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2022/3/3 09:03

专访中国移动易芝玲:我国6G潜在关键技术布局已逐步体系化

C114通信网  九九

C114讯 3月3日消息(九九)随着5G网络建设加快推进,相关应用开始遍地开花,深入到千行百业。按照移动通信产业“使用一代,建设一代,研发一代”的发展节奏,业界普遍预测6G将在2030年左右商用。

当前,面向6G的技术研发正处于探索阶段,国际电联(ITU)正在开展6G技术趋势和6G愿景的研究,预计将分别在2022年6月和2023年6月完成。6G技术性能需求和评估方法研究将在2024年至2027年期间完成,并将在WRC23会上讨论6G候选频谱,2025年前后进入3GPP国际标准制定阶段,预计2030年完成标准制定与评估。

第二届“全球6G技术大会”将于2022年3月22日-3月24日在南京举办。日前,全球6G技术大会程序委员会主席、未来移动通信论坛5G/6G SIG 工作组主席、中国移动研究院首席科学家易芝玲在接受C114专访时表示,未来3-5年将成为6G潜在关键技术的窗口期,是抢占通信领域技术制高点和培育产业基础的关键。

技术观点:从“百家争鸣”收敛为六大特征

易芝玲介绍,早期,国内外对于6G技术观点众说纷纭,甚至还存在一些片面认识,如6G是太赫兹技术、6G是卫星通信、6G是5G+AI、6G是语义通信等,业界的观点也是百家争鸣,十分发散。

2021年,IMT-2030(6G)推进组陆续发布《6G总体愿景与潜在关键技术》、《6G网络架构愿景与关键技术展望》、《6G网络安全愿景技术研究报告》等系列白皮书。虽然当前针对6G的能力需求以及底层核心技术仍处于探索阶段,但综合业界主流观点,已初步形成六大技术特征。

一是能力极致的无线接入。通过分布式MIMO、智能超表面、非正交多址接入、感知通信计算一体化等技术手段,打造更极致的无线接入能力体系。

二是分布智简的网络架构。6G将是分布式自治、至简、智能、端到端全服务化的网络,关键技术包括分布式自治网络架构、至简统一协议体系、端到端服务化系统设计等。

三是立体全域的网络覆盖。6G将以陆地为主,卫星为辅的方式全球覆盖,通过星地深度融合,统一空口体制与网络架构设计,构建三维立体网络,实现低成本全球全域网络泛在覆盖,从而为用户提供无感知的一致性服务。

四是触手可及的AI能力。6G网络架构将按需提供AI能力,支持AI与通信一体化设计、内生AI网络架构等,将AI、大数据、区块链、云计算、感知等新技术全面渗透到未来网络的设计、部署与运维中。

五是内生可信的安全。6G网络将实时监控其安全状态,通过攻击防御与风险预测相结合,精准部署安全功能,优化安全策略,实现主动免疫、纵深安全的防御机制。

六是孪生自治的运营。通过数字孪生,实现对网络实体和用户服务的实时状态监测、轨迹预测、故障预判等,并实现网络的自我演进。

易芝玲进一步介绍,目前我国6G潜在关键技术布局已逐步体系化,并在部分领域积累了一定优势。

其中,大规模天线技术是提升移动通信网络传输效率的核心技术,4G/5G时代中国移动联合国内企业共同研发,突破关键技术难题,应用至5G基站后其性能、功耗、重量显著优于国外厂家,实现技术和产品全面领先,该优势积累在6G分布式MIMO技术中有望继续发挥关键作用。

分布智简架构方面,我国企业主导了5G网络架构研究,并在5G商用中积累了丰富经验,目前中国移动已经提出面向6G的新型网络架构和指标体系,在业界产生较大反响。

AI与通信一体化设计方面,中国移动等企业已经在5G网络中实践AI和大数据驱动的网络智能化转型,围绕网络运维、网络优化、智慧服务、能效管理等领域开展20余项应用探索,目前正在面向6G布局研究更为体系化的智能化网络架构和新型算法。

感知与通信计算一体化是我国重点布局的方向之一,我国高校、企业已经较早投入研究,在关键技术、产品解决方案、验证系统等方面取得重要进展。

智能超表面技术有望提升网络覆盖质量、容量,是6G的重要研究方向之一,国内高校的研究和国外基本同步,创新提出的“基于电磁超材料的信息调制发射机”,实现了该技术方向的重大突破,已经在军事和民用领域落地应用。

产业赋能:为数字经济发展提供泛在连接

5G的价值在于应用,而且相比前几代技术,5G从C端个人市场全面向B端行业市场渗透。其大带宽低时延高可靠的综合能力,为工业互联网发展提供了坚实的基础。

易芝玲指出,随着制造业信息化程度的不断提升,工业设备与终端形态更加丰富,能力不断升级,在设计、生产、物流等不同环节呈现出无人化与数字孪生的新趋势,亟需6G提供智能人机交互、智能体交互和虚实系统交互能力,实现以工业机器人为基础的无人化制造。以无人车和无人机为基础的无人化物流,以数字孪生车间为新形态的设计、制造和检修体系,以沉浸式交互为主的远程作业和质检等诸多新业态……这些工业互联网新愿景,均需要6G与制造业同步设计,产业成熟度对齐,跨领域知识融合,以嵌入式分布式智能为立足点,实现工业互联网的再升级。

与此同时,为了应对数字经济发展带来的信息处理需求压力,6G需要构建更加强大的端到端信息处理能力,成为通信网络、感知网络、算力网络融合的智能网络。6G通信能力也要更加强大,全球覆盖,速率更高,为数字经济发展提供泛在连接,毫米波、太赫兹、可见光通信和低轨卫星通信产业迎来机遇。

不仅如此,6G还将具备内生计算能力,成为国家算力基础设施的重要组成部分,为数字经济发展提供泛在计算,国产化通用计算、专用计算、先进计算和类脑计算等产业将蓬勃发展;因为具备内生感知能力,6G成为数字世界与物理世界的桥梁,小型化雷达传感器产业空间将持续增长;6G与人工智能产业融合发展,推动网络智能化,加速智能化应用发展,AI芯片、算法与学习框架将迎来新一波增长;6G与公共基础设施与行业基础设施融合发展,成为数字经济发展的信息基础设施。

美好愿景:万物智联,数字孪生

《6G总体愿景与潜在关键技术白皮书》指出,6G将在5G基础上从服务于人、人与物,进一步拓展到支撑智能体的高效互联,实现由万物互联到万物智联的跃迁,最终助力人类社会实现“万物智联、数字孪生”的美好愿景。

易芝玲表示,基于这一愿景,我们的生活将会发生翻天覆地的变化。全息通信将广泛应用于文化娱乐、医疗健康、教育、社会生产等众多领域,使人们不受时间、空间的限制,打通虚拟场景与真实场景的界限,使用户享受到身临其境般的极致沉浸感体验。这在很多欧美科幻片里也有介绍,比如《钢铁侠》里的主角通过全息式交互方式设计新型武器,以及《王牌特工》里使用的全息会议等。

“数字孪生人”将通过数字孪生实现人的数字化,可预测人的身体运行状况和可能发生的亚健康状态。在这些状态发生前,在虚拟空间里形成治疗手段和措施,并且在“数字人”身上进行早期验证。确定可行之后,再在物理人身上实施,实现医疗健康服务由“以治疗为主”向“以预防为主”的转化,为人类健康生活提供保障,有望解决现在社会面临的就医难问题。

交通方面,全自动无人驾驶将大行其道,进一步模糊移动办公、家庭互联、娱乐生活之间的差异,开启人类的互联美好生活。通过有序运作“海-陆-空-太空”多模态交通工具,人们将真正享受到按需定制的立体交通服务。新型特制基站同时覆盖各空间维度的用户、城市上空无人机等,6G将利用无线通信信号提供实时感知功能,获取环境的实际信息,生成超高分辨率的图像,在完成环境重构的同时,实现厘米级的定位精度,为人类塑造可信安全的交通环境。

这些愿景依赖于网络与终端感知与通信能力的提升,通信感知一体化技术将是关键,可以通过共享频谱、共享硬件,在实现带宽通信的同时,实现泛在感知。

“甚至在太空也可以和地球实时互动,”易芝玲说,“未来的‘天宫课堂’将不仅是‘太空教师’单方面授课,还会实现多人远距离实时全息交互,地球上的学生们可以随时随地共同沉浸到虚拟太空世界,坐在家中便可漫步浩瀚太空,体验宇航员们的生存环境和生活方式,甚至与远隔千里的宇航员们拥抱和握手。”基于数字孪生技术,还可以实现教育方式的个性化和教育手段的智慧化,结合每个区域个体的特点和差异,实现智能化因材施教。

易芝玲指出,当前,各个国家都在加速研发6G移动通信技术,尤其美国高度重视6G研发,明确表示与中国竞争,其Next G联盟禁止中国公司加入,6G能否形成类似5G的全球统一标准,目前依然存在不确定性。

易芝玲建言,我国应继续保持3G-5G时代在国际标准组织中积淀的影响力,加大与ITU、3GPP等移动信息领域国际标准组织和平台的紧密合作,全面提升在学术界、产业界的影响力,扎实做好技术标准储备,为6G国际标准制定布好局。同时,以开放心态加强与欧盟和日韩在6G领域的合作,维护正常国际交流,全力推动6G朝着全球统一标准和生态的方向发展。

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