5G已经发展到万物互联了，那6G还能做什么呢？｜苏鑫——科学讲坛

纵使你脚下有一千名挑战者，

那就把我算做第一千零一名

苏鑫 ·中国移动研究院未来研究院高级工程师‍

北京市院士专家工作站成果交流专场｜2023年 北京

大家好，我是来自中国移动研究院的苏鑫。在准备今天的演讲时，我努力地回想第一次见到手机是什么时候，大家也可以一起回想一下。

我第一次见到手机要追溯到1998年春晚的一个小品，叫做《回家》。黄宏和宋丹丹扮演了一对进城务工的农民工夫妇，他们花了2000块钱购买了一部二手的大哥大。我至今还记得黄宏的那句台词：“王老板人家买了个翻盖的，就淘汰了这个砖块的。”

那1998年，在我国通信产业发展的时间轴上处于什么位置呢？刚好是2G商用网络实现的初期。

▲左：1G

右：2G

1G昂贵笨重的大哥大逐步被集成度更高、体积更小巧的翻盖手机所替代。2G手机不仅可以打电话，而且还可以发短信。后来，2005年的《超级女声》掀起了全民造星的热潮，全民是怎么参与的呢？就是拿手机短信投票，总决赛单场手机投票的数量就达到了800万张。

也正是在1998年，国际电信联盟授权成立了全球通信标准组织——3GPP。这里成为了全球各国争夺通信产业话语权，抢夺通信技术高地的主战场。

在此之前，我国的通信产业1G是“空白”，2G是“跟随”。从3G开始，一代代中国通信战士前赴后继、据理力争、多方博弈，才把我国主导的通信标准一次次推向世界的舞台。

3G时代，我国的CDMA（Code Division Multiple Access）实现了“三分天下有其一”，在4G时代，我国主导的TD-LTE（Time Division Long Term Evolution）成为了全球两大标准之一。到了5G时代，我国成为了5G标准和技术的全球引领者之一。

我国拥有最多的5G标准专利，建设了最多的5G基站，服务了最多的5G用户。我国在争取国际标准的话语权的同时，也为整个通信产业注入了新的活力，带动了整个行业的蓬勃发展。

那么通信技术的发展对我们的生活有什么影响呢？

▲左：3G

右：4G

首先是3G时代，它开启了移动互联网的新纪元，我们的手机不仅可以打电话，还可以上网、收发邮件。到了4G时代，又极大地推动了移动互联网的繁荣发展，我们购物、聊天、看电影、点外卖，都能使用手机足不出户地完成。并且一个APP背后就是一个公司，能够解决上千人的社会就业，4G可谓是深刻地改变了我们的生活方式。

到了5G——万物互联的时代，人们的生活更加便利。在线观看4K高清视频不卡顿，随时唤醒智能家居不动手，线上问诊三甲医院不出门。同时5G还赋能了工厂、地铁、矿山还有电网等各行各业的数据，实现实时关键数据回传，可以大大降低运维成本和人力成本，5G已经改变社会。

标题：打破现实和虚拟的界限

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可能有人会问了，5G已经发展到万物互联了，那6G还有什么搞头呢？

大家可能都玩过游戏，像《塞尔达》《赛博朋克2077》，在这些游戏里，无论场景如何精美逼真，情节多么跌宕起伏，我们从来都不会觉得游戏里的角色就是我们自己，也不会认为游戏里的生活就是我们真实的生活。我们始终是一个游戏角色的操纵者。

2018年上映了一部电影叫做《头号玩家》，2021年扎克伯格也宣布要全面布局元宇宙，这些都指向了同一个远方：在未来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、闪转腾挪、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技术成功后成为现实。

5G的万物互联会收集大量的数据信息，结合人工智能、大数据、云计算这些技术，推动了我们整个社会数字化的进程。而在6G时代，数字化会进一步加深。

▲6G愿景：数字孪生，智慧泛在

我想到了一个毕达哥拉斯的核心理论，就是万物皆数。2030年以后，我们物理世界采集到的大量的数据信息，将建立一个物理世界的孪生兄弟。这就是我们6G愿景中经常提到的“数字孪生”。

这相比《头号玩家》的场景更进一步，不仅仅是对现实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，进而可以提前运用一些措施对物理世界进行干预，两个世界建立起紧密的联系，做到6G改变世界。

6G愿景的另一个特点就是智慧泛在。

5G时代我们已经有了智慧家居、智慧工厂、智能汽车，但是这些场景都是一个个孤岛，只能说是聪明，但是谈不上智慧。在6G时代，就有可能把这些孤立的场景有机地融合起来，通过学习、分析、预测，对人类的行为进行合理化的建议，让人感觉到智慧无处不在。

▲左：穿戴设备

右：数字孪生

我们选取了几个比较有意思的场景和大家一起来畅想一下。首先是第1个场景：数字孪生人。通过一些可穿戴的设备和植入体内的传感器设备，深入地采集人体的一些信息，把这些信息构建成一个数字化的“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，有效地预防脑梗、心梗这类疾病的发生，提高人类的生存质量。

第2个场景叫做通感互联。未来传递的将不仅仅是视觉、听觉，还可能传递更多的感官信息，譬如嗅觉、味觉、触觉乃至情感。

试想有这样一对异地恋的情侣，过去是见字如面、纸短情长，后来是通宵电话、思念成殇，再后来是日常视频、实时分享，而6G将可能让他们跨越千里相拥，情意在电波中流淌。

第3个场景是全息通信。大家可能对全息投影并不陌生。我记得10年前，周杰伦在演唱会上和邓丽君隔空对唱了一首《千里之外》，当时就是用成像技术给人以裸眼3D的视觉体验。6G将让这种视觉应用拓展到可操作应用，我们通过一个移动通信的网络，能实现多人远程实时的互动。未来可能远隔重洋的亲人们就可以通过全息通信，齐聚在老房子的葡萄架下，一起寻找消失的旧时光。

国际电信联盟2023年6月公布了6G关键技术指标，我们挑选了几个和5G做一下对比。

首先，峰值速率从Gbps级提升到Tbps级。这是一个什么概念？就是如果你下载一套4K高清的纪录片《我的星球》大概是70GB，如果5G下载需要大概3秒左右，而6G只需要0.07秒。移动性从原来的500千米/时提升到1000千米/时，这基本上已经达到了飞机的速度了，也就是说以后在飞机上也是有6G信号的。可靠性提升了100倍，可千万别小看这小数点后的第4位第5位的9，这是人命关天的两位，说明未来有可能进行更高精度、更复杂的远程手术。

这些愿景还是挺美好的，但是我们还是要回到现实，看看我们现在距离6G还有多远。其实，我们现在距离6G的目标还有很大的差距。这就需要我们继续探索和创新，持续深耕6G的关键技术。

标题：实现6G的关键技术

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那6G的关键技术大致分成这4个方向：包括无线通信，无线组网，网络功能和网络架构，从无线空口到核心网的整体网络架构设计等。我挑取其中的一些技术跟大家展开来说说。

首先是智简网络架构，所谓“大道至简”，少即是多。

比如大家都吃过肯德基，肯德基的模式就是中央厨房配送半成品原料给各个连锁门店，连锁门店再根据顾客的需求进行一些定制化的处理。

智简网络也采用了类似的云边的两极架构：把总体控制放到了云端，统领整个系统；而把用户侧需要快速控制的一些信令放在了边缘。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。

第二点就是高频段的利用。如果我们把数据理解成车道上面的一些车辆的话，那么我们的频率宽度——带宽，就是马路的宽度。从5G到6G，如果我们想达到百倍速率提升的话，那么最直观的一个方法就是探索新频段，进一步拓宽这个车道。

上图展现的是频率使用分布情况。目前我们常用的频率主要集中在10GHz 以下，像中国移动的主力频率就是2.6GHz，联通、电信的频率是3.5GHz。在5G我们已经向上探索到了毫米波波段，6G将进一步向上探索太赫兹和可见光波段。

太赫兹波段可以给我们带来更高的速率传输和更小的天线尺寸。同样是100根天线，在5G频段下大概有半米左右，而在6G频段下它可以只有5毫米左右。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。以后朋友到您家可能就不会问Wi-Fi密码是多少，而是问你家灯的开关在哪？

接下来的一个技术叫做“空天地一体化组网”。首先我要解释一下什么是“组网”？组网就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。这个网络设备可以是地面上的基站，也可以是天上的卫星。

在2023年10月底，我看到了一个数据统计，我国的5G基站已经达到了321.5万个，构成了全世界最大的一张5G网络。但是即便如此，依然存在网络覆盖不足和覆盖不到的地方，像沙漠、海洋、山区等地区都不适合大规模建立地面基站。所以6G的一个解决办法就是“扶摇直上九万里”，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上、无人机上甚至卫星上。

可能有人会问了，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。

首先是标准的融合，过去二者之间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、产品都是独立发展的。6G将使卫星和地面的通信使用统一的标准，这就使它在技术层面上做到了互联、互通和互操作。

第二个融合是终端融合。比如华为Mate60Pro这款手机已经小试牛刀，支持天通卫星通信，虽然通信质量和形式还比较受限，但是已经证明了空天地一体化终端融合的可行性。以后一机在手走天下，上天入地都不怕。

第三个融合是网络的融合。卫星网络和地面网络进行有机的融合，无缝衔接、丝滑过渡、网络资源统一调度。到那时候，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。

以上就是我今天要和大家分享的内容。我还是一个通信界的小学生，还在不断地学习和吸收。我想以北岛的一首小诗作为我的结束语：“纵使你脚下有一千名挑战者，那就把我算做第一千零一名”。

谢谢大家！

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