6G相比5G有哪些飛躍？ 5G尚未普及，研究6G有何意義？

5G的G是英文Generation的縮寫，也就是“世代”的意思。指第五代移動通信技術(shù)(5th Generation Mobile Communication Technology，簡稱5G)是具有高速率、低時延和大連接特點的新一代寬帶移動通信技術(shù)。5G通訊設(shè)施是實現(xiàn)人、機、物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。5G的出現(xiàn)是又一次的通信技術(shù)革命，不僅實現(xiàn)人與人、人與物的連接，還將實現(xiàn)物與物的連接。通俗的比喻就如同大哥大變成智能手機，是一種大幅度的技術(shù)變革性升級。

5G的三大類應(yīng)用場景，即增強移動寬帶(eMBB)、超高可靠低時延通信(uRLLC)和海量機器類通信(mMTC)。增強移動寬帶(eMBB)主要針對移動互聯(lián)網(wǎng)流量爆炸式增長，為移動互聯(lián)網(wǎng)用戶提供更加極致的應(yīng)用體驗。據(jù)相關(guān)互聯(lián)網(wǎng)報告顯示，世界上較快的4G網(wǎng)速是挪威的(平均63 Mb/s)，較快的寬帶網(wǎng)速是新加坡的(平均189 Mb/s)，但它們都沒有5G的網(wǎng)速快。5G的用戶體驗速率達1Gbps，也就是理論上5G的網(wǎng)速可能達到10000 Mb/s。有了5G以后，下載一部4K電影，可能只需要幾秒鐘。

超高可靠低時延通信(uRLLC)主要面向工業(yè)控制、遠程醫(yī)療、自動駕駛等對時延和可靠性具有極高要求的垂直行業(yè)應(yīng)用需求。網(wǎng)絡(luò)延遲是目前的4G和寬帶普遍存在的現(xiàn)象，會導(dǎo)致玩游戲、看視頻等出現(xiàn)卡頓，在自動駕駛方面則影響更大。5G就能很好的解決這一問題。5G的網(wǎng)絡(luò)時延低至1ms，也就是1毫秒。1毫秒什么概念?就是千分之一秒。讓使用者幾乎感覺不到卡頓，能實時收發(fā)信息。

海量機器類通信(mMTC)主要面向智慧城市、智能家居、環(huán)境監(jiān)測等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標的應(yīng)用需求。5G的用戶連接能力達100萬連接/平方公里。意味著單位面積內(nèi)能連接更多的設(shè)備而不會出現(xiàn)擠爆網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)象，從而實現(xiàn)萬物實時智能互聯(lián)。

移動通信已經(jīng)歷了1G、2G、3G、4G的發(fā)展，一直保持著每十年一代技術(shù)的發(fā)展規(guī)律。1G即第一代移動通信系統(tǒng)主要用于提供模擬語音業(yè)務(wù);到2G，實現(xiàn)了模擬通信到數(shù)字通信的過渡，移動通信走進了千家萬戶;再到3G、4G，實現(xiàn)了語音業(yè)務(wù)到數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)變，傳輸速率成百倍提升，促進了移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及和繁榮。

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，新服務(wù)、新業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量爆炸式增長，5G也就應(yīng)運而生。5G作為一種新型移動通信網(wǎng)絡(luò)，不僅要解決人與人通信，為用戶提供增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實、超高清(3D)視頻等更加身臨其境的體驗，更要解決人與物、物與物通信問題，滿足移動醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求。并將滲透到經(jīng)濟社會的各領(lǐng)域，成為支撐經(jīng)濟社會數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵新型基礎(chǔ)設(shè)施。

5G技術(shù)首先由歐盟投資研發(fā)，但韓國是最先開發(fā)出5G技術(shù)的國家。在2013年5月13日，韓國三星電子有限公司宣布，已成功開發(fā)第5代移動通信(5G)的核心技術(shù)，并預(yù)計將于2020年開始推向商業(yè)化。5G在國內(nèi)的正式商用時間節(jié)點是2019年10月31日，也是國內(nèi)三大通信運營商首次公布5G商用套餐的日子。于次日正式上線5G商用套餐，也就意味著從那一天起，國內(nèi)的5G開始正式推廣。截至2022年6月底，我國已建成5G基站185.4萬個，已經(jīng)覆蓋全國所有地市一級和所有縣城城區(qū)以及87%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)。中國的5G移動電話用戶超過4.5億戶，目前5G的技術(shù)標準由我國掌握。

在今年的“2022世界5G大會”上，6G的前瞻性研究成為了熱議點。這不僅是未來數(shù)字創(chuàng)新發(fā)展的核心領(lǐng)域，也已經(jīng)成為大國博弈主戰(zhàn)場之一。

“每一代移動通信的商用之時，都是新一代移動通信研發(fā)之時。”中國工程院院士鄔賀銓表示，目前處于6G的早期愿景研究階段，全球相關(guān)組織正在積極討論6G的愿景需求，并進行關(guān)鍵技術(shù)的研究。未來，6G將全面支撐全社會的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)智聯(lián)物理世界和數(shù)字世界。

目前，很多國家和廠商不約而同地開始6G技術(shù)預(yù)研，搶跑6G。國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)布的《6G通信技術(shù)專利發(fā)展狀況報告》顯示，中國在全球6G通信技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量占比超過三成，位居全球首位。

5G-A到6G循序漸進

在5G已經(jīng)開始商用的今天，5G技術(shù)還在不斷向前發(fā)展。作為5G標準第一階段的最后一個版本——R17標準凍結(jié)，也意味著3GPP(第三代合作伙伴計劃，是一個國際標準化組織)面向5G-Advanced(即5G技術(shù)的擴充與增強，簡稱5G-A)的標準制定工作將全面展開。5G-Advanced將為5G后續(xù)發(fā)展定義新的目標和新的能力，通過網(wǎng)絡(luò)演進和技術(shù)增強，使5G產(chǎn)生更大的社會和經(jīng)濟價值。

未來移動通信論壇常務(wù)副理事長張新生告訴21世紀經(jīng)濟報道，5G-Advanced是5G發(fā)展的必經(jīng)階段，5G-Advanced極大提升了5G的網(wǎng)絡(luò)性能，也豐富了5G應(yīng)用場景，跳過5G發(fā)展6G是不現(xiàn)實的。5G-Advanced對于發(fā)揮5G在數(shù)字經(jīng)濟時代的更大價值夯實了基礎(chǔ)。

浙江大學(xué)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展研究中心教授房漢廷提醒，目前5G增強技術(shù)標準仍在繼續(xù)演進，實現(xiàn)創(chuàng)新引領(lǐng)的支撐舉措還需進一步強化，滿足垂直行業(yè)應(yīng)用的5G增強技術(shù)與標準研發(fā)尚未完成，當(dāng)前已經(jīng)完成的5G R15、R16標準尚不足以完全滿足垂直行業(yè)應(yīng)用需求，在R17等5G后續(xù)版本國際標準制定、設(shè)備研發(fā)、測試驗證等方面，中國現(xiàn)有優(yōu)勢能否持續(xù)，尚有諸多不確定性因素。

“一般來說，每一代移動通信技術(shù)發(fā)展的周期大約為10年，那么在6G到來之前，還有很長的時間來推動5G繼續(xù)向前發(fā)展。我們今天研究的很多技術(shù)，很有可能它會成為6G的技術(shù)助力之一?！备咄ü局袊鴧^(qū)研發(fā)負責(zé)人徐皓說。

徐皓指出，實際上并不是每一個技術(shù)都會完全按照10年周期被引入，如果想在下一代無線通信中引入人工智能(AI)技術(shù)，那么就需要在5G或5G-Advanced中率先進入規(guī)劃和研究，未來在6G的標準中也能得到進一步推廣和應(yīng)用。

那么，在可以展望的未來，6G的到來會給社會生產(chǎn)生活帶來怎樣的改變呢?

華為無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線副總裁、6G首席科學(xué)家王俊指出，6G不僅是能力的升級，在5G的基礎(chǔ)上會發(fā)展出智能與感知兩個關(guān)鍵場景。6G將會成為人工智能普及的關(guān)鍵因素，將智能帶給每個人、每個家庭、每輛車、每個企業(yè)。

具體而言，6G將有六大典型應(yīng)用場景，包括：分布式聯(lián)網(wǎng)機器學(xué)習(xí)與互聯(lián)AI，感知、定位與成像，以人為中心的沉浸式通信，智慧城市與智慧生活，全功能工業(yè)4.0及其演進，移動服務(wù)全球覆蓋。

中國信科集團副總經(jīng)理、專家委主任、無線移動通信國家重點實驗室主任陳山枝指出，相對于5G，6G需要進一步解決廣域覆蓋和局部覆蓋的問題。廣域覆蓋需要依靠星地融合移動通信實現(xiàn)，而局部覆蓋則要以較高的帶寬和通信容量支持虛擬世界、沉浸式元宇宙體驗，未來會形成以用戶為中心的6G接入架構(gòu)，這將是6G帶來的巨大變革。

鄔賀銓強調(diào)，當(dāng)前準確預(yù)測2030-2040年移動通信需求的難度，不亞于對新技術(shù)的探討?！靶枨蟛皇窃礁咴胶?，不能只是服務(wù)小眾市場，沒有大眾剛需支撐不了6G的產(chǎn)業(yè)，6G可以引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游發(fā)展，但過于超前脫離產(chǎn)業(yè)生態(tài)可能會導(dǎo)致英雄無用武之地?！?

中國工程院院士張平指出，6G在演進過程中的四個堵點，一是引領(lǐng)性基礎(chǔ)理論欠缺;二是必要支撐環(huán)節(jié)基礎(chǔ)薄弱;三是“殺手級”應(yīng)用平臺尚缺;四是開源生態(tài)尚未完備，需要嚴防未來移動通信形成新生堵點。

對于如何打通這些堵點，張平認為，需要以智簡為移動通信系統(tǒng)設(shè)計核心理念，短期紓解高端芯片“卡脖子”難題，長期實現(xiàn)理論原始創(chuàng)新和新模式生態(tài)構(gòu)建，賦能移動通信可持續(xù)發(fā)展。

最近，由未來移動通信論壇和紫金山實驗室共同主辦的第二屆全球6G技術(shù)大會，以線上全球多地遠程互動的方式舉行。大會圍繞6G關(guān)鍵技術(shù)場景等11項主題展開交流，并發(fā)布一共13本白皮書，全面展現(xiàn)了目前行業(yè)對于6G技術(shù)研發(fā)的創(chuàng)新思路及最新成果。

相比于5G，6G有哪些質(zhì)的飛躍?5G現(xiàn)在仍“超標”，6G對我們來說又有何意義?應(yīng)該如何把握6G的發(fā)展機遇?一個新的通信標準想在全球范圍獲得認可需要具備什么條件?

6G相比5G有哪些飛躍?

6G，即第六代移動通信技術(shù)。6G在5G的基礎(chǔ)上又一次實現(xiàn)了移動通信技術(shù)質(zhì)的飛躍。6G的網(wǎng)絡(luò)接入速度比起5G有指數(shù)級的提高毋庸置疑，但它的亮點可不僅限于此。

相比于5G，6G的第一個質(zhì)的飛躍在于智能化。在6G以前，無論是4G還是5G，都只是連接人與人、物與物，以及物與人的網(wǎng)絡(luò);但6G不僅是一個網(wǎng)絡(luò)，更是一臺巨型的覆蓋全球的人工智能計算機，6G實現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)真正的統(tǒng)一。

通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)實際上是兩個不同的事物：通信網(wǎng)的基礎(chǔ)作用是建立通信的接口，通信網(wǎng)建立后，人們可以通話，可以傳遞信息;而互聯(lián)網(wǎng)在本質(zhì)上是一個“計算機的網(wǎng)”。在6G以前，互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)唯一的聯(lián)結(jié)在于通信網(wǎng)為互聯(lián)網(wǎng)的連接提供物理基礎(chǔ)?；ヂ?lián)網(wǎng)要想實現(xiàn)局域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間的連接，必須依托通信網(wǎng)絡(luò)，例如各大運營商提供的基礎(chǔ)光纖、各種通信基站等就是實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)連接必要的物理基礎(chǔ)。6G在通信網(wǎng)的基礎(chǔ)上融合了計算的功能，形成了一個遍布全球的、移動狀態(tài)的、泛在化的計算機。

6G另一個質(zhì)的飛躍在于為“數(shù)字孿生”提供新機遇?！皵?shù)字孿生”概念在上個世紀70年代末80年代初就已提出，它是指在信息空間中建構(gòu)一個和物理世界一模一樣的物體，最早應(yīng)用于飛機制造。波音公司最早引入“數(shù)字孿生”技術(shù)，在賽博空間中制造一個虛擬的飛機，同時在現(xiàn)實工廠生產(chǎn)組裝。這種孿生體后來在數(shù)字制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。有觀點認為，6G網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)實和虛擬的完整的孿生鏡像。但工信部互動媒體產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、數(shù)字文化工作組組長、專家委委員包冉認為，“數(shù)字孿生”在6G時代可能還無法達到完美狀態(tài)，需要技術(shù)的進一步發(fā)展。

5G尚未普及，研究6G有何意義?

5G目前尚未大范圍普及，4G對于普通消費者來說也足以滿足日常使用，那么6G的研發(fā)是否過于超前，它的現(xiàn)實使用意義又體現(xiàn)在哪?

包冉表示，通信信息應(yīng)用三分天下，分為To C(面向一般用戶)、To B(面向企業(yè)客戶)、To G(面向政府客戶)。我們?nèi)粘Ｋ⒍桃曨l、看直播、使用社交網(wǎng)絡(luò)等行為屬于典型的To C端應(yīng)用，To C端應(yīng)用主要涉及生活娛樂和日常消費。目前4G確實已經(jīng)可以滿足To C端應(yīng)用。但5G乃至未來的6G的主要服務(wù)端口并不是To C端，而是To B和To G端，即為企業(yè)和政府提供服務(wù)。

首先，6G可以為生產(chǎn)制造提供更好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。無論是農(nóng)業(yè)、工業(yè)還是服務(wù)業(yè)，當(dāng)前都需要依托信息產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)融合發(fā)展，所以6G在To B端大有可為。

在To G方面，主要是助力政府治理。一方面6G能夠協(xié)助政府治理網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，它能夠提供更高的網(wǎng)絡(luò)算力。另一方面，6G能為社會正向發(fā)展賦能。數(shù)字信息時代，如何消弭數(shù)字鴻溝是一個巨大的社會治理難題，但越是難題越是隱藏著巨大的機遇，越是欠發(fā)達的地區(qū)，它的發(fā)展?jié)撃茉酱螅?G乃至6G的發(fā)展能夠為欠發(fā)達地區(qū)修筑信息高速公路提供機遇。

近日，在正舉辦的2022年新智者大會上，中國工程院院士鄔賀銓發(fā)言稱，AI的應(yīng)用目前才剛剛開始，大家不必過渡擔(dān)憂AI會取代人類。因為AI在取代一些工作崗位的同時也在創(chuàng)造一些崗位。

對于5G，鄔院士認為移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步?jīng)]有止境，5G依然需要在網(wǎng)絡(luò)覆蓋度、技術(shù)演變進化以及應(yīng)用體驗等方面進行提升。

另外，正對正在研發(fā)中的6G技術(shù)，鄔院士認為6G研發(fā)需要吸取5G的經(jīng)驗，不能只把峰值速率提升1000倍作為目標，還需要考慮如何滿足大眾需求。例如如今的5G內(nèi)容供應(yīng)商還沒有跟上，收費也比較昂貴，限制了用戶的體驗。

對于5G人們已經(jīng)不陌生，從手機到工業(yè)到醫(yī)療各領(lǐng)域都在提及應(yīng)用5G技術(shù)。但是你真的了解5G嗎?2022年8月10日世界5G大會在哈爾濱盛大啟幕，作為世界上首個5G領(lǐng)域的國際盛會，本屆大會以“筑5G生態(tài)，促共創(chuàng)共利”為主題，匯聚世界5G發(fā)展的最新成果和觀點，迎來了5G新的高光時刻。