6G已來

綜合報道/本刊高級主筆 徐姝靜

“商用一代，研發(fā)一代”。這是通信行業(yè)長期以來約定俗成的規(guī)則。眼下，盡管我們剛剛習慣與5G共處，甚至還沒有盼來它的“殺手級”應用，在另一個時間表中，6G即已箭在弦上，蓄勢待發(fā)。

5G 速度的100 倍

某種意義來說，“80后”是完整體會通信技術變遷給生活帶來巨變的一代。

1G時代，“大哥大”是當時人們追求時髦、走在時代前沿的象征。

2G時代，只能儲存200條短信的手機，讓年輕的戀人們焦急地等待著緩慢但甜蜜的“戀愛訊號”。

3G時代，讓青春告別了痛苦加載圖片的回憶，并打開了移動互聯(lián)網(wǎng)繁榮的大門，QQ的提示音成了年輕人最美好的青春之聲。

4G時代，隨著移動網(wǎng)速變得更快，購物、訂餐、租房、直播、游戲、學習等工作生活的一切，足不出戶，一部手機全部搞定。至此，國民生活模式徹底改變。

相信很多人都還記得，工業(yè)和信息化部2013年向中國移動、中國電信和中國聯(lián)通發(fā)布4G牌照時，有媒體將3G通信喻為高速公路，而4G通信則是極帶科技感的磁懸浮?！跋螺d一首歌曲僅需1秒鐘、10秒鐘即可下載一部高清電影、電視電話會議交互延時在一秒以內(nèi)、多路高清視頻可同時流暢播放稱為第四代移動通信(4G)時代，為我們描繪的美好前景著實令人憧憬?！?/p>

4G帶來的一切被壓縮為“速度”二字衡量，速度的變化也讓人們真切體會到背后生活方式的變化。

現(xiàn)如今，“5G是10倍于4G的速度，而6G將是5G的100倍。”僅僅這一句，就足以讓消費者再次浮想聯(lián)翩。

中國信息通信研究院牽頭成立的IMT-2030(6G)推進組在《6G總體愿景與潛在關鍵技術白皮書》中，曾這樣描述6G應用于生活后的場景——

遠隔重洋的家庭成員或許不會再為見面而跨越大半個地球，通過感官互聯(lián)設備將會讓他們感受到一個擁抱、一次握手的溫度；坐在家中便可漫步馬爾代夫海灘，體驗沙子滑落指間和海風沁人心脾的感覺……

2030年，這是學術界和產(chǎn)業(yè)界對于6G投入應用時間的預測。專家表示，這一時間不受5G應用的影響。業(yè)內(nèi)普遍認為，6G網(wǎng)絡是5G的延伸。

“這一迭代可能并非革命性的，但卻能讓我們在5G時代提出的眾多應用和場景的設想，完全成為現(xiàn)實”，通信專業(yè)博士、中國科普作家協(xié)會會員張弛預測，元宇宙、全息影像、虛擬現(xiàn)實、無人駕駛等智能應用都將在6G時代迎來蓬勃發(fā)展。

6G在多項關鍵指標上比5G有數(shù)倍甚至上百倍提升，將給一些應用場景帶來顛覆式革新。因此，6G已然成為各國政府及科技巨頭激烈爭奪的下一個技術高地。

全球漫游無盲區(qū)

今年4月，中國航天科工二院完成國內(nèi)首次太赫茲軌道角動量的實時無線傳輸通信實驗，在新型頻譜技術上邁出關鍵一步。這被業(yè)界視為6G技術取得巨大突破的標志性事件。

那么，速度更快的6G來了，會發(fā)生什么？在十幾年之前，這似乎是一個需要科幻小說家來完成的事情——幻想未來。而現(xiàn)在，可以說這已成為每個人都能看見的未來。

從2019年至今，以移動通信產(chǎn)業(yè)為代表的產(chǎn)學研各界，已從初期對6G天馬行空式的暢想、討論和研究中，漸漸梳理出更為清晰、有針對性的推進思路。

2023年6月12日-22日，國際電聯(lián)完成《IMT面向2030及未來發(fā)展的框架和總體目標建議書》，并在相關會議上公布，被視作“為全球6G發(fā)展確定框架和總目標，為業(yè)界6G的研究與產(chǎn)業(yè)化推進提供基本遵循”的綱領性文件。

增強移動寬帶、海量物聯(lián)網(wǎng)、低時延高可靠是5G的三大典型場景，6G將在5G三大典型場景上增強和擴展。建議書明確，6G的六大場景主要為：含沉浸式通信、超大規(guī)模連接、極高可靠低時延、人工智能與通信的融合、感知與通信的融合、泛在連接等。也就是說，比起5G，6G將實現(xiàn)更廣泛的覆蓋。

中國工程院院士、紫金山實驗室主任劉韻潔曾指出，“盡管全球大量建設5G基站，但是離全球覆蓋的目標仍然很遠。”這背后的主要原因是5G地面基站對地理環(huán)境的要求較高，導致荒漠、深山，亦或者遠海等非陸地區(qū)域，長期以來成了通信信號的建設“盲區(qū)”。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，到今天為止，地面移動通信系統(tǒng)只覆蓋了20%的陸地面積，僅占地球表面積約6%。據(jù)國際電信聯(lián)盟ITU計算，全球范圍內(nèi)，大致有近30億人無法接入互聯(lián)網(wǎng)。

“5G難以覆蓋全部陸地，況且陸地在地球上只占了29%，其余區(qū)域需要靠6G衛(wèi)星通信來補充”，中國科學院院士、中國工程院院士李德仁指出。

“與5G不同，6G的目標和特點是空天地海一體化覆蓋”，劉韻潔指出，“隨著6G進入太赫茲這樣一個高頻應用的頻譜，未來廣域覆蓋可以走向空中，經(jīng)由衛(wèi)星往下覆蓋。”

簡單來說，就是6G通信信號將一改過往“從地面發(fā)射”的模式，經(jīng)由衛(wèi)星等“從天而降”，這將徹底解決山區(qū)、海洋、草原、荒漠等偏遠地區(qū)的網(wǎng)絡覆蓋問題，實現(xiàn)全球高速網(wǎng)“無死角”。

“6G會帶來真正的星地融合”，中國信息通信科技集團有限公司總工程師陳山枝認為，在6G時代，陸地移動通信跟高、中、低軌衛(wèi)星的有機融合，將實現(xiàn)任何人、任何物在任何地點、任何空間及任何時間無縫全球接入和漫游切換。

萬物智聯(lián)新世界

實際上，萬物互聯(lián)在物理層面上早已發(fā)生：熱心的大哥從東北背來一包人參，或者從山西帶來一桶陳醋，人們就能品嘗到另一方特產(chǎn)的味道；香港和廣州的手表運往北京，就會成為風靡一時的時尚之巔。這是最初的物和人的聯(lián)結(jié)與融合，靠的是腳步和各種交通工具。

之后，從電話、BP機、大哥大到手機、智能手機的不斷演進，技術上也從模擬電話、數(shù)字電話、2G、3G、4G快速迭代。技術的進步應接不暇，同時不斷催生嶄新的生活方式。

如果說，“5G”打通了平面世界中的“萬物互聯(lián)”，那么“6G”將打造立體世界的“萬物智聯(lián)”

如今普通人都可以：足不出戶在家叫外賣享受美食；網(wǎng)上追劇可以一天追完看到爽，不用等上一周才看新的一集；網(wǎng)絡購物讓天下萬物皆可為我而選……我們正感知、親歷甚至創(chuàng)造著這一切。

從過去，人與物之間的直接接觸形成連接，到5G打通了平面世界中的“萬物互聯(lián)”，那么6G將打造立體世界的“萬物智聯(lián)”。

宏觀來看，6G將與先進計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等信息技術交叉融合，實現(xiàn)通信與感知、計算、控制的深度耦合，成為服務生活、賦能生產(chǎn)、綠色發(fā)展的基本要素。6G將充分利用低中高全頻譜資源，實現(xiàn)空天地一體化的全球無縫覆蓋，隨時隨地滿足安全可靠的“人機物”無限連接需求。

這一構(gòu)思與最早公開提出6G概念的英國電信集團公司（BT）首席網(wǎng)絡架構(gòu)師Neil McRae的想法相差無幾。他認為，6G是“5G+iii衛(wèi)星網(wǎng)絡”。通過衛(wèi)星，讓5G信號不需要基站就能實現(xiàn)全球覆蓋，從而實現(xiàn)更加廉價且快捷的互聯(lián)網(wǎng)連接，讓全球的網(wǎng)絡真正成為一個整體。

與5G相比，6G包含移動蜂窩、衛(wèi)星通信、無人機通信、可見光通信等多種網(wǎng)絡接入方式；可構(gòu)建空天海地一體化網(wǎng)絡，實現(xiàn)全球無縫連接；傳輸速率、端到端時延、可靠性、連接數(shù)密度等方面比5G會有更大幅度提升，以便滿足千行百業(yè)多樣化需求。在應用層面，6G在打造新一代智能網(wǎng)聯(lián)汽車、網(wǎng)聯(lián)機器人，構(gòu)建新型智慧城市群、智能工廠，實現(xiàn)混合現(xiàn)實全息通信等方面應用場景廣闊。

在21世紀走過23個年頭之后，6G正在用數(shù)字信息技術的“靈韻”驅(qū)動著萬物并作。

所有的技術似乎都在宣告，這一切是可以復制推廣的。而人類，距離神話又近了一步。

由于人類對未來的預測都跳脫不出當下技術和思維的限制，所以現(xiàn)實往往比預測更加精彩?；蛟S當6G時代真正到來之時，速度反倒成了6G最無聊的應用。

技術競爭“白熱化”

4G時代，中國還在追隨世界的腳步。華為推出的5G手機讓中國站在了世界通信行業(yè)的聚光燈下。6G時代，我國能否繼續(xù)領先，目前來看還是個未知數(shù)。

西方國家在5G上失去領先優(yōu)勢后，將6G視為重新贏回主動權的機會。于是，各國爭先出招，定規(guī)劃、砸重金、搞聯(lián)盟。

作為全球范圍內(nèi)第一個宣布啟用5G商用的國家，韓國政府宣布將投資2200億韓元發(fā)展6G通信產(chǎn)業(yè)，爭奪全球6G市場的主導權。為了掌握6G核心原創(chuàng)通信技術，韓國政府不僅花費巨額資金投資低軌道通信衛(wèi)星、超精密網(wǎng)絡技術等多個領域，還與芬蘭、美國等國聯(lián)手進行研發(fā)合作。

歐盟也啟動了6G研究項目Hexa-X，組織產(chǎn)學研各方為2030年左右啟用6G網(wǎng)絡做好技術準備。其中，德國更是宣布資助建立4個6G研究中心，計劃在未來5年投資7億歐元用于資助6G技術研發(fā)。

日本同樣開始了布局，一方面制定了B5G發(fā)展路線圖，另一方面與美國合作投資45億美元用于B5G/6G技術研發(fā)。

而早在2020年10月，美國電信行業(yè)解決方案聯(lián)盟就牽頭組建了“下一個G聯(lián)盟”，將高通、蘋果、三星、諾基亞等歐美韓通信和科技領域產(chǎn)業(yè)巨頭悉數(shù)納入其中。據(jù)公開資料顯示，聯(lián)盟戰(zhàn)略任務主要包括建立6G戰(zhàn)略路線圖、推動6G相關政策及預算、6G技術和服務的全球推廣等。這一聯(lián)盟也被視作美國遏制中國6G發(fā)展的“新發(fā)力點”。

有專家認為，從經(jīng)濟發(fā)展角度看，6G技術是未來數(shù)字經(jīng)濟時代的底層根基，掌握6G核心技術才能掌握數(shù)字經(jīng)濟時代的話語權；從科技革命的進程看，第四次工業(yè)革命智能制造時代已經(jīng)拉開帷幕，各國都在爭奪第四次工業(yè)革命主導權，6G的超低時延、超大連接、超大帶寬特性，是實現(xiàn)新一代智能制造、構(gòu)建智慧工廠的必由之路。

我國早在2019年就成立了國家6G技術研發(fā)推進工作組和總體專家組。不久后，工信部發(fā)布的相關發(fā)展規(guī)劃中提出了構(gòu)建6G愿景、典型應用場景和關鍵能力指標體系，并鼓勵企業(yè)深入開展6G潛在技術研究。

6G的研究對于中國尤為重要。中國工程院院士鄔賀銓曾在撰文中提到，“移動通信產(chǎn)業(yè)有一個規(guī)律：偶數(shù)代的很成功，奇數(shù)代的不那么成功。其原因可能是一代應用沒有跟上節(jié)奏，到下一代才發(fā)展起來”。

也就是說，因為前面幾代移動通信技術，中國都處于追趕狀態(tài)，節(jié)約了大量的試錯成本。5G開始同步商用，意味著要承擔更多的試錯風險，但同時也獲得創(chuàng)新機會。因此，中國要有做長期顛覆性原創(chuàng)技術研究的戰(zhàn)略定力，深入地進行基礎理論研究。

此外，鄔賀銓還強調(diào)，中國不能失去參加6G國際標準討論的機會。

3G、4G時代均出現(xiàn)過幾項標準并存的狀況。技術實現(xiàn)種類太多，導致國際標準制定復雜化，審核及推廣過程延長，也給終端廠商和消費者帶來麻煩。比如，消費者在部署不同標準的國家或區(qū)域間旅行，所持設備可能遇到兼容性問題。直到5G時代，各方才趨利避害，盡可能讓標準在技術上實現(xiàn)統(tǒng)一。

因此，鄔賀銓表示，6G時代在爭取技術領先的同時，要堅持改革開放，爭取同國際上的一些公司擴大合作，通過維持全球6G標準的統(tǒng)一，帶動移動通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展和移動通信服務的普惠。

雖然現(xiàn)在還沒到6G標準制定的階段，但是根據(jù)最新的數(shù)據(jù)顯示，在6G專利數(shù)目上，中國已經(jīng)做到了領先水平，而專利正是標準的重要基石之一。