未来技术 | 6G时代或将开启万物智联
6G时代，跨越人联、物联，迈向万物智联。
我们正处在 5G 技术方兴未艾的时代。然而，从无线运营商、芯片制造商到元技术供应商的顶级技术公司都在朝着无线通信的下一个里程碑——6G进军。
人们希望网络支持更复杂的、数据密集型的应用程序，连接更多的设备和数据源，并享受持久的、无延迟的数据连接，这推动了对更快、容量更大的网络的需求。
在 6G 技术被完全开发后，可以支持每秒 1 TB 的数据传输速率（理论上比 5G 提供的每秒 10GB 的最高速度快 100 倍），网络容量是 5G 网络的 50 到 100 倍。
图源中国信通院
而这有望形成一个更大的设备互联的生态系统，使消费者、公司和基于基础设施的设备在同一网络上运行，而不会对性能造成影响。
此外，5G 网络的延迟率通常为 4 毫秒，6G 可以将延迟几乎降低到零，每个接入点可能能够同时支持多个客户端。
对此，有专家表示：“6G 的关键之处在于，它将形成网络的网络，是互补技术的混合体，相当令人耳目一新。除了在地球上构建一个宏观的网络，可能还会产生人体区域网络，人类也是其中的一部分。”
6G 很可能将无线网络与卫星、无人机、海上网络和光纤连接网络相互连接，从而形成一个完全连接的生态系统。
图源中国信通院
6G愿景与行业应用
此前，中国信通院发布《6G总体愿景与潜在关键技术白皮书》（以下简称《白皮书》），指出6G在5G基础上，将从服务于人、人与物，进一步拓展到支撑智能体的高效互联，将实现由万物互联到万物智联的跃迁，最终助力人类社会实现“万物智联、数字孪生”美好愿景。
《白皮书》指出，未来6G业务将呈现出沉浸化、智慧化、全域化等新发展趋势，形成的沉浸式云XR、全息通信、感官互联、智慧交互、通信感知、普惠智能、数字孪生、全域覆盖等八大业务应用为我们描绘了未来丰富多彩的社会生活场景。
其中，云化XR、全息通信、感官互联、智慧交互等沉浸化业务应用不仅可以为用户带来更加身临其境的极致体验，满足人类多重感官、情感和意识层面的交互需求，还可以广泛应用于娱乐生活、医疗健康、工业生产等领域，助力各行业数字化转型升级。
通信感知、普惠智能、数字孪生等智慧化业务应用借助感知、智能等全新能力，在进一步提升6G通信系统性能的同时，还将助力完成物理世界的数字化，推动人类进入虚拟化的数字孪生世界。
全域覆盖业务借助6G所构建的全球无缝覆盖的空天地一体化网络，将提供更加普遍的服务能力，助力人类的可持续发展。
6G通过万物智联的方式可以影响很多产业的发展方向，其中比较有代表性的产业和业务主要包括：
虚拟现实产业：第六代移动通信技术将催生沉浸式云扩展现实技术，通过云内容、云渲染、云空间计算等方式降低扩展现实终端的计算负荷和能耗，摆脱了线缆的束缚，使扩展现实终端变得更轻便、更沉浸、更智能，更利于元宇宙的开发建设。
物联网产业：第六代移动通信技术将使越来越多的个人和家用设备、城市基础设施、交通工具、机器人等机械物品成为智能终端，可以高效、精准地利用资源，实现高效控制与高精度定位，实现万物智联，创造智慧型人工智能系统。
工业互联网产业：第六代移动通信技术可以将使机器、产品、人员和系统智慧化相连，衍生出自动化水平较高的智能工厂。
智能工厂的表现形式主要为机器人在工厂车间自主移动并进行生产辅助工作；产品与机器产生“交流”，并自行发起生产环节；当设备发现自身需要维修时，会自动通知维护团队等等。通过智能工厂，企业将能够更高效、更灵活并以更低的成本进行生产活动。
汽车电子产业：第六代移动通信技术是自动驾驶汽车在全场景、全工况下落地上路的关键技术。6G技术可以实现几乎没有时延的车联网通信，车辆可以通过配备的传感器判断周边环境、生物体等的状态，避免碰撞或人员受伤。
此外，车路协同技术也将得到很大程度的发展，可以通过实时路况与云计算融合的方式，实现智慧交通的构建。
信息通信产业：第六代移动通信技术将为信息通信产业带来全息通信、感官互联、通信感知等创新技术。长久以来，视觉和听觉一直是信息传递与接收的主要方式。
第六代移动通信技术将推动信息的三维动态交互式传递，打破虚拟场景与现实场景之间的界限，满足人们更高的沟通需求。同时，第六代移动通信技术还将促使触觉、嗅觉和味觉参与到通信环节中，让信息传递在健康医疗、应用学习、生活娱乐、生产办公和情感交流等方面更加真实有效。
6G技术发展
为满足未来6G更加丰富的业务应用以及极致的性能需求，大量新的技术将被投入使用。包括全频谱通信、网络可重构、感知-通信-计算一体化等新型网络技术等等。
随着通信需求的不断提高，移动通信网络需要更多的频谱，由于6GHz以下的频谱已经分配殆尽，26GHz、39GHz的毫米波频段也已经分配给5G使用，需要研究更高频段，如THz和可见光，以满足更高容量和超高体验速率的需求。
6GHz以下的频段仍将发挥重要的作用，特别是提供无缝的网络覆盖等，毫米波将会发挥更重要的作用，THz和可见光频段将会在局域和短距离场景提供更大的容量和更高的速率。
因此，可见光与太赫兹通信引入移动通信网络后，需要考虑6GHz以下、毫米波、太赫兹、可见光等全部频段的深度融合组网，实现各个频段的动态互补，以优化全网整体服务质量、降低网络能耗。
随着移动通信技术的快速发展，业务需求与场景更加多元化、个性化，未来6G网络将采用更加灵活的可重构架构设计。
一方面，基于共享的硬件资源，网络为不同用户的不同业务分配相应的网络和空口资源，实现端到端的按需服务，在提供极致服务的同时，实现资源共享，以最大化资源利用率，降低网络建设成本。
另一方面，极简的网络架构、灵活可扩展的网络特性为后续网络维护、升级及优化提供极大的便利，进一步降低运营商网络运营成本。另外，面向6G智慧内生的特征需求，也对网络提出了更强的计算能力以及可扩展能力。
感知-通信-计算一体化具体分为功能协同和功能融合两个层次。在功能协同框架中，感知信息可以增强通信能力，通信可以扩展感知维度和深度，计算可以进行多维数据融合和大数据分析，感知可以增强计算模型与算法性能，通信可以带来泛在计算，计算可以实现超大规模通信。
在功能融合框架中，感知信号和通信信号可以一体化波形设计与检测，共享一套硬件设备。
目前雷达通信一体化技术已成为热点，将太赫兹探测能力与通信能力融合，以及将可见光成像与通信融合成为 6G潜在的技术趋势。感知与计算融合成算力感知网络，计算与网络 融合实现网络端到端可定义和微服务架构。
未来，感知通信计算可以在软件定义芯片技术发展基础上，实现功能可重构。
图源中国信通院
责编：孙浪
监制：李红梅
参考资料：
1.《IMT-2030（6G）推进组：6G无线性能指标将实现十至百倍提升》中国信通院
2.《6G 出手，「网中网」奇迹再现》AI科技评论
3.《下一代移动信息产业——6G》前瞻产业研究院
4.《6G：无线通信新征程》华为
5.《展望6G：八大应用场景 推动人类进入万物智联世界》人民网