近年来,我国在5G垂直行业应用的深度探索和一系列成功实践,为6G技术突破和场景化应用积累了经验、拓展了空间。
3月22—24日,2023全球6G技术大会在南京召开。与会专家表示,6G将实现人类世界、物理世界、数字世界的无缝融合,是未来经济社会的数字化、智能化、绿色化转型的重要驱动力量。当前全球正处在重要的6G发展窗口期,需要坚持追求全球统一的6G创新体系,推进6G国际合作发展。
呼吁国际合作推动技术融合创新
会上发布的《6G总体白皮书》提出,在向6G演进的趋势中,信息通信技术进一步与大数据和人工智能、系统控制技术融合,呈现数据、运营、信息、通信融合特征,是强连接、强算力、强智能、强安全的融合移动信息网络。
在中国信通院副院长王志勤看来,目前终端技术、网络通信技术和算力技术已经比较成熟的领域,未来会有10倍以上的增长。同时,面向AI等一些新兴领域也会有更大的发展空间。未来十年,信息通信技术的创新将是以技术融合的创新作为主线,同时以颠覆性或者全新性的技术体系作为补充路径。
爱立信首席架构师、IEEE Fellow Mischa Dohler表示,2030年是6G发展的目标年份,需要有新的研究、新的技术、新的网络来支撑不断丰富的应用场景,尤其是无线的连接方式,毫米波、太赫兹都是重点研究方向。当6G网络能够传输大量数据和信息之后,就需要考虑搭建应用平台,从而建立商业模型,并逐步实现规模部署。
Omdia运营商战略和移动网络资深首席分析师杨光认为,从长周期维度看,市场和行业首先要关注基础性技术的突破,比如数学、物理领域,甚至是核能。另外,不同地区之间技术发展的节奏和技术路线的选择出现差异的趋势越来越明显,需要警惕脱钩断链的问题出现。如果要保持未来全球融合统一的技术发展,从现在开始就要给予足够的关注和研究。
“目前,我国在6G超大规模多输入多输出(MIMO)、太赫兹通信、通感一体、内生AI通信、确定性网络、星地一体化网络等关键技术方面均取得了重要的进展。中国政府一贯坚持科技对外开放,积极融入全球的创新网络。”中国科学技术部副部长张广军在开幕式上指出,聚焦6G领域,科技部将以“构建未来数字世界基础设施”为目标,围绕愿景与应用、网络与覆盖、传输与器件等内容,支持全球科学家共同开展探索与合作,并欢迎广大的国际企业、研究机构、高校参与其中。
未来移动通信论坛副秘书长富军表示,鉴于6G研发依然存在很大的不确定性,急需要全球智慧聚力6G,构建共研、共建、共享的新型研发联盟,在6G网络技术的研发、标准、应用场景等诸多方面形成共识,促进全球移动通信产业持续健康发展。
会上发布的《全球协力推进6G国际合作发展倡议书》也提出,未来应探索全球开放合作新范式,多渠道、多方式筹集资金投入支持,设立6G国际合作项目,聚焦共同关注话题,达成技术共识,共享合作成果。
融合AI技术提升网络能效
事实上,随着移动通信业务的发展,速率、容量、覆盖和成本、能效之间的矛盾日益突出,面向我国承诺的“双碳”目标,网络节能也成为6G网络和关键技术研究的前置条件。如何设立合理的网络能效目标,从系统整体架构、关键技术和功能等方面寻求解决方案和手段成为6G研究的重要方向。
中国电信研究院副院长傅志仁表示,6G的能耗挑战主要来自三个部分,一是更高的频段,二是功放能效比,三是更高的频宽,6G的频宽应该是5G的4倍以上。除此之外,6G是智慧内生的网络,以当前ChatGPT为代表的AI智慧内生的发展也会带来较大的算力消耗,进而产生大量能耗。
华为2012实验室主任卢建民指出,移动通信网络运营成本里面有大概40%都是来自于电费,基站能耗的80%来自于中射频,20%左右是来自于基带,因此对中射频和空口的设计是整个网络实现“双碳”的核心。此外,未来6G网络承载更先进的AI,也有望进一步综合改善能效。
贝尔实验室无线电系统研究主管Harish Viswanathan也表示,从5G过渡到6G的过程中需要实现更加高速、可持续的发展,并从能耗角度考虑更环保的要求。AI在这一过程中会发挥巨大的作用,所以对AI的潜力挖掘、架构设计、性能提升都非常重要。
“相信只有通过6G和AI的深刻结合,以及更加优化的网络,才能整体上降低未来6G的能耗。”卢建民认为,提升6G的能效,一是可以从AI上着手,比如用量化、投影来大幅度降低AI的开销;二是从AI与通信的结合上想办法,比如AI和空口的工况、资源调度等等进行融合。
西安电子科技大学教授李建东建议,在“双碳”目标下,业界需要定义面向6G覆盖的“双碳”KPI指标体系。一方面要从比特能耗、连接能耗、覆盖能耗、流量能耗等方面去评估能耗,从绿能利用率、碳排放来评估系统的碳排放,建立部署前、部署后“双碳”闭环的评判方法;同时,需要打破传统的设计思路,在功率不受限情况下提升系统性能,包括高能效、高能耗的系统。
重视6G需求研究与开发
中国工程院院士、未来移动通信论坛理事长邬贺铨在论坛上呼吁重视6G需求研究与开发。他表示,5G商用三年之后,目前开始进入到5G-Advanced阶段(以下简称“5G-A”),在连接密度、定位精度等多项性能上有了数量级的提升,而且6G将在5G-A的基础上进一步发展,KPI主要性能指标将出现一个数量级甚至两个数量级的提升。未来6G的发展不仅是技术驱动,更多是要靠需求牵引。
“移动通信有一个规律,偶数代的很成功,奇数代的不那么成功。这里面原因可能是一代应用没有跟上节奏,顺延到下一代才发展起来。”邬贺铨表示,由于在前几代移动通信技术发展中,中国都处于追赶状态,因此节约了大量的试错成本。5G开始同步商用,意味着要承担更多的试错风险,同时也获得更多的创新机会。对6G而言,不是再像前几代那样追求峰值速率的提升,更多在于效率的提升,以及应用场景的全域覆盖。
中国信科集团副总经理陈山枝也表示,6G时代的数字孪生、虚拟世界、元宇宙、数字中国,以及未来的数字地球,全域覆盖尤为重要。
“移动通信1G到4G基本服务于人,5G要服务于行业,赋能产业转型升级,催生数字化服务。6G则是要解决5G在行业应用还没有解决好的问题,同时满足2023年以后的新需求。”陈山枝进一步指出,6G的需求在于,面向物,需要覆盖空中、海洋、森林、沙漠、偏远地区;面向元宇宙,要达到极致的体验。为了满足6G需求,也就带出了6G的两个标志,即星地融合和用户为中心。
“对大多数应用,6G的频效、能效、时效、成效等比峰值速率更重要,6G网络在这些方面的改进使得在5G-A商用5年之后有必要建设6G网络,即便对于大众的应用,也许6G并不能呈现相比5G/5G-A显著不同的体验,但使用6G网络是值得的。”邬贺铨如此说。
中国工程院院士邬江兴提醒,虽然6G将实现各种智能化技术的大规模应用,但其中也蕴含了三重安全风险,表现为共性安全问题、个性安全问题、广域功能安全问题。我们需要着力构建高可用、高可靠、高可信三位一体的6G内生安全体系,同时为全球网络空间的互联互通、共享共治贡献中国智慧和中国方案。