移動通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過20多年的發(fā)展,已經(jīng)成為國計民生的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施。每十年一次的代際更新,是移動通信行業(yè)發(fā)展的基本規(guī)律。5G方興未艾,而6G已離我們越來越近。6G是什么?它離我們還有多遠?將給我們的生活帶來什么?
6G:下一代移動通信的藍圖
2023年6月,國際電信聯(lián)盟(ITU)完成了《IMT面向2030及未來發(fā)展的框架和總體目標建議書》,描繪了6G的六大應(yīng)用場景:沉浸式通信、超大規(guī)模連接、極高可靠低時延、人工智能(AI)與通信的融合、感知與通信的融合、泛在連接。其中前三個是對5G場景的演進增強,后三個是面向融合創(chuàng)新誕生的新興場景,具備極大的潛能與市場價值。6G將進一步打破數(shù)字鴻溝,實現(xiàn)全域智聯(lián)、感知泛在的移動網(wǎng)絡(luò)。
6G技術(shù)憑借其廣泛的業(yè)務(wù)場景,將引領(lǐng)我們進入一個更加智能、互聯(lián)的未來。比如自動駕駛、遠程醫(yī)療、沉浸式通信等業(yè)務(wù)場景的涌現(xiàn)將深刻改變我們的生活和工作方式。在工業(yè)領(lǐng)域,6G的超低時延將助力機械運動控制實現(xiàn)毫秒級響應(yīng),大幅提升生產(chǎn)效率。在交通領(lǐng)域,6G將解決自動駕駛傳感器感知局限、精度不足、信息傳輸延遲等問題,提升車輛的感知和應(yīng)對能力,讓出行更加安全、高效。在醫(yī)療領(lǐng)域,6G的高可靠性和低時延特性將滿足苛刻的遠程手術(shù)需求,為醫(yī)生與患者之間搭建起實時、穩(wěn)定的溝通橋梁,拯救更多生命。而在城市建設(shè)中,6G有望實現(xiàn)交通、水務(wù)、電力、政務(wù)等系統(tǒng)的全面打通,讓城市變得更加“聰明”。
6G:研發(fā)現(xiàn)狀與時間表
目前,業(yè)界正加快推進6G技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新。在2024年3月的3GPP(第三代合作伙伴計劃)第103次全體會議上,各方就6G時間計劃達成基本共識:3GPP的6G用例和需求研究將于2024年第四季度啟動,6G技術(shù)研究將于2025年第三季度啟動,預(yù)計在2029年左右完成6G第一個版本技術(shù)規(guī)范制定。由此預(yù)計6G有望在2030年左右實現(xiàn)商用。
中國政府高度重視6G技術(shù)的發(fā)展。在“十四五”規(guī)劃綱要中明確提出要前瞻布局6G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)儲備,國內(nèi)還舉辦了一系列6G技術(shù)論壇和研討會,如全球6G技術(shù)大會等,為業(yè)界提供了交流和合作的平臺。在政府支持下,我國三大運營商、各大設(shè)備廠商以及研究機構(gòu)也在積極布局6G技術(shù),強化產(chǎn)學(xué)研協(xié)同,力爭為全球6G技術(shù)的發(fā)展貢獻中國智慧和中國方案。
6G:關(guān)鍵變革助力新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展
2024年中央經(jīng)濟工作會議指出,要以科技創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新,特別是以顛覆性技術(shù)和前沿技術(shù)催生新產(chǎn)業(yè)、新模式、新動能,發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。在這一背景下,以6G為代表的移動通信技術(shù)的演進和發(fā)展,無疑將成為推動新質(zhì)生產(chǎn)力蓬勃發(fā)展的強大動力。
AI與通信的融合。在6G技術(shù)的浪潮中,AI無疑成為其關(guān)鍵技術(shù)突破的重要一環(huán)。AI技術(shù)與通信的融合應(yīng)用將為人們帶來更加便捷、智能的服務(wù)體驗,同時也為新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展注入新的活力。一是AI技術(shù)在6G網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用將極大地提升網(wǎng)絡(luò)的智能化和自動化水平。從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃到優(yōu)化,再到運維,通過深度學(xué)習(xí)、自然語言處理等AI技術(shù),6G網(wǎng)絡(luò)能夠更準確地分析網(wǎng)絡(luò)流量,預(yù)測用戶需求,優(yōu)化資源配置,從而提高網(wǎng)絡(luò)效率和穩(wěn)定性。二是AI技術(shù)使得6G網(wǎng)絡(luò)能夠更高效更精準滿足人們對智能生活的需求。例如,憑借6G網(wǎng)絡(luò)的高速傳輸和低時延特性,智能交通系統(tǒng)能夠?qū)崟r感知路況信息,優(yōu)化交通流量,減少擁堵和事故;智能家居系統(tǒng)則能根據(jù)用戶的生活習(xí)慣和喜好,自動調(diào)節(jié)家中的溫度、濕度、光線等環(huán)境參數(shù),提供更加舒適的生活環(huán)境。三是6G網(wǎng)絡(luò)將成為AI的關(guān)鍵使用平臺,使得AI服務(wù)隨時隨地觸手可及,提供便捷智能體驗。
感知與通信的融合。通信和感知原本是兩個獨立發(fā)展的領(lǐng)域,前者以香農(nóng)(Shannon)創(chuàng)立的信息論作為指導(dǎo),后者是通過電磁場實現(xiàn)對周邊環(huán)境狀態(tài)的探測。伴隨移動通信技術(shù)的快速發(fā)展和6G新興業(yè)務(wù)場景的實際需求,為兩者的有機融合創(chuàng)造了條件。通感一體化是指通過空口設(shè)計、硬件設(shè)備共享等技術(shù)手段,實現(xiàn)通信與感知功能的融合,將通信網(wǎng)絡(luò)從單一通信功能擴展到通信與感知雙功能,從而構(gòu)建基于蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)的通信感知一體化系統(tǒng)。這將有效擴展運營商的網(wǎng)絡(luò)能力,實現(xiàn)一網(wǎng)雙能,從而更好地賦能垂直行業(yè),驅(qū)動技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級。
6G提供的感知服務(wù),涵蓋感知定位、成像、模式識別等,通過規(guī)模部署的基站提供泛在的感知和通信網(wǎng)絡(luò),可有力支持低空經(jīng)濟、智慧交通、海域防控等領(lǐng)域的快速發(fā)展。以低空經(jīng)濟為例,作為我國新質(zhì)生產(chǎn)力的代表性產(chǎn)業(yè),通過部署通感一體化網(wǎng)絡(luò),借助多點協(xié)同感知,有效融合多維度感知數(shù)據(jù),從而獲得更高的感知精度,實現(xiàn)高效的低空信息網(wǎng)絡(luò),為監(jiān)管部門提供便利、全面、智能的低空空域管理解決方案。同時,隨著中國智慧城市建設(shè)進程的加快,城市管理、智慧交通、低空物流等場景下,無人機安防、巡檢、救援、無人值守等應(yīng)用將成為重要增長點。通感一體化將充分發(fā)揮自身優(yōu)勢,助力實現(xiàn)低空經(jīng)濟快速發(fā)展,推動融通創(chuàng)新,促進移動通信與垂直行業(yè)深度融合,為打造新質(zhì)生產(chǎn)力、實現(xiàn)我國產(chǎn)業(yè)數(shù)字化升級提供強大動力。
天地一體和泛在連接。天地一體通過天上通信載體與地面移動通信系統(tǒng)協(xié)同,可彌補地面移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋的不足,消除傳統(tǒng)通信技術(shù)中由地理位置造成的局限性。用戶在偏遠地區(qū)、海洋、高山等地也能夠享受高質(zhì)量的通信服務(wù),實現(xiàn)廣域覆蓋,是6G的核心技術(shù)特征之一。
天地一體通信根據(jù)天上通信載體距地面位置的不同,可分為高軌、中軌、低軌。其中,高軌衛(wèi)星相對地球靜止、位置高覆蓋面積廣,在地球同步軌道上布設(shè)3顆通信衛(wèi)星,即可實現(xiàn)除兩極外的全球通信。高軌信號穩(wěn)定、組網(wǎng)簡單,但是離地面遠傳輸時延大,我國的天通一號衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)是典型的高軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。而低軌衛(wèi)星數(shù)量多,具有時延低、鏈路損耗小、高帶寬、高性能等優(yōu)勢,將是承載未來“天地一體”網(wǎng)絡(luò)的重要平臺。馬斯克的“星鏈”,就是低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的典型代表。天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)憑借其高度的空間通信覆蓋能力,在災(zāi)害應(yīng)急通信、軍事通信等關(guān)鍵領(lǐng)域展現(xiàn)出強大的支持能力,成為新質(zhì)生產(chǎn)力不可或缺的重要組成部分。
5G引領(lǐng)我們實現(xiàn)了“萬物互聯(lián)”,通過網(wǎng)絡(luò)將人與人、人與物以及物與物連接在一起,便利了我們的生活。展望未來,6G將實現(xiàn)“萬物智聯(lián)”,除了在帶寬、速度、時延等指標上提供10倍以上的飛躍,更將通過通信與智能技術(shù)、通信與感知技術(shù)、天與地通信網(wǎng)絡(luò)的融合,實現(xiàn)更泛在、更智能的連接,進一步拓寬和革新我們的生活。