全球6G竞速进入关键窗口期 我国面临哪些创新挑战?
5G已经来了,6G还会远吗?随着5G网络的大规模商用,6G R&D的全球战略布局已经全面启动。年初北美Next G联盟推出6G路线图,前几天日本Beyond 5G推进联盟计划向ITU提交6G技术要求草案,6G热持续升温。在最近的全球6G技术大会上,专家透露,2030年实现6G商用基本成为业界共识。那么2030年的世界会走向何方?6G会给我们带来哪些新的变化?6G的关键技术指标是什么?在5G尚未在全球全面商用的情况下,讨论6G有什么意义?6G将面临哪些挑战...从5G时代的角度展望未来,行业大咖们正在集思广益,碰撞观点。
6G不是5G加1G。
每一代新的移动通信技术出现,人们都会问同一个问题——新技术会给我们带来什么价值,会如何改变我们的生产和生活?
“我们坚信物理世界、数字世界和虚拟世界的融合。联网终端的种类越来越多,智能手机、平板电脑、XR、PC,甚至家庭宽带、物联网终端。那些可以将数据数字化的联网终端,比如智能工厂的数字双胞胎,或者处理智能城市和物流跟踪的新方法,都将具备数据数字化的能力。这种能力也与空之间的计算发展相结合。AR和VR正在改变人机界面,也就是我们与科技互动的方式。因此,无论是智能学校,还是我们在医院、工厂、培训和学习中使用技术的方式,我们都可以将AR和VR结合起来,将物理世界、数字世界和虚拟世界融为一体。”高通全球副总裁庄思敏在演讲中畅想了6G世界。
“6G将提供全业务能力,包括超高性能、服务感知、智能交互、敏捷自动化能力、全球覆盖,从而构建一个连接所有智能事物的网络。6G将促进高效的无线城市和安全可信社会的建设。”中兴通讯高级无线技术专家孙波说。
可以说,6G以5G为基础,将从服务人、人、物进一步扩展到支持智能体的高效互联,将实现从万物互联到万物智能连接的转变,成为现实物理世界和虚拟数字世界的纽带,将不断提高人们的生活质量,推动社会生产方式的转型升级。通过全频谱、全覆盖、全应用、强安全的6G技术,未来6G业务将呈现沉浸式、智能化、全球化等新的发展趋势,形成沉浸式云XR、全息通信、传感互联、智能交互、通信感知、泛智能、数字孪生、全球覆盖等业务应用,最终帮助人类社会实现“万物智能、数字孪生”的美好愿景。
但是,从5G到6G,不仅仅是加“1G”那么简单。
东南大学教授、紫金山实验室副主任、首席科学家游晓虎表示,在6G时代,5G三大应用场景的关键指标能力将提升一个数量级,同时产生通感、计算与控制一体化、天地一体化、联邦AI等新的应用场景。
***工程院院士、北京邮电大学教授张平说:“未来的技术创新有两条路线,一条是传统技术的提升;另一种是创新技术,比如AI辅助信号处理、量子技术使能的6G技术、通感融合、智能反射器等等。”
“6G将在5G的三个应用场景上增加人工智能和感知两个应用场景,并包含超高速、超可靠、超大规模、连接AI和通信感知五个典型场景。”华为无线技术实验室技术专家王军认为。
***工程院院士、紫金山实验室主任兼首席科学家刘总结道,全息通信、AR/VR、元宇宙等业务的发展对网络提出了一系列新的要求和挑战,面向6G的未来网络将有巨大的前景。确定性的、可编程的、基于云的、集成的安全也将成为未来网络的重要发展趋势。
可以预见,未来的6G网络不仅是5G三大特性的加强版,还将“进一步发展超越通信的能力”。
从移动通信的发展历史来看,从1G到5G,以地面移动通信网络为主体,而6G将向多网融合方向发展,实现全球立体覆盖。***革命性的进展将是如何将天基网络与蜂窝移动通信等地基网络融合,构建空天地一体的网络,实现无缝接入、无所不能。
移动通信从1G到6G的发展有着清晰的逻辑关系和技术路线。从1G到4G是“线性”的,追求的是简单的通信速率提升。除了通信速率提升,5G还增加了两个维度,在大规模机器通信、可靠性、时延方面提出了要求,成为一个“平面”。“未来,我们可能会从‘脸’变成‘身体’。这个‘身体’不是简单的膨胀,而是聪明智慧的产物。所以,我们不仅要拓展沟通空,更要提升沟通智慧,研究技能与未来技术的关系。”张平认为。
***工程院院士、未来移动通信论坛***吴用几个“点”总结了业界目前对6G的想象:6G研究需要建立在创新的基础上;对于6G网络,超带宽不再是亮点;6G研究要重点挖掘低频段潜力;如今火热的元宇宙,不足以成为6G的支点;空天地海通信一体化将成为6G的一大卖点;6G波段热度空天地通信一体化研究,但星地一体化是难点;6G网络也要克服低成本智能网络的痛点;找到AI在6G应用的立足点;找到超宽带和减碳的平衡点。
5G方兴未艾。讨论6G的意义是什么?
然而,在5G应用方兴未艾之际,启动6G研究的紧迫性和必要性何在?
5G的成功对未来6G的发展至关重要。回顾从3G到4G的发展历程,不难发现,3G智能手机的出现培育了移动互联网发展的刚性需求,为4G移动互联网的蓬勃发展奠定了基础。同样,虽然目前5G商用模式尚未取得突破性成功,但5G应用正在千帆竞相展开,深度融合应用的探索正在步入“深水区”,5G-Advanced技术标准仍在不断演进和完善。未来5G垂直行业的探索和发展,将培育新的产业生态和商业模式,也为6G实现“万物智能”打下坚实基础。
何何权说:“5G网络和应用的成功是6G研究的前提。需要从5G应用中挖掘市场,一些6G技术也可以提前用5G进行测试。”
自5G时代以来,移动通信应用和创新的主要对象已从个人转向行业。然而,在工业应用领域,5G有着先天的“缺陷”。
“5G并没有把重点放在To B的应用上,把5G To C的系统架构和设备直接搬到5g to B,既不科学也不合理”,何认为,面向行业的应用将是6G研究的重点。“工业互联网应该是6G研究的重点,更应该关注低时延和确定性的要求。To B应该是6G研究的重点,在架构和管理方面提出创新方案。”
此外,6G的一些重要潜在技术也成为5G演进的新技术方向,如通感、空天地一体化、智能超曲面等。如果能在5G的演进阶段应用,将为6G打下重要基础。“而且,任何新一代网络部署都不可能一蹴而就,必须与上一代共存协同发展。所以6G和5G必须共存。从现在开始,应该先在一些重要场景部署6G。”***移动研究院院长黄裕红说。
未来三到五年将是6G发展的关键窗口期。
目前6G还处于视觉需求研究和概念形成阶段,6G的技术方向和方案还在探索中。“未来三到五年是6G潜在关键技术发展的窗口期,是抢占通信领域技术制高点、培育产业基础的关键。”***移动研究院首席科学家易说。
目前,随着5G网络的大规模商用,6G R&D的全球战略布局已经全面启动。世界主要国家和地区均已启动6G研究,并采取加大资金投入、安排科研项目等措施,加快6G创新技术的研发。
欧盟提出了相对清晰的规划路线图,往年第三季度完成6G产学研框架项目;芬兰发布了6G白皮书《6G无处不在的无线智能的驱动因素和主要研究挑战》,对6G愿景和技术应用进行了系统展望。韩国***提出了“引领6G商用”的目标,计划在2028年实现全球***6G商用;日本发布B5G推进战略目标,计划2025年完成6G基础技术研究,2030年实现商用;美国也在往年开始了6G的研究,前期的研究包括6G芯片,空天海一体化通信,尤其是卫星互联网通信等。
“目前,6G移动通信处于酝酿初期,愿景需求尚未确定,关键技术尚未达成业界共识,相关研究处于百家争鸣阶段。”科技部副***项立斌认为。
“面向未来,6G仍面临理论创新仍需突破、关键技术点多种多样、技术标准面临分化风险、产业基础有待构建、生态建设更加复杂等挑战。”黄裕红说。
6G已经成为国家战略竞争的高地,因此技术标准面临分化的风险。何提醒,要清醒地认识到,不能因为竞争而在战略上被动,不能对6G的需求深入研究,不能下决心对***性原创技术做长期研究,不能急于赶超国外,走出市场需求。
“我们必须有***于外界的力量。”何伟说。
总而言之,“6G技术学术研究走向产业视野需要一个过程”。但正如项立斌所说,“今天对6G新概念、新技术、新思想的讨论,将关系到明天移动通信的面貌,从而改变人类社会的面貌。”
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