4G改变生活，5G改变社会，6G将改变什么？
在刚刚结束的2023上海世界移动通信大会（MWC）上，“6G”成为高频关键词；在6月初，工信部部长金壮龙在第31届中国国际信息通信展览会开幕论坛上表示，要前瞻布局下一代互联网等前沿领域，全面推进6G技术研发，抢占未来发展新优势。而在前不久的6月，国际电信联盟如期完成了《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》（IMT即“International Mobile Telecommunications”的缩写，意为国际移动通信），汇聚了全球6G愿景共识，描绘了6G目标与趋势，提出了6G的典型场景及能力指标体系……
对大多数人来说，“6G”这个概念稍显陌生。截止到今年4月底，我国5G基站总数刚刚突破273万个，5G手机用户数达6.34亿户，相关技术带动工业、制造业等产业转型初见成效。在此背景下，我国为何急于抢注6G赛道？对比5G，6G的优势到底在哪里？
比5G快100倍
还能让信号“无处不在”
6G，指的是第六代移动通信技术。
在北京交通大学教授艾渤看来，6G是通感融合的网络——既是通信网络，也是感知网络。对比5G，它拥有更深度、更广泛的感知能力，可以对电波传播环境及其中的目标物体进行无线感知，从而得到位置、速度、方向等信息，甚至还能感知触觉、味觉乃至“意念”。
而从技术层面对比，6G比5G最直观的提升在于更高的传输速率、更低的通信时延。有报告显示，6G的传输速度至少会比5G快100倍，峰值网速最高可达100Gbps；网络延迟也可能从“毫秒”级降到“微秒”级。
北京邮电大学信息与通信工程学院院长彭木根曾举例道，“5G移动网络下，人们可以用3秒下载一部高清电影；但到了6G时代，只需1秒就可以下载上百部。”如果用交通工具来类比，那2G是牛车，3G是自行车，4G是汽车，5G是高铁，6G则是飞机。
更“快”的同时，6G还拥有比5G更高的可靠性。有专家分析，通过网络行为分析、网络安全攻击预测、网络异常检测和网络访问控制等技术，6G将为用户提供更安全可信的服务。
更重要的是，它还能实现更广泛的覆盖。
中国工程院院士、紫金山实验室主任刘韵洁曾指出，“尽管全球大量建设5G基站，但是离全球覆盖的目标仍然很远。”这背后的主要原因，是5G地面基站对地理环境的要求较高，导致荒漠、深山，亦或者远海等非陆地区域，长期以来成了通信信号的建设“盲区”。
统计数据显示，到今天为止，地面移动通信系统只覆盖了20%的陆地面积，仅占地球表面积的约6%。据国际电信联盟ITU计算，全球范围内，大致有近30亿人无法接入互联网。
“5G难以覆盖全部陆地，况且陆地在地球上只占了29%，其余区域需要靠6G卫星通信来补充。”中国科学院院士、中国工程院院士李德仁指出。
刘韵洁表示，与5G不同，6G的目标和特点是“空天地海一体化覆盖”。“随着6G进入太赫兹这样一个高频应用的频谱，未来广域覆盖可以走向空中，经由卫星往下覆盖。”简单来说，就是通信信号将一改过往“从地面发射”的模式，经由卫星等“从天而降”，这将彻底解决山区、海洋、草原、荒漠等偏远地区的网络覆盖问题，实现全球高速网“无死角”。
“6G会带来真正的星地融合。”中国信息通信科技集团有限公司总工程师陈山枝认为，在6G时代，陆地移动通信跟高、中、低轨卫星的有机融合，将实现任何人、任何物在任何地点、任何空间及任何时间无缝全球接入和漫游切换。
作为5G的延伸
为智能应用的发展铺路
业内普遍认为，6G网络是5G的延伸。5G向6G发展，是从万物互联走向“万物智联，数字孪生”的过程。“这一迭代可能并非革命性的，但却能让我们在5G时代提出的众多应用和场景的设想，完全成为现实。”通信专业博士、中国科普作家协会会员张弛预测，元宇宙、全息影像、虚拟现实、无人驾驶等智能应用都将在6G时代迎来蓬勃发展。
以曾被誉为“5G杀手级应用”的AR/VR（增强现实/虚拟现实）为例。有分析认为，其之所以未在5G高速发展的今天大放异彩，核心原因就是5G的能力还不够。
众所周知，人们目前感知虚拟世界，主要通过头戴式显示器、全息眼镜、肢体传感器等。然而，5G网络时延无法低于1毫秒，现有带宽也不足以支撑巨量数据的实时“上云”，这就导致用户通过眼镜看到的虚拟画面容易出现卡顿、色彩失真等情况，其体验感远达不到“深度沉浸”的地步。“但6G会让这一切迎刃而解。”彭木根指出，6G不仅能将时延从毫秒级降到微秒级，还能实现实时交互、巨容量、全要素感知等，“这更容易让用户‘身临其境’。”
而在自动驾驶领域，“目前智能汽车的感知能力主要依靠本地多种传感器，包括摄像头、毫米波雷达、GPS、激光雷达等。虽然综合精度达到厘米级甚至毫米级，但仍然无法满足自动驾驶需求。”彭木根说，未来通过6G网络，能解决自动驾驶传感器感知范围受限、感知精度不足、信息传输有延迟等问题，提升车辆应对突发事件的响应能力。
中国工程院院士邬贺铨也曾表示，在车联网场景中，车载终端对更大功率、更宽信道、更低时延、高精定位、高安全性等的需求，都需要6G来进一步实现。
他还指出，“6G会在很大程度上应用在工业领域。”据中国信通院预测，到2040年，面向智能生活和面向工业生产的物联网终端设备将呈现爆发式增长，总体连接规模高达1187亿；6G各类终端连接数相比2022年增长超过30倍，月均流量增长超过130倍，最终为6G带来“千亿级终端连接数，万亿级GB月均流量”的广阔发展空间。
不仅如此，6G信号“无处不在”的特性，还有利于提升各行业的管理和决策效率，降低人力成本。电信行业分析师项立刚表示，“智能交互和空天地海一体化将是两个重要的突破方向。前者基于超越人类神经反应速度的6G通信速度，有望实现瞬间传递触觉等感觉，实现广泛的共享和人机交互；后者通过高、中、低轨道卫星的组合，实现空天地海一体化全覆盖，能完成像远洋养殖中的远程巡查和管理能力、偏远山地塌方的多点位全面监测等任务。”
“6G能让网络更为智能。”项立刚预测，6G将把社会管理、社会运营、生产制造等各领域的场景结合起来，建立更加强大的服务平台和体系。以智慧城市建设为例，未来6G有望把交通、水务、电力、政务等各个系统全面打通，实现高速智能网络全域覆盖、通感一体、智慧交互，最终让城市变得更加“聪明”。
而从更长远的角度来看，空天地海一体化的高速智能网络覆盖，还为“空中飞的”、无人机送货、全息通信等新兴应用铺平了道路。
预计2030年落地
最大挑战在于缺乏生态
“储备一代、研发一代、应用一代。”通过四年的建设和规模商用，我国5G实现了从无到有，从有到优的高质量发展。那么，6G的发展，又会经历哪些波折呢？据多位业内人士预计，未来6G技术从研发到落地，主要将面临生态、成本、功耗三大挑战。
其一是生态。据邬贺铨介绍，目前探讨的6G核心技术主要包括，先进的调制编码、新波形、新型双工以及超大规模天线等增强型无线空口技术，基于人工智能的无线电商智能技术、智能超表面等无线传输技术，太赫兹通信、可见光通信等新型频谱使用技术，分布式网络架构、算力网络、确定性感知网络、智简网络、天地一体融合组网、网络内生安全等新型网络技术。
“对6G而言，不仅在于要像前几代技术那样追求峰值速率的提升，更在于效率的提升，以及应用场景的全域覆盖。”邬贺铨提议，我国应在加强关键技术研究等的基础上，联合产业链上下游加强生态建设，“没有大众刚需，支撑不了6G产业。”
而从技术落地的角度出发，如何平衡成本与效益，推动网络的100%覆盖，也是摆在决策者面前的一道难题。根据设想，6G网络信号今后将在空、天、地、海立体化覆盖。即，在平流层高空平台、低轨卫星等上部署通信基站，其建网成本将是5G的成百上千倍。
再者，“对比5G，6G基站可能存在覆盖范围变小、传播损耗增加等问题。为此，运营商将不得不提高单位面积的基站建设密度，这也会带来额外的成本压力。”张弛指出。
功耗方面亦有挑战。据邬贺铨等专家表示，5G基站的功耗比4G基站高一倍。而6G的频段更高、蜂窝更密，能耗比5G更大，如何“减碳”将成为6G研究的重点。
除此之外，据中国信息通信科技集团有限公司总工程师陈山枝分析，卫星通信的标准“五花八门”，每个发射卫星的运营商都有一套的自己技术体制且相互不兼容，也可能会带来卫星移动通信规模经济不够，成本升高等问题。
“当前国内外6G架构技术体系还比较发散，应基于需求及6G架构设计的共识，形成收敛的6G组网架构技术体系。”中国移动首席科学家王晓云指出，如果将新一代移动通信技术分为框架及总体目标发布（M1）、标准启动（M2）、标准冻结（M3）、网络试验（M4）、商用落地（M5）五个阶段，当前6G技术介于M1与M2之间，预计标准启动阶段将在2023年至2025年，6G网络实现商业落地将在2030年左右。
浙江大学国际联合商学院数字经济与金融创新研究中心联席主任盘和林亦指出，目前6G还处于愿景需求形成，以及关键技术研究的早期阶段。但不可否认的是，“未来头部通信企业将围绕6G技术标准展开深度博弈和竞争。”
在此背景下，一方面，我国应加速研发6G技术，抢占6G战略高地；另一方面，也应警惕“过于超前”，忽略了理论积累和生态搭建，反而让技术沦为“无根之木”。
“我们要清醒地看到，6G的技术研究面临需求不清、频谱受限、生态滞后等挑战。”邬贺铨说，“不能因为竞争就不深入对6G的需求进行研究，就不下决心做长期的颠覆性的原创技术研究。急于跟国外抢进度，脱离市场需要，战略上反而被动。我们需要有不受外界左右的定力，同时也需要坚持开放和合作。”
【策划/统筹】张志超 程鹏
【作者】 许隽；姚翀；王诗堃
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