來源：人民網－人民日報海外版

黃維肖像畫。 本欄目畫家 張武昌繪

廖建新肖像畫。 本欄目畫家 張武昌繪

中國科學院院士黃維(中)受聘為科技部6G研發國家重點專項咨詢專家。

移動通信以大概十年為周期發展演進，每一代移動通信技術從研究到商業應用基本上都需要十年左右的時間。2019年是5G商用元年，當前5G發展方興未艾，一些重要的場景和能力還沒有充分展現出來，但學術界和産業界普遍預測，無論5G發展是否能達到預期，到2030年，6G都将在全球範圍内投入應用。當前，我國已啟動6G基礎研究，如何設計6G網絡，以應對十年後的全球挑戰，滿足未來世界中不斷變化的通信需求，是我們當下在6G研究中需要思考的問題。我們認為，6G的研究應遵循“遠近結合”的總體思路，即一方面要對十年後的需求和場景進行大膽展望和預測，提出足夠超前的先進技術方案，另一方面要密切關注“5G ”發展過程中遇到的現實問題以及5G難以克服的内生困難，進行有的放矢的理論研究和技術攻關。我們認為這種遠近結合的思路可以兼顧超前性和現實性，有利于達成6G研究與落地的目标。

網絡性能指标将大幅提升

每一代新的移動通信技術都将大幅度提升傳輸速率。5G的三大場景中，增強移動寬帶場景(eMBB)着重提升用戶體驗速率，提高人與網絡的連接能力，而低時延高可靠場景(uRLLC)、低功耗大連接場景(mMTC)則能夠更好地支持物與網絡的連接和通信。相對于5G10-20Gbit/s的峰值速率，0.1G-1Gbit/s的用戶體驗速率，1ms的空中接口時延，100萬連接/平方公裡的連接密度以及米級定位精度，6G的性能指标将實現十到百倍的提升，預計6G的峰值速率可達1Tbit/s，用戶體驗速率可達1Gbit/s，空中接口時延将低于1ms，連接密度将達到1000萬連接/平方公裡，定位精度可達厘米級。與此同時，6G性能指标也突破了單純的通信連接的範疇，對安全、智能、效率等方面提出了更多需求。

5G在發展過程中将融合大數據、物聯網、人工智能等技術，與垂直行業深度融合，以解決行業用戶基礎連接需求中的痛點。6G一方面重點解決5G三大業務場景并存的實際問題，另一方面提出宏大的“全業務場景”，期望滿足用戶個性化的極緻性能需求，實現以人為本的按需服務。

網絡可用資源将豐富多樣

6G将融合衛星網絡、無人機網絡、水下通信等新技術，實現全球立體覆蓋，将空間、陸地以及海洋緊密無縫地連接起來。宏觀上，6G網絡中可用資源不僅包括地面移動通信網絡資源，如基站、無線路由器等，還将包括衛星網絡資源、無人機網絡資源，以及水面及水下網絡資源。各網絡協作進行通信，實現立體覆蓋。微觀上，6G将進一步發展以人為中心的體域網絡。6G網絡将形成既有廣度又有深度的多層覆蓋，提供陸地通信、空間通信、設備和設備間的短距離通信，以及物理空間與虛拟空間的通信服務。

随着多技術的融合，6G移動通信系統的基礎服務能力将得到進一步拓展。6G可用于業務的資源，按照資源用途可分為感知資源、計算資源、通信資源、存儲資源與控制資源。這五類資源無處不在，豐富多樣，通過6G網絡的智能管控實現透明、動态、優化的調度，支撐下一代人工智能、數字孿生、虛拟現實、增強現實等技術和應用。

新業務願景将以人為本

當今，全球範圍内對6G新業務的暢想不斷湧現，虛拟世界、隔空穿越、觸手可及、超級智能……6G業務是否會像科幻電影裡描繪的那般神奇魔幻？我們認為，總體而言，6G業務将以全面提升用戶體驗為目标，進一步拓展與深化在垂直行業中的應用，同時進行新業務場景與新商業模式的探索與創新。基于當前技術發展趨勢，我們預判6G将能夠實現沉浸式全息通信、虛實融合、基于數字孿生的人、網、城市等業務願景，構建與人類社會和物理世界緊密連接的網絡空間。

6G網絡将成為虛拟世界與物理世界之間的橋梁。基于物理世界可生成數字化的虛拟世界，物理世界中的人與人、人與物、物與物之間可通過數字化世界來傳遞信息。例如，全息通信業務将遠程重構與再現真實的三維世界，以可交互的方式将全息圖像或視頻從一個或多個信源傳輸到一個或多個信宿，并高保真全息實時地顯示出來，讓用戶在任何時間任何地點都能獲得完全沉浸式的交互體驗。上述全息通信和虛實融合技術在未來視頻會議、在線課堂、遠程全息手術等業務場景中将有巨大的應用前景。此外，全感官類業務也是重要的6G業務願景，該業務将支持視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺的全感官體驗，甚至心情、病痛、習慣、喜好等個體感受，通過人、機、物間多模态數據的精準傳輸與交互，實現身臨其境的體驗。

新業務創新與實踐依賴于通信網絡技術的發展，同時也離不開諸多新型材料的突破。例如，先進的柔性電子材料技術能夠在柔性塑料或薄金屬基闆上制作有機/無機材料的電子器件，柔軟、輕薄、透明、便攜，可以彎曲、折疊、扭曲、壓縮、拉伸，極大地擴展了電子器件的适用範圍。柔性電子材料可用于制作衆多輕薄且柔軟的可穿戴傳感器，甚至無線皮膚接口，其采集的信息可攜帶更多感官感受，可将人類的真實狀态精準地反映至數字世界，基于數字孿生技術構建全景式虛拟環境，從而實現動态實景交互，提高控制決策效率，實時反饋評估效果。

可以說，新一代的柔性電子材料技術将為數字、物理和生物世界的融合奠定材料技術基礎。

展望未來，6G網絡将融合信息通信、新型材料、生物科學、社會科學等諸多技術領域的創新成果，具備更加強大的綜合能力，從而更加深刻地改變人類的生産和生活方式。

将形成知識驅動的智聯網

6G時代，更高級更複雜的大數據與人工智能應用需要先進的網絡技術支撐，個性化、定制化理念将持續深化。行業用戶和個人用戶不再滿足于簡單地使用網絡，而是希望通過意圖或需求來設計和配置網絡。例如，6G将具備全面智能化的網絡配置與管理能力，使網絡不再是專業人員的專屬領地。用戶将可以像使用個人電腦一樣使用6G網絡，擁有專屬主題的配置，定制化地使用多種資源。面對如此紛繁複雜的需求，傳統的人工設計與規劃必然無能為力，必須采用智能化的方法。

網絡智能化一直是網絡控制與管理追求的目标。網絡飛速發展，單純的數據運算、問題求解和功能搜索等已經很難适應網絡管控的需求，人工智能與網絡技術融合是大勢所趨。從智能水平上來看，5G主要在網絡優化、智能運維、數據分析等局部領域使用了人工智能。6G網絡将全面采用知識驅動的人工智能，更注重智能模型的通用性、複用性、可擴展性、可解釋性，由原始數據提煉知識，由模型實踐積累經驗，并融入人類的領域知識與記錄，共同驅動網絡智能化進程。在6G階段，我們期望将智能全面賦予整個網絡，将知識加載到衆多的網元節點上，使其像人類一樣具備自主學習、自主感知、自主決策的能力，從而使6G網絡能夠提供面向場景的高度個性化的智慧服務，這就是知識驅動的智聯網。

業務網絡将提供按需服務

電信網絡的發展演進是“需求牽引技術，技術推動需求”的螺旋上升過程，在整個過程中“網絡資源”與“業務需求”之間始終存在彼此不能适配的根本矛盾。為了解決這個根本矛盾，二十餘年來，我們提出并深化了業務網絡的核心思想和理論，使我國業務網絡從無到有，持續演進。

業務網絡是業務導向型邏輯網絡，重點關注業務與網絡的适配。移動智能網是業務網絡的初級階段。在2G跟随時代，我國在移動通信領域首次突破了國外壟斷，建成了全球規模最大、技術最先進的移動智能網，并在後續3G、4G、5G上業務網絡的各階段持續保持全球領先。近年來，業務網絡逐步實現全面分層解耦與細粒度能力的智能開放，讓傳統封閉的電信網絡向行業用戶賦能。例如通過使用現有電信網絡的呼叫接續能力和号碼翻譯能力，為網約車、外賣快遞、網絡招聘等應用場景提供了保護雙方隐私的中間号(虛拟号碼)業務。

6G的業務網絡将是網絡之上的網絡，從電信業務網絡發展為跨越各種網絡的通用業務網絡，通過開放、共享、融合，将多維度多領域各類網絡映射為統一的邏輯網絡。當前，我們正在基于業務網絡的思想進行6G網絡的研究，實現無線網絡、廣域網絡、衛星網絡等多種疊加覆蓋網絡的協作與聯動，面向未來各種業務場景中的功能和性能需求，支持應用的靈活性和多樣性，提供按需服務，在此過程中，希望達成多個性能指标的全局最優化。為滿足多樣化應用場景需求，6G業務網絡應具備智能場景感知和自主策略生成能力。例如，網絡應能夠根據業務數據流(比如沉浸式多媒體業務中視覺、觸覺、味覺、嗅覺、聽覺對應的數據流)的直接相關性和重要性，對流進行優先級排序或其他相關處理。

6G業務網絡可以智能感知用戶需求，并根據業務屬性對不同數據流提供不同優先級的傳輸服務。例如，涉及人類生命生活健康的感知業務對可靠性的要求非常嚴格，數據丢失應盡可能小；而全息交互的娛樂類業務對可靠性要求相對不高，但對傳輸帶寬和時延要求更高。

總體而言，通過對場景信息的實時感知和智能分析，可以根據服務對象和場景智能選取不同的資源調配策略進行6G業務網絡的資源配置，從而提供差異化網絡服務，同時降低網絡運營和管控成本。6G業務網絡支持立體覆蓋、網絡孿生、内生智能以及内生安全，這使其連接極為複雜，結構非常龐大，因此可以認為6G業務網絡是一個複雜巨系統。要實現“以人為本、按需服務”這一6G業務網絡的目标，必須對多目标最優化、智能模型的可解釋性、群體策略的公平性、控制穩定性等理論問題開展深入地探索和研究。

信息通信的大潮滾滾向前，正在改變整個世界。5G已來，即将在未來十年逐步發揮出其巨大的潛力，而作為下一代移動通信技術的6G承載了人們更加美好的願望，将具有更加強大的能力，提供更加豐富多彩的業務，從而更加深刻地改變世界。

(黃維：中國科學院院士，亞太工程組織聯合會主席。廖建新：北京郵電大學網絡智能研究中心主任。)

本版攜手科學出版社推出

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