9月25日，在2024年中国国际北京信息通信展开幕式上，中国工程院院士张平表示，面向未来，我们需要找到一个拐点技术，以满足移动通信持续发展、智能发展、按需供给服务等一系列要求。
当前发展6G有四个挑战
张平说，经过三十多年的发展，我国移动通信网络已经覆盖城乡，移动通信用户遍及老幼，基本实现随时随地沟通的梦想。经过2G、3G、4G和5G发展历程，中国成为全球移动通信领域的大国，包括移动通信传输与系统装备的开发与制造技术，丰富的移动终端，以及各行各业的移动通信的应用，全面进入国际前列。
未来的6G充满机会和挑战，6G的发展既有市场需求的驱动力，也有技术本身发展的驱动力。6G已经成为我国重要的发展战略，国家在“十四五”规划中提出前瞻布局6G网络技术，工信部、科技部和国资委都做了多方面准备工作。6G的发展是建立在5G基础上的，主要是解决和应用5G带来的变化，以及5G在应用中面临的挑战。因此，6G增加了感知通信一体、AI通信一体、泛在连接三大应用场景，当前主要有四大挑战：
一是通信性能大幅提升，可持续发展成为挑战。以前通信能力的提升主要指标是网络的带宽能力，移动通信代际之间的速率有10倍的提升，但网络宽带化发展是有极限的，现在更应该关注网络的使用效率，包括提供具备确定性的时延和支撑更广泛的连接数等能力，使通信质量大幅提升。
二是多要素融合，其中通信与AI的融合是关键难题。泛在AI，要通过通信、感知、计算、人工智能和数据安全等要素的深度融合来实现。
三是业务和能力按需供给的挑战。因为按需的定制化、个性化服务与刚性的系统设计之间有矛盾。
四是空天地一体全域覆盖的挑战。
6G需要找到拐点技术
谈到未来6G的应用场景，张平举例了一些例子。比如：数字孪生人的发展，可以与智慧医疗结合起来。可以发展智慧交通，解决交通拥堵问题，不光是地面上的交通，还有可能是低空交通。飞行器是低空经济的交通主体，飞行器需要携带通信设备、定位设备，以支撑低空交通体系的建立，也将构成通信经济、低空经济的产业基础。
6G还有帮助解决人口老龄化的问题，老年人需要大量的辅助人工，需要灵活的人形机器人，机器人一定是跟场景相结合、把其具备的AI能力实时地提供给服务对象。因此，6G作为基础性、先导性的未来产业，具有前瞻性、创新性、颠覆性、融合性等特点，将全面构筑万物智联的新一代信息网络基础设施。
张平说，6G的技术研发和标准化已经进入关键窗口，从今年开始预研，大概到2028年左右构成2020-2023Release的标准版本。移动通信一直以来的主要的技术方向是提高频谱效率，同时设备的功耗值也在大幅增加。5G设备的功耗已经非常大了，6G如果继续这个方向，功耗的增加将是无法忍受的。现在单纯通过提高天线数量来增加网络带宽的方式已经走了极限，而且也解决不了我们面临的高成本、高功耗问题。
张平提出:“我们需要找一个拐点技术”。
为了找到拐点技术，陆续成立了一些新型研发机构，北京邮电大学和中国移动成立的联合研究院，在6G做一些前瞻性布局。受北京市领导的中关村泛联研究院，也在推动相关工作，尤其是希望通过北京市政府的力量推动人工智能和通信进行深度融合，为通信系统下一步发展带来增益。
6G的新思路和新突破
目前，拐点技术已经初见眉目。将人工智能引入通信网络，将语义通信、语用通信应用于6G系统。
第一步，用人工智能技术来设计通信系统，通信系统成为一个简单的“黑盒子”。目前看，采用“最大似然法”和采用人工智能技术，对网络带来的增益相差是非常小的。
第二步，借用人类的信息系统，实现语义通信，传输信息背后的认知含义。
第三步，实现语用通信，达到能够传达意图的阶段。
这三步，从数据感知阶段到模型认知阶段，再到大模型推导出的相应动作，构成一个新型的信息系统。
目前这一新型信息系统已经初步建立了数学模型， 2024年6月份发表的《语义通信的数学理论》，证明了采用人工智能方法确实能给移动通信系统带来增益。并引入了“S”的概念，当S等于1就是常规的香农定理；当S大于1就突破了香农曲线对无线设备的约束；当S等于2、4、6时，增益在提高，但功耗在逐步下降。
张平表示，关键的因素是找到S等于几。在做多系统、多用户组网时，过去是用时分、空分、频分等，通过对时间、空间、频率等自然资源的细分来实现的。我们现在第一次提出MDMA，是从语义角度，用模型的方式进行用户的区别，这是非自然的。在通信系统里，非自然的和自然的，可以结合起来实现通信有增益的同时，功耗有控制。
目前，在北邮外场试验网已经进行了验证，这个试验网可以将设备能效、网络覆盖的面积、网络的传输效率等几个方面的性能同时提高，而不是单个技术性能的提高，希望将来在北京、成都和深圳做更多这方面的试验。
张平最后说，从3G开始，中国的移动通信一直在沿着熵减的道路在走，TDD与FDD相比，TDD是熵减的技术道路。勤奋聪明的中国人通过自己的学习和实践，做出今天5G一枝独秀的局面。面向6G时代，语义通信提供了认知过程，在整个网络里流淌的将不再是单一的比特，这为推动移动通信行业持续向前发展，开辟一条新的途径。
作者：刘晶
编辑：高珊珊
监制：刘晶
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