灯泡做基站、飞行汽车将成现实……专家探讨6G未来发展方向

5月30日，在中关村论坛全球B5G/6G创新论坛上，多位专家从B5G/6G产业进程、网络技术、业务场景等各方面发表了真知灼见。目前，我国正处在6G研发的关键突破期，并取得了一些成果。在论坛上，中关村泛联院以实物+视频的方式，发布了四大6G研发成果-智简通信系统样机、高精度毫米波通信感知一体化原型样机、大带宽高速可见光实时通信原型样机、下一代云化无线新型空口试验验证平台，同时发布了《智简通信系统及关键技术白皮书》，探索了6G通信技术的发展可能。

6G会是什么样的？可能是虚实结合、实时交互的

最新数据显示，截至 2022 年底，我国累计建成开通5G基站 231.2万个，5G用户达5.61 亿户，全球占比均超过60%。全国110个城市达到千兆城市建设标准，千兆光网具备覆盖超过5化户家庭能力。移动物联网终端用户数达到18.45 亿户，成为全球主要经济体中首个实现“物超人”的国家。

信息通信技术和AI的发展与融合推动着人类社会向数字智能新阶段演进。5G通过有机地融合泛在通信、计算与控制能力，开启了人机物互联的新范式。而6G移动通信网络则将通过对物理世界的人、物、事件等所有要素数字化打造一个与之对应的数字化“虚拟世界”，并在物理世界和数字世界之间提供即时、高效和智能的超连接来重塑世界，从而开启物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的移动通信新征程。

6G将会是什么样的？尽管6G目前全球范围内6G的研究仍处于基本概念与系统框架的确立、关键技术的辨识发现及认证的起步阶段，但是业界对于6G的发展概念与推进路径越来越清晰，如6G的五大指标;沉浸化、智慧化、全域化三大趋势和沉浸式扩展现实、全息通信、感官互联、智慧交互、通信感知、普惠智能、数字孪生、全域覆盖八大应用场景等。

《白皮书》认为，6G首先能够实现虚实结合、实时交互。在多媒体业务迅猛发展的数字时代，6G移动网络中图像、视频等多媒体内容将空前繁荣，6G业务所占数据量必将大幅增加且其信源格式将更为多样化。此外，6G业务中人机物与其对应的数字化世界的交互需要协同对多模态的信息资源以不同的表现形式，在移动网络上实现传输和处理，满足6G业务场景虚实结合、实时交互的新特点。“香农定律”指出了有噪声信道的最大传输速率与宽带的关系。然而，自从香农奠基信息论以来，移动通信技术的发展已经逐步逼近通信理论极限，需要对现有的信息论进行扩展，构建语义智能表征方案和传输机制，突破通信链路的传输极限，应对未来6G更高的需求。

6G还是具有自我学习、自我适应、自我演进能力的。6G泛在互联网络的特性使得6G移动通信网络呈现出高度复杂、动态变化的特征。依赖精准数学模型和理想先验假设的传统移动通信网络，很难适用于未来复杂多变的6G场景，急需由传统的“精准数学建模”的网络构建理念向到“新型关系建模”转变，构建具有自我学习、自我适应、自我演进等原生智能能力的6G泛在无线网络，实现6G网络的智简构建、重塑和演化。

此外，6G的网络形态，不仅不会更复杂，而且将更加高效简洁。6G业务服务对象维度的进一步增加、网络智能节点间的复杂交互、信息流间的动态交换及高维信息空间中的动态变化，使得资源堆叠来提升网络能力的传统网络的复杂度迅速提高。为了突破这一壁垒，6G需要进一步向智慧内生、原生简约的无线通信网络演进。此外，以香农理论为基础的传统分析方法难以对智能化网络进行量化分析，亟待立一整套机理分析、信息建模与网络优化理论，从整体优化与系统设计的观点出发，构建以系统熵为度量指标的网络有序度分析方法，为未来信息与通信研究奠定理论基础。

6G硬件发布 将应用于低空无人机、飞行汽车等场景

基于6G技术，目前也有一系列硬件研发成果。比如此次中关村论坛上发布的智简通信系统样机、高精度毫米波通信感知一体化原型样机、大带宽高速可见光实时通信原型样机、下一代云化无线新型空口试验验证平台等。

其中，通过智简通信系统样机进行图像传输、视频传输，可以实现更加高效的传输效率，能够对抗更加恶劣的信道环境。这一样机针对高清视频、智慧工厂、智能交通、虚拟现实等场景设计，图像和视频等多模态信源，相同业务质量下，相较于传统移动通信技术，可以节省带宽50%以上。

随着移动通信技术的发展，它的应用场景也在不断地向前渗透，未来6G将会有低空无人机、会飞的机车、高精度机器人等更加好玩先进的应用场景。实际上在整个5G演进过程中，已经有了对于上述场景标准化的探讨，围绕这样的技术方向，目前中关村泛联院和中国移动联合研发了“高精度毫米波通信感知一体化原型样机”，比如在无人机上，它可以实现500米的探测距离，同时可以实现亚米级的探测精度，比如手机这种0.01平方米的物品，都可以被探测到。

实际上，目前低空无人机已经在外卖送餐等场景进行了应用，五一前夕，深圳知名的5A级景区世界之窗开通国内首条景区常态化无人机航线。据悉，新航线以景区外约1公里的购物中心益田假日广场为起点，最快5分钟即可将各类网红餐饮以及湿巾、隔汗巾、防蚊贴等居家出游常用的母婴急需品等送抵世界之窗内。曾体验过的用户表示，下单后，就可以看到无人机在景区内的智能空投柜顶缓慢下降，随后空投柜上方柜门自动打开，外卖箱子便被稳稳地放进取餐柜中。几分钟后，顾客前来扫码将餐食取走。从下单到取餐，全程不超过15分钟。未来，上述技术将被应用在类似场景，以及飞行汽车、机器人和人之间的协同、机器人通感一体化等方面。

未来的灯光可以被用来传输数据？在这个大带宽高速可见光实时通信原型样机上，我们可以看到未来的这样一种可能：灯泡不仅可以用来照明，甚至可以用来作为通信的基站。中关村泛联院首席科学家、中国移动研究院首席专家刘光毅说，对于传统的可见光来说，我们通常采用比较成熟的LED灯来做信号源的发送，目前的LED器件，由于它仅仅考虑了照明的需求，而没有考虑通信的需求，所以给我们提供的带宽是比较窄的，比如只有几十兆赫兹，因此比较难以实现高速传输。而大带宽高速可见光实时通信原型样机在蓝光激光的理论和工艺方面取得了很好的突破。

通过这台样机，最高可以实现2G的带宽，最快10Gbps的速率。目前，专家已经开发了端到端的可见光的通信系统，而且基本已经调通到了5Gbps的传输能力，未来的目标是实现100Gbps的传输能力。这一能力将来可以被应用在短距离的一些通信应用上，比如航空机舱内的通信、医疗设备、室内通信等。

专家：6G在大模型、元宇宙、卫星等方面具有显著优势

实际上，目前很多先进技术的底层支撑也是通过5G技术来实现的，比如大模型、元宇宙、卫星等。未来，随着6G的技术进步，这些技术模型也会进行相应演进。

“AI和通信有互相融合的可能性，AI里的一些技术，比如交叉熵函数等直接来源于信息论，用于度量数据分布与真实分布的差距。”中国工程院院士、中关村泛联院院长张平表示，现有AI可以辅助空口设计，主要针对单一模块技术提供优化。面向未来移动通信场景，AI可以帮助我们构建多用户协作语义通信系统，比如针对智能交通场景，相较传统通信方法，在大幅提升识别准确率的同时，有效降低了数据传输体量，在带宽受限的大体量数据传输场景，如AR、VR等设备图像、视频传输中具备显著优势。

对于未来的“算力”，分享通信创始人、董事长蒋志祥表示，未来将建设“算力网”，实现6G网络分布式泛在计算、存储资源的灵活动态调度与高效协同，还能根据6G业务需求，灵活匹配调度最佳的资源节点，实现资源优化配置。

中国移动研究院院长、中关村泛联院常务副院长黄宇红表示，中国移动已经完成了全球首个运营商5G NTN技术外场验证以及我国首款5G NTN手机终端直连卫星实验室验证，支持双向语音对讲和文字消息。在6G时代，将建立“6G天地一体服务目标：终端融合一体，连接全球无缝”。

“对于卫星的控制，是我们实现卫星测量等一系列操作的前提，如果基站能上天的话，那么基站就很好控制，但是如果基站不能上天的话，那么基站控制起来难度就很大了。而且因为波速问题，现在也是采用的固定模式，不能动态调整。”黄宇红说，而将地面的基站和天上的卫星融合后，将有利于卫星具备快速处理能力。届时，天地一体网络将面向偏远地区、海洋、航空等泛在立体空间提供全场景融合的新服务，包括大众手机直连服务、行业终端直接物联服务和各类应急保连接服务。

“5G现在已经进入到第二阶段了，在应用方面，我们希望在用户方面有更多的使用、更多的场景。”中兴通讯副总裁段向阳说，“6G的愿景是‘万物智联、数字孪生’。未来6G更多是一种感官式的、沉浸式的、全息式的、智慧式的体验。”他表示，6G的网络不仅是通信网络，更是一种通信感知，人类可以体会元宇宙的数智虚实世界，实现嗅觉味觉甚至情感思想的身临其境的沉浸感。

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文/北京青年报记者 温婧

编辑/樊宏伟