6G加持傳視頻節(jié)省帶寬50%以上

5月30日，在中關(guān)村論壇全球B5G/6G創(chuàng)新論壇上，多位專家從B5G/6G產(chǎn)業(yè)進(jìn)程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、業(yè)務(wù)場(chǎng)景等各方面發(fā)表了真知灼見。目前，我國(guó)正處在6G研發(fā)的關(guān)鍵突破期，并取得了一些成果。在論壇上，中關(guān)村泛聯(lián)院以實(shí)物+視頻的方式，發(fā)布了四大6G研發(fā)成果：智簡(jiǎn)通信系統(tǒng)樣機(jī)、高精度毫米波通信感知一體化原型樣機(jī)、大帶寬高速可見光實(shí)時(shí)通信原型樣機(jī)、下一代云化無(wú)線新型空口試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)，同時(shí)發(fā)布了《智簡(jiǎn)通信系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)白皮書》，探索了6G通信技術(shù)的發(fā)展可能。

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5G用戶超5.61億 我國(guó)開啟人機(jī)物互聯(lián)的新范式

最新數(shù)據(jù)顯示，截至 2022 年底，我國(guó)累計(jì)建成開通5G基站 231.2萬(wàn)個(gè)，5G用戶達(dá)5.61 億戶，全球占比均超過(guò)60%。全國(guó)110個(gè)城市達(dá)到千兆城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，千兆光網(wǎng)具備覆蓋超過(guò)5億戶家庭能力。移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)終端用戶數(shù)達(dá)到18.45 億戶，成為全球主要經(jīng)濟(jì)體中首個(gè)實(shí)現(xiàn)“物超人”的國(guó)家。

信息通信技術(shù)和AI的發(fā)展與融合推動(dòng)著人類社會(huì)向數(shù)字智能新階段演進(jìn)。5G通過(guò)有機(jī)地融合泛在通信、計(jì)算與控制能力，開啟了人機(jī)物互聯(lián)的新范式。而6G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)則將通過(guò)對(duì)物理世界的人、物、事件等所有要素?cái)?shù)字化打造一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的數(shù)字化“虛擬世界”，并在物理世界和數(shù)字世界之間提供即時(shí)、高效和智能的超連接來(lái)重塑世界，從而開啟物理維度上的實(shí)體世界和信息維度上的數(shù)字世界同生共存、虛實(shí)交融的移動(dòng)通信新征程。

6G會(huì)是什么樣的？可能是虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互的

6G將會(huì)是什么樣的？盡管目前全球范圍內(nèi)6G的研究仍處于基本概念與系統(tǒng)框架的確立、關(guān)鍵技術(shù)的辨識(shí)發(fā)現(xiàn)及認(rèn)證的起步階段，但是業(yè)界對(duì)于6G的發(fā)展概念與推進(jìn)路徑越來(lái)越清晰。如6G的五大指標(biāo)；沉浸化、智慧化、全域化三大趨勢(shì)和沉浸式擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)、全息通信、感官互聯(lián)、智慧交互等八大應(yīng)用場(chǎng)景等。

“白皮書”認(rèn)為，6G首先能夠?qū)崿F(xiàn)虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互。此外，6G業(yè)務(wù)中人機(jī)物與其對(duì)應(yīng)的數(shù)字化世界的交互需要協(xié)同對(duì)多模態(tài)的信息資源以不同的表現(xiàn)形式，在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)傳輸和處理，滿足6G業(yè)務(wù)場(chǎng)景虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互的新特點(diǎn)。“香農(nóng)定律”指出了有噪聲信道的最大傳輸速率與寬帶的關(guān)系。然而，自從香農(nóng)奠基信息論以來(lái)，移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)逐步逼近通信理論極限，需要對(duì)現(xiàn)有的信息論進(jìn)行擴(kuò)展，構(gòu)建語(yǔ)義智能表征方案和傳輸機(jī)制，突破通信鏈路的傳輸極限，應(yīng)對(duì)未來(lái)6G更高的需求。

6G還是具有自我學(xué)習(xí)、自我適應(yīng)、自我演進(jìn)能力的。6G泛在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的特性使得6G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出高度復(fù)雜、動(dòng)態(tài)變化的特征。依賴精準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型和理想先驗(yàn)假設(shè)的傳統(tǒng)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，很難適用于未來(lái)復(fù)雜多變的6G場(chǎng)景，急需由傳統(tǒng)的“精準(zhǔn)數(shù)學(xué)建模”的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建理念向“新型關(guān)系建模”轉(zhuǎn)變，構(gòu)建具有自我學(xué)習(xí)、自我適應(yīng)、自我演進(jìn)等原生智能能力的6G泛在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)6G網(wǎng)絡(luò)的智簡(jiǎn)構(gòu)建、重塑和演化。

此外，6G的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，不僅不會(huì)更復(fù)雜，而且將更加高效簡(jiǎn)潔。6G業(yè)務(wù)服務(wù)對(duì)象維度的進(jìn)一步增加、網(wǎng)絡(luò)智能節(jié)點(diǎn)間的復(fù)雜交互、信息流間的動(dòng)態(tài)交換及高維信息空間中的動(dòng)態(tài)變化，使得資源堆疊來(lái)提升網(wǎng)絡(luò)能力的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度迅速提高。

6G硬件研發(fā)成果將應(yīng)用于低空無(wú)人機(jī)、飛行汽車等場(chǎng)景

基于6G技術(shù)，目前也有一系列硬件研發(fā)成果。比如此次中關(guān)村論壇上發(fā)布的智簡(jiǎn)通信系統(tǒng)樣機(jī)、高精度毫米波通信感知一體化原型樣機(jī)、大帶寬高速可見光實(shí)時(shí)通信原型樣機(jī)、下一代云化無(wú)線新型空口試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)等。

其中，通過(guò)智簡(jiǎn)通信系統(tǒng)樣機(jī)進(jìn)行圖像傳輸、視頻傳輸，可以實(shí)現(xiàn)更加高效的傳輸效率，能夠?qū)垢訍毫拥男诺拉h(huán)境。這一樣機(jī)針對(duì)高清視頻、智慧工廠、智能交通、虛擬現(xiàn)實(shí)等場(chǎng)景設(shè)計(jì)，圖像和視頻等多模態(tài)信源，相同業(yè)務(wù)質(zhì)量下，相較于傳統(tǒng)移動(dòng)通信技術(shù)，可以節(jié)省帶寬50%以上。

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，它的應(yīng)用場(chǎng)景也在不斷地向前滲透，未來(lái)6G將會(huì)有低空無(wú)人機(jī)、會(huì)飛的機(jī)車、高精度機(jī)器人等更加好玩先進(jìn)的應(yīng)用場(chǎng)景。實(shí)際上，目前低空無(wú)人機(jī)已經(jīng)在外賣送餐等場(chǎng)景進(jìn)行了應(yīng)用，五一前夕，深圳知名的5A級(jí)景區(qū)世界之窗開通國(guó)內(nèi)首條景區(qū)常態(tài)化無(wú)人機(jī)航線。據(jù)悉，新航線以景區(qū)外約1公里的購(gòu)物中心益田假日廣場(chǎng)為起點(diǎn)，最快5分鐘即可將各類網(wǎng)紅餐飲以及濕巾、防蚊貼等居家出游常用的母嬰急需品等送抵世界之窗內(nèi)。從下單到取餐，全程不超過(guò)15分鐘。未來(lái)，上述技術(shù)將被應(yīng)用在類似場(chǎng)景，以及飛行汽車、機(jī)器人和人之間的協(xié)同、機(jī)器人通感一體化等方面。

未來(lái)的燈光可以被用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)？在這個(gè)大帶寬高速可見光實(shí)時(shí)通信原型樣機(jī)上，我們可以看到未來(lái)的這樣一種可能：燈泡不僅可以用來(lái)照明，甚至可以用來(lái)作為通信的基站。中關(guān)村泛聯(lián)院首席科學(xué)家、中國(guó)移動(dòng)研究院首席專家劉光毅說(shuō)，對(duì)于傳統(tǒng)的可見光來(lái)說(shuō)，我們通常采用比較成熟的LED燈來(lái)做信號(hào)源的發(fā)送，目前的LED器件，由于它僅僅考慮了照明的需求，而沒有考慮通信的需求，所以給我們提供的帶寬是比較窄的，比如只有幾十兆赫茲，因此比較難以實(shí)現(xiàn)高速傳輸。而大帶寬高速可見光實(shí)時(shí)通信原型樣機(jī)在藍(lán)光激光的理論和工藝方面取得了很好的突破。

通過(guò)這臺(tái)樣機(jī)，最高可以實(shí)現(xiàn)2G的帶寬，最快10Gbps的速率。目前，專家已經(jīng)開發(fā)了端到端的可見光的通信系統(tǒng)，而且基本已經(jīng)調(diào)通到了5Gbps的傳輸能力，未來(lái)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)100Gbps的傳輸能力。這一能力將來(lái)可以被應(yīng)用在短距離的一些通信應(yīng)用上，比如航空機(jī)艙內(nèi)的通信、醫(yī)療設(shè)備、室內(nèi)通信等。

文/本報(bào)記者 溫婧 統(tǒng)籌/池海波

專家解讀

6G在大模型、元宇宙、衛(wèi)星等方面優(yōu)勢(shì)顯著

實(shí)際上，目前很多先進(jìn)技術(shù)的底層支撐也是通過(guò)5G技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，比如大模型、元宇宙、衛(wèi)星等。未來(lái)，隨著6G的技術(shù)進(jìn)步，這些技術(shù)模型也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)演進(jìn)。

“AI和通信有互相融合的可能性，AI里的一些技術(shù)，比如交叉熵函數(shù)等直接來(lái)源于信息論，用于度量數(shù)據(jù)分布與真實(shí)分布的差距。”中國(guó)工程院院士、中關(guān)村泛聯(lián)院院長(zhǎng)張平表示，現(xiàn)有AI可以輔助空口設(shè)計(jì)，主要針對(duì)單一模塊技術(shù)提供優(yōu)化。面向未來(lái)移動(dòng)通信場(chǎng)景，AI可以幫助我們構(gòu)建多用戶協(xié)作語(yǔ)義通信系統(tǒng)，比如針對(duì)智能交通場(chǎng)景，相較傳統(tǒng)通信方法，在大幅提升識(shí)別準(zhǔn)確率的同時(shí)，有效降低了數(shù)據(jù)傳輸體量，在帶寬受限的大體量數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)景，如AR、VR等設(shè)備圖像、視頻傳輸中具備顯著優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于未來(lái)的“算力”，分享通信創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)蔣志祥表示，未來(lái)將建設(shè)“算力網(wǎng)”，實(shí)現(xiàn)6G網(wǎng)絡(luò)分布式泛在計(jì)算、存儲(chǔ)資源的靈活動(dòng)態(tài)調(diào)度與高效協(xié)同，還能根據(jù)6G業(yè)務(wù)需求，靈活匹配調(diào)度最佳的資源節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。

中國(guó)移動(dòng)研究院院長(zhǎng)、中關(guān)村泛聯(lián)院常務(wù)副院長(zhǎng)黃宇紅表示，中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)完成了全球首個(gè)運(yùn)營(yíng)商5G NTN技術(shù)外場(chǎng)驗(yàn)證以及我國(guó)首款5G NTN手機(jī)終端直連衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，支持雙向語(yǔ)音對(duì)講和文字消息。在6G時(shí)代，將建立“6G天地一體服務(wù)目標(biāo)：終端融合一體，連接全球無(wú)縫”。

“5G現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入到第二階段了，在應(yīng)用方面，我們希望在用戶方面有更多的使用、更多的場(chǎng)景。”中興通訊副總裁段向陽(yáng)說(shuō)，“6G的愿景是‘萬(wàn)物智聯(lián)、數(shù)字孿生’。未來(lái)6G更多是一種感官式的、沉浸式的、全息式的、智慧式的體驗(yàn)。”他表示，6G的網(wǎng)絡(luò)不僅是通信網(wǎng)絡(luò)，更是一種通信感知，人類可以體會(huì)元宇宙的數(shù)智虛實(shí)世界，實(shí)現(xiàn)嗅覺味覺甚至情感思想的身臨其境的沉浸感。