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尤肖虎:6G与移动信息网络 |
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4月22日,第31届中国国际广播电视信息网络展览会开幕式暨主题报告会在北京首钢国际会展中心成功举办。中国科学院院士、紫金山实验室主任、东南大学教授尤肖虎,作题为《6G与移动信息网络》演讲。演讲内容全文如下: 从6G的特质以及它的发展演进开始,首先来看整个移动通信发展的脉络。今年是5G大规模商用的第五个年头,也是6G标准化元年,我们把整个移动通信发展脉络分成三个重要阶段:一是无所不在的语音服务。无论走到什么地方都可以打电话,就是1G和2G。二是无所不在的互联网。无论走到什么地方都能上网,就是3G和4G。三是无所不在的信息服务基础设施。除了人能够互联之外,还渗透到各行各业,成为全社会共享的普世性移动信息基础设施。这是我们目前所处的第三阶段。 什么是6G?2023年6月,国际电信联盟(ITU)6G发展愿景最重要的一张图就是这张。大家可以看一下,ITU 6G发展愿景图,中间的六边形分为绿色的三角,这是原来5G的能力。我们要把5G原有的能力进一步量级提升,这是6G要做的第一件事,在此基础上还要进一步扩展它的能力。 原来的5G三个角代表三种能力,超大带宽、海量连接mMTC(大规模物联网,更多称为海量机器类通信),以及超高可靠、超低时延,这是原来5G的三种能力。6G要进一步增强10倍到100倍,在此基础上还要拓展其它能力: 一是通感融合、通质融合、天地融合。我们叫“一极致,三融合”,即把5G的连接能力进一步推向极致,然后实现通感融合,把通信和感知都放到基站上,把AI嵌入到网络内部,还要实现“空天地”,比如无人机、卫星、地面网络的融合,这就是6G发展的愿景。围绕这个发展愿景,我们凝练了6G主要的发展新范式,三句话:超越连接、超越地面、DOICT(数据技术、运营技术、信息技术和通信技术融合)超融合。从1G到5G都是为了解决连接,但6G时代不仅仅是解决连接,而是通感一体。网络不但具备通信能力,还具备感知能力,也就是基站发信号时,利用它的回波信号就能感知到它的环境,所以它能够提供感知服务。此外,我们还可以提供AI服务。因为基站可以部署边缘算力,利用边缘算力服务于AI手机,提供算力服务;还可以提供安全服务、数据服务。未来的6G不仅仅是连接,可以提供综合性信息服务。 二是超越地面。传统的移动通信网络都是地面网络,到5G时代已经开始研究5G NTN(非地面网络),到6G时代预计能真正实现“空天地”一体化体系构架,其中一个非常重要的抓手就是手机直接。大家知道,全世界都在全力攻关手机智联,把手机直接和卫星连接,当地面网络没有信号时我们可以通过卫星直接打电话上网。正是因为这个应用,使得我们的体系必须统一,否则我们的地面4G、5G手机就没办法和卫星网络智联。所以,预计从今年开始到2035年最终实现“空天地”一体化,那时候可能到边远地区就不需要再建地面网络,直接通过卫星网络就能够实现所有手机的互联。 ICT(信息与通信技术)大家很清楚,4G和5G时代ICT超融合的特征是非常明显的,如网络虚拟化就是用ICT,到6G时代,DT(数据处理技术)必须融合进来。OT(工业现场网络技术)也必须融合进来,可以解决很多对时间敏感特性的应用。现在5G还做不到,比如5G不支持时间敏感特性和确定性特性,在6G时代将会把这个能力延伸到整个网络构架内,并给出了DOICT超融合的网络构架,包括如何用数据技术支撑数字孪生,在此基础上支持AI的应用。另外,将时间敏感特性和确定性特性嵌入到整个系统,这是DOICT超融合的基本特性。 人工智能和6G互为支撑。亦庄的机器人半程马拉松比赛,大家都期望少换电池,电池影响了比赛。原因是它需要内部计算,人工智能嵌入,算力比较重,耗电比较大。如果我们能提供强大的算力服务,它的智能部署在云端,就可以解决机器人耗电少、低成本、更智能化的问题。一方面,我们要赋能AI;另一方面,网络本身具备智能化的能力,能够感知用户、感知环境,能够最优配送资源,双向赋能。 这张图是5G、6G发展的演进路线图,目前我们正处于5G Advanced的发展阶段,会逐渐平滑演进到6G时代。 这是目前5G向6G演进关键候选技术的体系,目前全世界正在全力开展6G候选技术的筛选,预计2029年将会正式发布全世界6G技术标准。 下面,我们来看看6G和未来移动信息产业的发展。实际上,6G是构建新一代移动信息数字基础设施最核心的组成部分。2021年10月18日,中共中央总书记习近平在主持中共中央政治局就推动我国数字经济健康发展进行第三十四次集体学习时强调,要加快新型基础设施建设,加强战略布局,加快建设高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施,打通经济社会发展的信息“大动脉”。这里面的关键词在6G里都有非常重要的体现。 什么是移动信息网络?它是以6G技术为核心,面向信息服务全过程的新一代信息网络体系构架,是以通信网络技术为基础,融合了先进计算、人工智能、大数据,要实现无所不在的网络化极致连接能力,并且提供通信连接服务、感知服务、算力服务、AI服务、数据服务、安全服务一体化的信息服务,全面支撑未来智慧社会的发展。 我们认为,在十年之后,这样一个泛在的移动信息网络基础设施将带来全新的应用,包括云端大模型、亦庄的机器人,需要6G更强大的连接能力,带宽要宽、时延要低,还要可靠。只有这样,机器人的AI能力才能部署到网络边缘或云端,支撑人和AI的协同工作。广电部门今后工作努力的方向也是AI和人的协同工作,这是非常重要的方向,需要强大的连接能力支撑。包括AI眼镜,预计未来几年将会有非常大的发展。因此,我们认为,新一代移动信息基础设施将会支撑人类和工作方式的再次变革,这是整个体系的构架。还有产业体系,时间关系我不再展开。 这是四个最重要的发展趋势:一是物理现实空间向数字虚拟空间延伸。6G里一个非常重要的应用就是智能体通信,业界讨论得非常热烈。未来将会出现各种各样的智能体,它们是虚拟化的,看不见摸不着,对这类智能体我们怎样有效地支撑连接。二是覆盖。移动通信最讲究覆盖,过去是面向人的覆盖,将来万物互联,有物需要覆盖的地方就需要电波的覆盖,所以是按需覆盖,而不是按人覆盖。三是跨界融合。实际上,DOICT是计算、通信、控制、微电子、人工智能、数据的深度融合。四是能力进一步提升。成百倍、成千倍提升仍然是永恒的主题,我们国家在推动6G发展方面也走在前列,特别是推动全世界形成统一的发展愿景方面做了重要工作。 最后几分钟简单介绍一下我们紫金山实验室6G研发部门取得的最新进展:我们承担了国家6G专项的总体项目,提出了发展愿景,即全频谱、全覆盖、全应用、强安全,形成了有关能力建议白皮书,写入了ITU建议书,承担了一系列攻关项目,构建了端到端的实验平台。 这是我们的构架,它能够支持现有5G的频段,Sub-6G频段,以及毫米频段,还能支持高达300G的太赫兹频段。传输能力上,达到CAT6的传输能力,康普六类网线的频谱效率,以及微秒级的时延、分秒级的定位、毫秒级的实时智能。 在关键技术研发取得一定突破,我们提出了无蜂窝的智能化组网,打破过去蜂窝构架,利用云化和多个载体联合信号处理,能够解决在低空应用中现有5G干扰时难以控制的问题。与感知能力、容量和可靠性时延相比,现有的5G系统均有非常明显的性能增强。 这是我们实验的情况。提出了“一城一塔”的概念,在很多地方做了实验,解决老少边穷地区无人机部署、把农产品从山上运下来等一系列问题。 我的报告就到这里,不足之处请各位批评指正,希望社会各界共同努力,围绕着网络发展、6G发展以及广电的发展打造更美好的未来。 |
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