機的普及，移動通信很快進入下一代——擁有更高速率（可以支持多媒體業務）的4G，實現了從窄帶到寬帶的飛躍，使移動支付、短視頻、直播等移動互聯網業務快速發展和普及。中國主導的TD-SCDMA也逐漸向TD-LTE演進，成為4G時代的兩大國際主流標準之一。隨后在全球移動通信產業的蓬勃發展中，5G標準得到統一，TDD技術成為主流，我國終于實現了標準引領和產業引領。
5G開啟了一個萬物互聯的新時代，實現了人與人、人與物、物與物的全面互聯，以及信息的泛在可取，即隨時隨地的“連接”服務。從現階段的情況來看， 5G的成功將對未來6G的發展起到至關重要的作用。回顧3G向4G的發展歷程就能發現，3G智能手機的出現，培育了移動互聯網發展的剛性需求，也為4G移動互聯網的蓬勃發展奠定了基礎。同樣，5G-Advanced（指5G技術演進的下一階段，是5G和6G之間的過渡和銜接）的技術標準在持續演進和完善，將培育新的產業生態和商業模式，為6G實現“萬物智聯”奠定堅實基礎。以AI+IoT（物聯網）為技術基礎，便是“萬物智聯”時代的發展方向。
另外，6G的一些重要潛在技術也成為5G演進的新技術方向，包括通信感知一體化、空天地一體化等。這些技術如果能在5G演進階段得到一定的應用，也將為6G的發展奠定重要基礎。
因此，按照通信產業“商用一代、預研一代”的發展節奏，隨著5G大規模商用的推進，6G便成為了全球移動通信產業下一步發展的主航道。
（4）推動全球統一標準避免產業分化
我國自2018年開始布局6G研發，加強基礎理論和關鍵技術攻關，推動行業高質量發展，總體與全球發達國家保持同步。工信部成立IMT-2030（6G）推進組，統籌推進我國6G研發工作，并啟動6G單點技術試驗測試；科技部布局“國家重點研發計劃”6G課題，積極推進6G總體和關鍵技術研究。此外，在北京市政府層面，市科委、中關村管委會也支持了6G空口關鍵技術與智簡網絡架構研究、云化無線網絡開放平臺研發和關鍵技術聯合驗證等科研方向。
目前，各國都在加速研發6G移動通信技術，能否形成類似5G的全球統一國際標準，尚存在不確定性。標準分化將導致產業分化，產業分化則無法形成產業合力，進而導致網絡與終端設備研發成本增加、網絡運維成本增加、網絡服務質量降低，最終會影響到廣大網絡使用者的利益。因此，為了避免后續潛在的6G標準和產業的分化，積極倡導全球統一國際標準，仍然是全球產業共同的努力方向。
新形勢下，綜合研判國際宏觀環境變化、產業基礎布局等因素，6G發展仍面臨原創技術供給不夠豐富、跨行業融合不夠深入、產業根基不夠牢固等挑戰。未來2-3年是6G關鍵技術突破的關鍵窗口期，我們仍需要繼續保持3G至5G時代在國際標準組織和產業中積淀的影響力，加大與ITU、3GPP、NGMN等移動信息領域國際標準組織和平臺的緊密合作，全力推動6G朝著全球統一國際標準和開放產業生態的方向發展，及早做好6G技術和產業的充分準備。
【延伸閱讀】
6G有哪些關鍵技術
6G關鍵技術大致可分為無線通信、無線組網和網絡架構三大技術領域，其中主要包含“超大規模MIMO、空口AI、新型無線傳輸、異構融合組網、通信感知一體化、新型無源物聯、新型網絡架構、內生安全、空天地一體化、數字孿生網絡”十大技術方向。
為了方便大家理解，這里以異構融合組網、通信感知一體化兩個關鍵技術為例，來說說它們的作用和意義。
1.異構融合組網
電磁波是無線通信的信息傳播媒介，電磁波的頻率寬度直接決定了信息傳輸的速率，頻率帶寬（簡稱帶寬）越大、頻率越多，信息傳輸速率就越大。6G系統中可能使用的頻率范圍涵蓋了低頻段、中頻段、高頻段，甚至包含太赫茲、可見光等更高的頻段，異構融合組網就是一種面向如何更有效使用更大帶寬、更多頻率的關鍵技術。
從6G網絡的整體部署來看，6G是考慮全頻段的深度融合網絡。也就是說，異構融合組網的網絡覆蓋由廣域向全域立體擴展，其中，中低頻段提供無縫網絡覆蓋，毫米波、太赫茲、可見光等高頻段則可按需開啟，提供更高的傳輸速率。
2.通信感知一體化
通信感知一體化，顧名思義是將通信和感知兩大功能協同的新型信息處理技術。早期感知功能主要在雷達領域應用，與通信并無太多交集。然而，隨著6G新需求的涌現和6G新技術的研究，通信、感知在技術和功能層面的相似性被深度挖掘，兩者“相互吸引”走向融合，使網絡實現從傳遞信息到感知世界的重大變化。
試想一下，置身6G網絡中，揮揮手便能“開”“關”家中的燈；戴上傳感設備即可身臨其境“看見”遠方；駕車出行，有全方位感知系統形影不離地保駕護航；會思考的智能體、無人機等提供精準的個性化定制服務；無需醫療設備，即可完成健康監測……要做到這些，離不開高精度的定位、成像、動作識別、環境重構等能力，這就需要通過無線信號進行數據采集并進行高速實時數據分析，形成支持上述高感知分辨率和感知精度的指令。
通信感知一體化正是實現上述目標的關鍵技術，可以幫助人們“聽見”和“看見”更加豐富多彩的世界，為萬物智聯奠定堅實基礎。
（供圖：視覺中國）
來源：北京日報客戶端 記者：汪丹
流程編輯：u060
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