对话尤肖虎:探索6G之海,我们已踏上十年征途

今年6月,距离2019年中国正式发放5G牌照已整整2年。

网络规模已占全球70%,81.9万个5G基站覆盖了全国所有地级以上城市,每一秒钟出货5部5G手机,移动视频月人均使用时长3255分钟,1080p及以上视频流量占比已达29.3%……带着这些成绩跑进世界“无人区”的中国5G,站在了移动通信历史中一个全新的时间点上。

按照近日国家知识产权局知识产权发展研究中心发布的《6G通信技术专利发展状况报告》,6G技术领域全球专利申请量超过3.8万项,中国是6G专利申请的主要来源国,其中,高校和科研机构更是6G创新的主要力量。

围绕6G的愿景、驱动力、潜在技术以及我国的6G竞争力,移动通信领域的幕后“大咖”,东南大学教授、移动通信国家重点实验室主任、未来移动通信论坛秘书长尤肖虎接受了紫金山科技的采访。

对话尤肖虎:探索6G之海,我们已踏上十年征途

言谈之中,尤肖虎教授特别提到,除了把5G的三大场景(增强宽带,高可靠低时延通信和海量机器互联)进一步推向成熟之外,6G更将为沉浸式云XR、全息通信、多维感官互联、智慧感知等下一个10年的应用,打造一个更立体、更强大的“空天地一体”网络。

而现在,正是6G的全球起跑时。

近期国际上各国的6G动态密集,且今年两会也有代表提议加快“空天地”一体化网络布局,在5G尚未全面成熟之际,为何包括我国在内,全球都已经在6G上开始了紧密布局?

尤肖虎:每一代移动通信,都会经历愿景的提炼、技术框架的搭建、核心技术的确定,并在全世界范围内形成共识,进而推动标准化和商用化的历程,所以至少需要十年的时间。当下我国已经在5G上取得初步领先优势,也应该率先布局6G研究,进而形成优势并推动全世界范围内的6G发展。

6G技术覆盖面比5G更为宽泛,尤其是将把网络扩展到“空天地”一体,将极大改善4G和5G在覆盖范围上的局限性。例如在偏远地区、海面上、空中等场景,借助于卫星+地面通信,以往很难实现移动网络覆盖的区域,也将能够有网可依。更进一步解决现有的物联网问题,包括很多无人系统也将被有效利用起来。

相比于5G,6G的驱动力和愿景是什么?

尤肖虎:移动通信早期主要是面向人的服务,解决人在移动场景下的信息互通。4G解决了移动通信的宽带化,5G把移动通信应用范围做了较大扩张,实现了从“人的互联”向“物的互联”的飞跃,面向各行各业解决物的宽带互联,概括起来就是8个字——增强宽带,万物互联。这样的转变需要一个过程,可能会持续5年甚至更长一段时间,所以这个愿景的真正实现,也有待于5G的演进以及6G的实现。

所以,6G不但要承载5G提出的一些发展目标,更要开拓更多、更新的商业应用和更深的行业应用,并且把消费者应用扩展得更好。这既包括现有的5G难以支撑的全息通信,AR、VR这类要求网络速率非常高且交互时延非常低的应用,也包括更多的深层次行业应用、无人系统的普及。

目前相对于各国在6G上的布局,我国处于什么水平?

尤肖虎:和世界先进国家相比,我国是处于同时起步状态的。日本政府提出来的BEYOND的5G以及6G发展路线图,韩国提出的6G研究计划,欧盟启动的平行线计划,美国提出来的 NextG计划,和我国的6G专项研究计划几乎是同时起步的。可以说,我国和先进国家的6G研究进展是同步的。

此前有专家提出,智能泛在和数字孪生是6G演进上的重要趋势,对此您如何看待?

尤肖虎:移动通信需要适应于各行各业,它适用的范围是非常大的,所以应用目标也是千变万化、丰富多彩的。 我们希望用同一个移动通信网络来满足各种各样的应用,就需要泛在的智能,通过大数据和人工智能提供更高的灵活性和适配性,最大程度地利用移动通信的频率资源,让移动通信更为有效地服务于各种各样的应用。所以泛在智能将是未来5G乃至6G的一个重要研究方向。

数字孪生的意义在于,无论是现实社会还是物理世界,和网络都构成了一种有机的互动和互联。数字孪生无论是在社会层面还是在现实层面,将会是驱动整个社会向智能化时代发展的重要力量。我们提出各种各样的数字孪生,能够把现实世界和虚拟世界“对照”起来,形成一种新型的互动,通过数字孪生来推动现实世界的发展。所以这是人类社会未来发展的一个美好愿景。因此大家普遍认为,数字孪生也将是6G时代一个非常重要的应用场景。

大部分消费者和很多行业客户对5G尚且认知不足,那么现阶段我们该如何正确认识6G?

尤肖虎:6G和现有的5G的发展并不矛盾,5G的发展也将是6G的重要基础。5G已经开始向各行各业渗透,需要在商业模式、经济适配性等各方面满足行业的需求,也需要在技术方案的成熟性上加以磨合,才能真正达到行业客户应用5G的目标。

6G的愿景将在5G的基础上进一步深化,是更为广泛的行业应用和商业应用,将把一些全新的技术例如“空天地”一体化、毫米波、太赫兹等技术,与5G技术实现结合,让5G的发展与6G的愿景实现平滑过渡,使得现有的5G投资更为有效,也有助于未来6G在实现更多“不可能”的同时,更符合现实需要。

在6G到来之前,未来几年中5G仍是一个持续演进的过程,3GPP也已正式将5G演进确定为5G-Advanced,在5G-Advanced演进中,中国乃至全球5G产业会是一个什么样的节奏?最大的挑战是什么?

尤肖虎:我国5G商用已有两年时间,已有的技术优势已经初步得到了体现,但是也反映出5G的一些技术和真正的行业应用还不是非常匹配。

例如,5G的上行能力即数据回传能力,在某些场景下还不能完全适应于工业互联网的应用。工业场景中一些环节有很多高清的摄像头,需要把采集信息实时回传到网络侧,用于分析处理,进而指导和优化工业生产的流程。这对终端侧向网络侧传输能力要求是非常高的,现有的5G系统还不能完全适用于这些场景。所以在5G的演进中,5G-Advanced也将对这些方面的性能予以增强。当然5G-Advanced增强的内容不仅是这些。在泛在智能领域,只有把大数据和人工智能以及5G的发展真正有机融合在一起,才能更高效、更便利地支撑各行各业的应用。

高精度的定位也是工业应用、车联网场景中的一个主要需求,对定位的精度、时延等要求非常高,并且有些定位是在室内进行,单纯依赖北斗等导航系统会有一定局限。这些也都寄望于5G的进一步演进和完善,不但能解决通信的问题,也能进一步感知的问题、定位的问题,进而真正增强对各行各业的支撑能力、适应能力。

从5G到6G,离不开产学研用等各方的协同合作,目前中国已经是6G专利申请的主要来源国,而且高校和科研机构已成为我国目前6G科研与创新的主要力量。

尤肖虎:是的,东南大学拥有移动通信国家重点实验室和毫米波重点实验室,这两个实验室的研究方向均与5G及6G发展直接相关。在5G时代,东南大学牵头了国家863 5G无线传输的重大项目,建成全世界最大规模的5G实验平台,能够支撑上千个天线的并发通信,频谱效率达到每赫兹100比特,是世界上的最高水平。此外,东南大学的团队还在5G关键技术上取得了多项重要突破,特别是在毫米波领域,基于CMOS工艺,成功突破了成本瓶颈,为后续的规模部署与应用奠定了基础。

面向6G科研,东南大学还联合了紫金山实验室,承担了6G专项总体技术研究以及6G空口无线传输等6G核心项目。我们正在构建6G实验验证平台,希望在面向6G的若干关于传输、人工智能、器件等方面取得重要突破,真正能够支撑我国在6G时代的发展,使我国6G的研发走在世界的最前列。

相关内容