本文来自微信公众号“工信头条”，作者/王玉峰、成昊沅。
回顾历史，移动通信技术在短短40多年时间里改变了整个世界，4G及之前的技术应用主要面向人与人的联接，5G之后开始逐步从联接人过渡到万物互联，让经济社会自动化成为可能。尽管从5G开始，移动通信已不再仅仅应用于手机，但Generation(“G”)的编号被沿用下来了，它将海纳百川成为“新一代信息基础设施”，作为数字经济的重要载体，使能并利用人工智能，成为“新基建”的关键内容。
6G关键技术题
随着5G的大规模商用，全球业界已经开始探索下一代移动通信技术（6G）。2022年6月，IMT-2030(6G)推进组（以下简称“推进组”）正式发布《6G总体愿景与潜在关键技术》白皮书。
为满足未来6G更加丰富的业务应用，以及极致的性能需求，需要在探索新型网络架构的基础上，在关键核心技术领域实现突破。当前，全球业界对6G关键技术仍在探索中，提出了一些潜在的关键技术方向，以及新型网络技术。
6G的关键技术具体包括内生智能的新空口和新型网络架构，增强型无线空口技术、新物理维度无线传输技术、太赫兹与可见光通信技术、跨域融合关键技术等新型无线技术，内生智能的新型网络、分布式自治网络架构、算力感知网络、确定性网络、星地一体融合网络、网络内生安全等新型网络技术。总结而言，6G中六大关键技术包括：原生智能、网络感知、极致连接、星地融合、原生可信、碳中和。
典型场景和能力
6G应用场景广阔，包括3个5G增强场景和3个新增场景，相比5G更加深入到行业应用。
增强移动宽带（eMBB）、海量物联网(mMTC)、低时延高可靠(URLLC)是5G的三大典型场景，6G对其进行了增强和扩展，明确了6G的六大主要场景：泛在连接、超大规模连接、超可靠低延迟通信、人工智能与通信的融合、感知与通信的融合、沉浸式通信等。
6G的15个能力指标包括：覆盖范围、感知相关能力、与人工智能相关的能力、可持续性、互操作性、定位精度，还包括峰值速率、用户体验速率、频谱效率、区域流量容量、连接数密度、移动性、时延、可靠性、安全隐私弹性。这些能力指标包括了6个IMT-2030的新能力和9个IMT-2030增强的能力。
这些场景和能力将为人类带来更加丰富、智能和高效的通信体验，推动社会的进步和发展。
超大规模连接
该场景典型用例包括智慧城市、交通、物流、健康、能源、环境监测、农业和许多其他领域的扩展和新应用。这种场景需要支持高连接密度，如海量的物联网设备。6G将实现百亿级设备的同时连接。无论是智慧城市的各类传感器、智能交通系统，还是工业自动化和智能制造等领域，都能实现高密度的设备连接和数据交互，构建起庞大而高效的数字生态系统。
超可靠低时延通信
该场景典型用例包括工业环境中的高性能通信，以实现完全自动化控制和操作，可以实现的应用包括机器人交互、紧急服务、远程医疗，以及电力传输和分配监控。此场景需要支持增强的可靠性、低延迟，以及精确定位。
泛在接入
6G将实现物-机-人-数字空间的全面连接。这一场景旨在增强连接性，以弥合数字鸿沟，可以通过与其他系统的互通来实现。无论在城市、农村或是空、天、地、海等各种环境中，6G网络将实现无处不在的覆盖，为用户提供高速、稳定的通信服务。这将推动数字经济的发展，促进各行业的创新与协作。
感知与通信的融合
通过提供广域多维传感，以及互联设备的时间、空间、网络环境等信息，这一场景有助于需要传感功能的新应用和服务。该场景典型用例包括辅助导航、活动检测和运动跟踪、环境监测，以及为AI、XR和数字孪生应用提供周围环境的传感数据/信息。通过6G的智能感知等功能，为智慧城市、环境监测等提供高效解决方案。感知与通信的融合将推动物联网的发展，实现更精确、高效的数据采集和传输。
沉浸式通信
这一场景典型用例包括沉浸式XR通信、远程多感官呈现和全息通信。沉浸式通信中，以时间同步的方式支持视频、音频和其他环境数据的混合流量是其不可或缺的组成部分。而且，提高频谱效率和一致服务体验的能力，以及在各种环境中利用更高数据速率和增强移动性之间的平衡至关重要。某些沉浸式通信用例可能还需要支持高可靠性和低延迟，以便与真实和虚拟对象进行响应和准确地交互，以及更大的系统容量来同时连接众多设备。
人工智能与通信的融合
这一场景将支持分布式计算和AI驱动的应用。它通过利用数据收集、本地或分布式计算卸载，以及跨智能节点的AI模型分布式训练和推理，实现前所未有的专业用例。该场景典型用例包括辅助自动驾驶、医疗辅助应用设备之间的自主协作、跨设备和网络的繁重计算卸载、数字孪生的创建和预测，以及协作机器人。通过深度融合人工智能技术，6G通信系统将具备智能感知、智能决策和智能优化的能力，为用户提供个性化、智能化的通信服务。无论是智能语音助手、智能推荐系统，还是智能物联网设备，人工智能的融合将使通信更加智能、高效。
目标与趋势：数字经济、人工智能和新基建
6G系统将实现物-机-人-数字空间的全面连接，并将物理世界和虚拟世界相互连接。6G系统有望将感知和人工智能等能力融入网络中，成为新型数字基础设施，为新用户提供支持和赋能新应用。预计6G用户和应用将呈现九大趋势，包括泛在智能，泛在计算，沉浸式多媒体和多感官通信，数字孪生和扩展世界，智能工业，数字医疗与健康，泛在连接，感知和通信的融合，以及可持续性。
通过实现这些目标和趋势，未来的6G系统将为人类社会带来更广泛的连接、更智能的应用，将成为连接人们与世界的关键基础设施，助力推动社会的数字化发展和改善人类生活。
数字经济的载体
数字经济是指以信息技术为基础的现代经济形态，数字化和网络化的形式为经济资源的高效使用和配置提供了支持。数字经济能够通过新兴技术和工具实现效率和效益的提高，并创造出全新的商业机遇和消费体验。
而6G将进一步推动数字经济的发展。首先，6G将推动数字经济的创新和创造力。随着6G的普及，人们可以享受到更快速的下载和上传速度，这将加速数字内容的传播和共享。无论是在电子商务、云计算、人工智能，还是虚拟现实等领域，6G都将为创新公司和创业者提供更好的平台，促进他们的发展和繁荣。
其次，6G的低延迟特性将推动数字经济的实时性和互动性。在6G的时代，人们将能够更快地响应和处理信息，实现实时的交互和沟通。这将为在线教育、远程医疗、智能交通等领域带来巨大的改变。
此外，6G的高带宽和连接密度将推动物联网的发展，进一步促进数字经济的融合和创新。物联网连接了各种设备和传感器，通过数据的收集和分析，为企业和个人提供了更多的商机和智能化服务。在6G时代，物联网将更加广泛应用于智能家居、智能城市、智慧农业等领域，进一步推动数字经济的增长和创新。
然而，6G在数字经济领域的发展也面临一些挑战。首先是技术挑战，6G通信技术的研发和部署需要巨大的投资和研究。其次是安全和隐私挑战，随着数字经济的蓬勃发展，数据的安全和隐私问题变得更加突出，需要制定相应的政策和法规进行保护和管理。此外，数字鸿沟和技术普及也是挑战之一，需要确保6G技术的普及性，让更多的地区和人群能够享受到数字经济发展的好处。
总体而言，6G通信技术将为数字经济的发展带来革命性的改变。通过提供更快速、更可靠的连接，6G将促进数字经济的创新和创造力，推动实时性和互动性的提升，加速物联网的发展，进一步推动数字经济的融合和创新。我们期待着6G技术的到来，为数字经济开辟更加广阔的未来。
6G与人工智能：利用并使能
AI具有学习、推理和自主决策的能力。AI应用的本质就是通过不断增强的算力对大数据中蕴含的价值进行充分挖掘与持续学习的过程，
一方面，从6G时代开始，网络自学习、自运行、自维护都将构建在AI和机器学习能力之上。网络自身就像一个“棋圣”，能够从容应对各种实时的变化。6G将无线网络从连接的事物革命为“连接的智能”，人工智能/机器学习将成为未来无线通信系统各个方面的基本组成部分。
AI将通过与无线架构、无线数据、无线算法和无线应用结合，构建新型智能网络架构体系。AI原生的新型无线网络架构要充分利用网络节点之间的通信、计算和感知能力，通过分布式学习、群智式协同，以及云边端一体化算法部署，使得6G网络原生支持各类人工智能应用，构建新的网络生态，并实现以新型网络使用者为中心的业务体验。
利用原生的AI能力，6G可以更好地对无处不在的具有智慧感知、通信和计算能力的网络、基站和终端进行统筹管理，利用大规模的智能分布式协同服务，使网络中的通信和算力效用最大化。
AI原生的新空口技术通过调用AI算法支持无线资源的智能调度，实现实时的业务需求匹配，将AI需求考虑在接口协议栈的设计中。AI赋能的新型协议栈，即深度融合AI、机器学习技术，突破了现有空口的模块化设计的框架，实现无线环境、资源，以及业务等多维特性的深度挖掘和利用，将会显著提高6G无线网络的效率、可靠性、实时性和安全性。
新型空口技术可以通过端到端的学习来增强数据平面和控制信令的连通性、效率和可靠性，允许针对特定场景在深度感知和预测的基础上进行定制，且空口技术的组成模块可以灵活地进行拼接，以满足各种应用场景的不同要求。借助多智能体等AI方法，可以使通信的参与者之间高效协同，提高通信传输能效。利用数据和深度神经网络的黑盒建模能力，可以从无线数据中挖掘并重构未知的物理信道，从而设计最优的传输方式，提高频谱利用率。
另一方面，人工智能领域此前专注于通过调整人工智能模型来提高人工智能解决方案的结果，而在实际的工程应用中发现，AI系统落地效果的好坏只有20%取决于算法，80%取决于数据的质量。可以说，数据是AI的“原油”。因此，应该更加关注数据层面。最近，人工智能的重点已转移到增强和丰富用于训练算法的数据上。
而6G像遍布通信网络的神经系统，形成数字世界的神经中枢，提供高效、准确、海量的多维数据的感知，更快速、更可靠、更高效的数据传输，作为数字世界的“超级基础设施”，赋能全社会数字化转型，成为人工智能普及和发展的关键因素——将智能带给每个人、每个家庭、每辆车、每个企业。
新基建的重要内容
新基建与6G的结合将为社会发展带来巨大的潜力和机遇。新基建是指以信息技术为基础，以数字化、智能化为核心，以推动经济高质量发展和满足人民美好生活需要为目标的基础设施建设。它涵盖了数字基础设施、智能交通、数字城市、智慧能源等多个领域，为经济社会提供了更高效、更智能的基础设施支撑。
6G将在新基建中发挥重要的作用。首先，6G将推动新基建的数字化和智能化发展。通过6G技术的应用，新基建项目将实现更快速、更可靠的数据传输和通信，推动数字基础设施的建设和智能交通系统的发展，提高城市管理和服务的效率。同时，6G还将为数字城市、智慧能源等领域提供更广泛的连接和更精确的数据采集能力，加快新基建的进程。
其次，6G将为新基建基础设施提供更高的要求和支持。6G将具备超大规模连接和极高可靠低时延的特性，能够支持大规模物联网的实现，使得各种设备和传感器能够高效地进行数据交换和互联。这将为新基建基础设施提供更智能、更精准的监测和管理能力，实现对基础设施运行状态的实时感知和智能调控，提高设施的可靠性和安全性。
最后，6G融合人工智能和感知技术，将为新基建带来更广阔的前景和应用场景。通过将人工智能算法与6G的通信网络结合，可以实现更智能的数据分析和决策，提高新基建项目的运营效率和管理水平。同时，6G的感知技术将实现对环境、交通、能源等要素的高精度感知，为新基建的规划和设计提供更全面的数据支持，实现对基础设施的智能化监控和管理。
6G不仅将满足人们对更快速、更可靠的通信的需求，还将推动各行业的创新和发展，助力构建数字化、智能化的社会。随着数学、物理、材料和生物等基础学科的创新驱动，我们期待6G将带来更多令人惊叹的技术突破和应用场景，为人类的进步和发展注入新的动力。
未来发展与挑战
随着科技的不断进步，6G通信技术正逐渐成为人们对未来数字化社会的期待。然而，6G的发展道路并不平坦，它面临着一系列挑战。
首先，技术挑战是6G发展的主要障碍之一。6G通信技术要求具备更高的传输速率、更低的延迟和更大的网络容量。为了满足这些要求，需要开发新的天线、芯片和协议等关键技术。此外，为了实现更高的可靠性和更广泛的覆盖范围，还需要解决信号干扰、波束赋形和多路径传播等问题。因此，技术研发和标准制定是6G发展的关键，需要全球各方的合作和投入。
其次，频谱资源也是6G发展的挑战之一。随着现有无线通信系统的快速增长，频谱资源变得越来越紧张。6G的高速率和低延迟要求更大的频谱带宽，但现有的频谱资源无法满足需求。因此，需要开发新的频谱管理策略，包括频谱共享、频谱切片和新频段的利用等，以实现更高效的频谱利用和分配。
第三，隐私和安全问题是6G发展过程中需要解决的重要挑战。6G的广泛应用将涉及大量的个人信息和敏感数据，如何保护用户的隐私和数据安全成为一个关键问题。同时，网络安全威胁也将随着6G技术的发展而增加。因此，需要建立全面的隐私保护机制和网络安全体系，确保6G网络的安全可靠性。
此外，6G的普及和推广也面临着数字鸿沟和技术普及的挑战。虽然6G技术具有巨大的潜力，但是普及程度和应用覆盖范围可能会受到地理、经济和社会因素的限制。为了确保6G技术的普及性和普惠性，需要采取措施推动技术普及和数字鸿沟的缩小，包括提供基础设施建设、降低成本、推动政策支持等。
最后，需要注重绿色、低碳可持续发展。低碳绿色必须成为6G技术创新考量的要求，需要通过技术和非技术的创新，使6G时代网络实现“碳达峰”。同时，6G网络将助力千行百业的数智化转型，助力其他行业减排，是实现行业绿色高质量发展的关键。为此，需要开展网络架构、空口设计和研发高效硬件等方面的研究工作，并结合更细粒度的节能技术来实现。
为了应对这些挑战，全球各方需要加强合作，包括政府、企业、学术界和标准组织等。同时，还需要加大研发投入，推动关键技术的突破和创新。此外，政策和法规的制定也是至关重要的，以确保6G技术的可持续发展和社会效益的最大化，并推动数字化社会向更加智能、高效和可持续的未来迈进。
