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陈山枝:6G,通信与感知、智能、计算的跨界融合

8月30日,2021世界5G大会——未来信息通信技术国际研讨会在京举办。会上,中国信科集团副总经理、专家委主任、无线移动通信国家重点实验室主任陈山枝作了题为《6G:全域覆盖、场景智联》的主题演讲。

以下为演讲全文:

最近确实6G比较热,但我们还在讨论6G的一些愿景以及可能的关键技术,最近两天我看见了一个报道,6G的专利中国占了多少,所以我搞不明白这是从哪里来的,现在业界还在讨论6G的愿景以及潜在的技术,今天我报告的题目是“6G全域覆盖场景智联”。

1G发展到5G,其实每个功能都在不断增强,到了6G更重要的是覆盖,刚才陆院士也有提到,其实1G到5G基本上还是服务于人的,所以从地球表面上只覆盖了6%的面积,因为覆盖陆地面积也就20%。移动通信的覆盖由于技术经济学的原因,只和人口密度经济发达相关,如果5G走向万物互联就是面临很大的挑战,包括人类活动的扩展,各个行业数字化的过程。未来6G其实是需要智能化场景,包括网络空间与人类物理世界的深度融合,可能这是我们面临6G的一个未来的愿景。

实际上5G有几个指标,EMBB的增强、万物互联和低时延高可靠,5G面向行业的应用仍然在不断拓展和创新的过程,但是展望未来的6G,我想就是让全覆盖的移动宽带场景以及智能跨域的场景可能是未来6G需要面临和解决的问题。

6G将实现全域覆盖和万物互联,随着5G万物互联往前走,6G将为人、物、环境的感知以及虚拟空间提供一个连接的保障,成为社会和国家的核心基础设施,也为我们的产业升级、智慧生活、社会治理提供一个丰富的连接和服务,6G将会走向全域连接和万物互联。

覆盖范围更广、连接空天地,这和陆院士前面讲的基本一致,就是过去只覆盖城市,未来随着行业的应用和拓展,随着人类活动空间的扩展和随着军事应用,我们需要空天地融合的覆盖,任何人、任何物在任何时间、任何地点以任何方式接入、享受到信息服务,这是我们希望6G能够达到的,目前5G很难达到,需要卫星升空平台、无人机通信等等各种手段综合提供。

深度覆盖、密集连接。广域覆盖之后,6G还会往深度覆盖,因为沉浸式的体验,包括现在看个游戏和视频节目,喜欢看一个运动员特写动作,所以需要更多深度的覆盖。我们需要利用高频度的展播、大规模的天线实现无处不在、相对更深度的覆盖。

扩展覆盖对象、连接环境感知。刚才说过,原先我们是为人服务的,未来到5G的时候需要给物,再往前走可能要有覆盖环境感知,通过无线感知的技术、通信技术和环境感知的连接实现连接环境感知。当然,中间的技术会有主动式、被动式、交互式,由于时间关系就不再展开。

覆盖虚拟化、连接虚拟空间。到了6G时代,其实5G才刚刚开始,很多虚拟现实、AR和VR等等,到了6G可能更需要深度,所有数字化生产、人类社会的活动都需要跟数字孪生相结合,实现无缝连接,通过人工智能和大数据实现对我们物理世界的控制、优化、预测、决策的改善,服务于我们人类的生活、生产和社会治理。

6G将实现跨界的融合、场景的智联。过去基本上1G到3G就是通信,到了4G和5G会有很多计算的能力接入,移动互联网到5G的时候更强调感知,这些技术在5G时代还是比较初步的,到了6G时代通信、感知、计算和智能会深度融合,包括我们也有很多支撑的技术、产业链的创新也会发生一些变化。

通信和感知的融合是我们一直想做的,大家知道移动通信在城市当中覆盖的密度已经很高,但现在无人机要去感知的话还是蛮难的,不可能靠大量的雷达,能不能讲通信和无线感知的技术相结合,能够感知这些物理环境,所以跟我们的大数据相结合。由于我们的覆盖越来越小、天线数量越来越多,所以利用无线感知的手段丰富对用户环境感知的可能性是很大的,未来6G肯定会变成一个趋势。

通信和智能的融合大家也都非常清楚,随着无线数据移动通信的发展和大数据的发展,数据量越来越大,我们要解决的问题也越来越复杂,可能智能是作为一种服务,物理层可以解决数字处理复杂度的问题,无线接入网可以解决无线资源管理和覆盖的问题,核心网可以解决业务智能管理,网络运营也实现运营商特别希望将AI技术支撑更好地做网络规划和运行维护,智能本身可以作为一种服务,数据的训练、推演和机器学习都作为一种服务。

通信与计算的融合,可以看到现在端云的架构未来会向端边云网都具有计算的能力,特别是刚才陆院士提到的特别好的趋势,未来我们想做的就是通信和计算资源可以互换,当然可能需要很多特定的技术支撑,通信的算力和计算的算力、业务的算力能够互换,这样的话达到网络能力带宽的优化和均衡。

通信感知的计算更往前走,三者融合使能场景智联,今天我们不一定能够完全想像得到,如果无线感知获取场景的变化,利用通用的计算端边云协同计算解决连接的问题、感知的问题、服务的问题。

目前面临的最大问题是频谱稀缺下的频谱协同共享,我自己对钛赫兹也是这样认识的,现在没有解决大规模商用,需要解决我们在无线传播700兆到6G赫兹频段以及利用效率极低的问题,70G赫兹的时候很容易找出20G、10G、5G赫兹,但那个频段很不好用,所以现在我们频谱都分配出去了,因为频谱分配是独占的,所以利用效率很低,如果从空间和时间的维度来看,未来频谱规划的时候有一个频谱重构和频谱共享的问题,能不能有一个人工智能的技术和通信环境感知结合,就是通过频谱共享提高我们现有频谱的利用率以及高频段的应用。

空天地一体化以后,我们对空天地频谱的协同、共享技术其实是未来6G需要提上来的,不然的话6G会面临很大的挑战。

6G会提供连接、感知和算力的能力网络,过去我们讲通信能力就是提供连接,6G会提供感知的能力,也会提供算力,我们可能需要从过去的控制面、用户面加上一个感知面和智能面,通信行业讲的就是控制面和用户面,到了今天还是这样,我们会不会有一个智能面和感知面实现?

控制面的增强和协议站的简化是需要的,虽然本身世界很复杂化,但协议本身需要简化,能够让我们的控制面更便捷地支持多种能力用户的定制和感知的应用,满足各行各业的定制需求。

最后的趋势就是数据的本地化,包括数据归属的问题,其实这不是归属,数据本身就是有归属权的,可能你只有使用权,使用权还是受限的,归属权是很明显的,所以数据本地化的未来趋势很明显。6G的速率越来越高,感知数据AI引入,数据量其实越来越大,摩尔定律也是这样,集成电路领域下有各种新的方法推进,毕竟整个相对过去来说,随着人类通信技术感知数据量的增加,其实算力是面临很大的瓶颈,过去我们搞光通信的时候感觉光通信不是瓶颈,后来到了移动通信发现光通信是瓶颈。6G前传、中传、后传的数据传输都会出现瓶颈,所以出现瓶颈以后是不是本地处理掉,不需要传到云上处理?各种数据保护的要求,企业敏感数据的脱敏,国家出台了很多汽车行业个人敏感数据、汽车数据的保护,包括场景智能的感知,包括和端边云相结合,所以未来数据的本地化在移动通信的蜂窝网络都会在6G当中得到体现。

关于接入的分布式、开放性和智能化,这些不是和O-RAN一样的观点,我们未来的架构可能会趋向于分布式、相对开放和智能化,所谓的开放就是可以远程控制,引入新的技术,这样的话对未来通信计算、感知和智能能够更好地一体化设计,需要我们更好的System Architecture。


今天和大家分享的是我们关于6G的三个观点和几个趋势,谢谢大家!


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