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6G还能做什么

苏鑫 ☉ 文 来源:中国科学院格致论道 2024-09-12 @ 哈希力量

【小哈划重点:第三个场景:全息通信。大家可能对全息投影并不陌生。2013年,周杰伦在演唱会上和“邓丽君”隔空对唱了一首《千里之外》,当时就是利用全息投影成像技术给人以裸眼3D的视觉体验。】

6G的愿景5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

今天可能有人会问,5G已经发展到万物互联这个阶段了,那6G还有什么用呢?5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

大家可能玩过《塞尔达传说》《赛博朋克2077》这类沉浸式游戏。在这些游戏里,无论场景如何精美逼真,情节多么跌宕起伏,我们从来不会觉得游戏里的角色就是自己,也不会认为游戏里的生活就是真实的生活。我们始终是一个游戏角色的操纵者。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

2018年,一部叫《头号玩家》的电影上映;近几年,许多知名的互联网企业开始布局元宇宙。这些都指向了同一个远方:在未来,人们可能构建一个平行于现实世界的虚拟世界。在这个世界里,“眼镜一戴,谁都不爱;闪展腾挪,升级打怪”,给人一种超强的临场感和沉浸感。而这些看似天马行空的设想,有可能在6G技术的助力下成为现实。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

在5G时代,人们通过万物互联可以收集大量数据信息,结合人工智能、大数据、云计算等技术,推动整个社会的数字化进程。而在6G时代,数字化程度会进一步加深。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

我想到了古希腊数学家毕达哥拉斯的一个著名观点——万物皆数。在6G时代,我们将用采集到的大量数据信息,建立物理世界的另一个孪生兄弟。这就是我们在阐述6G愿景时经常提到的“数字孪生”。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

这比起《头号玩家》里的场景更进了一步,因为它不仅仅是对现实世界1比1的还原和模拟。我们在这个数字世界里还可以模拟未来、预测未来,进而提前采取一些措施对现实世界进行干预。如果两个世界建立起紧密的联系,那就可以实现6G改变世界的愿景。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

6G愿景的另一个特点就是智慧泛在。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

在5G时代,我们已经有了智慧家居、智慧工厂、智能汽车,但这些设施是一个个孤岛。对这些技术,我们只能评价为聪明,但它们谈不上有智慧。在6G时代,科研人员有可能把这些孤立的设施有机地融合起来,通过学习、分析、预测,让它们对人类的行为进行合理化建议,让人感觉智慧无处不在。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

我选取了几个比较有意思的场景和大家一起畅想一下。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

第一个场景:数字孪生人。通过一些可穿戴设备和植入体内的传感器,科研人员可以深入地采集人体的一些信息,并用这些信息构建一个数字化的“人”的模型。基于这个模型,我们可以预测人体器官和系统可能出现的病变,进而提早进行人为干预,有效地预防卒中、心肌梗死这类疾病的发生,增加人类的生存机会。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

第二个场景:通感互联。未来可以传递的将不仅仅是图像、声音,还可能传递更多的感官信息,譬如嗅觉、味觉、触觉,乃至情感。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

试想有这样一对异地恋的情侣,他们最初是见字如面,纸短情长;后来是通宵打电话,意惹情牵;再后来是打视频电话,实时分享。但6G将可能让他们跨越千里相拥,让情意在电磁波中流淌。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

第三个场景:全息通信。大家可能对全息投影并不陌生。2013年,周杰伦在演唱会上和“邓丽君”隔空对唱了一首《千里之外》,当时就是利用全息投影成像技术给人以裸眼3D的视觉体验。而6G将让这种视觉技术拓展成具有可操作性的应用,我们通过移动通信网络,能实现多人远程实时互动。未来远隔重洋的亲人们可能就可以通过全息通信,齐聚在老房子的葡萄架下,一起寻找流逝的旧时光。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

这些愿景是十分美好的,但我们还是要回到现实,看看我们现在距离成熟的6G技术还有多远。其实,我们现在距离实现这些目标还有很长的路要走,这就需要我们继续探索和创新,持续突破6G的关键技术。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

6G的关键技术5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

6G的关键技术大致分成这4个方向:无线通信、无线组网、网络功能和网络架构。我挑取其中的一些技术跟大家展开来说说。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

第一个技术是智简网络架构,所谓“大道至简”,少即多。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

比如,大家都吃过快餐,很多连锁快餐店的经营模式都是中央厨房配送半成品给各个连锁门店,门店再根据顾客的需求进行一些定制化处理。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

智简网络也采用了类似的云边两极架构:把总体控制放到云端,统领整个系统;把用户侧需要快速控制的一些信令放在边缘。这样就使6G在统一的架构下,实现功能划分简明、控制流程简化、用户体验简洁、服务按需提供、处理按需定制的效果。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

第二个技术是向高频段拓展。如果我们把数据理解成车道上面的车辆,那么,频段宽度就是马路的宽度。从5G到6G,如果我们想实现百倍速率提升,最直接的方法就是探索新频段,进一步拓宽这个车道。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

目前我们常用的频率主要集中在10吉赫兹以下,在5G时代,我们已经向上探索到了毫米波波段。在6G时代,科研人员将进一步向上探索太赫兹和可见光波段。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

太赫兹波段可以给我们带来更高的传输速率和更小的天线尺寸。那到可见光波段呢?未来我们可能只要打开电灯,就可以上网。以后朋友到你家做客,可能就不会问Wi-Fi密码是什么,而是问你家灯的开关在哪儿。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

还有一个技术叫“空天地一体化组网”。首先我要解释一下什么是“组网”。组网是指支持通信的网络设备相互连接,最后形成一张覆盖一定区域的网络。这些网络设备可以是地面上的基站,也可以是天上的卫星。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

据有关统计数据,截至2024年6月底,我国建成5G基站391.7万个,构成了全世界最大的一张5G网络。即便如此,依然存在网络覆盖不足和覆盖不到的地方,像沙漠、海洋、地形十分复杂的山区,都不适合大规模建立地面基站。所以在6G技术的支撑下,一个解决办法就是凭借空天地一体化实现三维立体覆盖。这时候,基站不仅仅可以部署在地面上,还可以部署在高空平台、无人机,甚至卫星上。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

可能有人会问,卫星通信由来已久,为什么以前没有做到空天地一体化?这个问题的关键就在于“融合”两个字。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

第一个融合是标准的融合。过去地面通信和卫星通信的标准是完全不同的,就像两个语言不通的人在聊天,鸡同鸭讲。这导致两个产业的用户、产品都是独立开发和发展的。6G将使卫星和地面的通信使用统一的标准,这就使其在技术层面上做到了互联、互通和互操作。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

第二个融合是终端的融合。现在已有国产手机支持天通卫星通信,虽然通信质量和形式还比较受限,但已经证明了空天地一体化终端融合的可行性。以后人们“一机在手,上天入地都不怕”。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

第三个融合是网络的融合。卫星网络和地面网络进行有机融合,无缝衔接,网络资源统一调度。到那时,用户在使用手机的过程中,将“不识信源真面目,只缘身在此网中”。5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟

(凌 风摘自微信公众号“中国科学院格致论道”,读者杂志节选。文摘插图哈希力量未收录)5UF哈希力量 | 消除一切智能鸿沟



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