6G網(wǎng)絡(luò):引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)邁入全域智能新紀(jì)元
近日,國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)宣布其下屬無(wú)線電通信部門(ITU-R)5D工作組已于2026年2月通過(guò)協(xié)商一致,正式確定IMT-2030(6G)的性能要求草案。這份名為《IMT-2030無(wú)線接口技術(shù)性能最低要求》的草案共提出20項(xiàng)技術(shù)性能要求(TPR),其中7項(xiàng)為6G新增的特有指標(biāo),旨在對(duì)未來(lái)6G無(wú)線接口進(jìn)行評(píng)估。

6G的這20項(xiàng)技術(shù)性能要求,均指向六大應(yīng)用場(chǎng)景,即沉浸式通信(IC)、超高可靠低時(shí)延通信(HRLLC)、海量通信(MC)、泛在連接(UC)、人工智能與通信融合(AIAC)以及通感一體化(ISAC)。2023年12月,ITU首次確定6G的框架和總體目標(biāo)時(shí),就明確了這6大場(chǎng)景,它們既有對(duì)5G的演進(jìn),也包含新的場(chǎng)景需求。
其中,沉浸式通信、超高可靠低時(shí)延通信、海量通信是對(duì)5G時(shí)代3大場(chǎng)景的進(jìn)一步演進(jìn),分別對(duì)應(yīng)增強(qiáng)移動(dòng)通信(eMBB)、低時(shí)延高可靠(uRLLC)和大規(guī)模通信(mMTC);而泛在連接、人工智能與通信融合以及通感一體化則是順應(yīng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展形成的新場(chǎng)景。

對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)而言,6G通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)物理世界與虛擬世界的深度融合,成為支撐物聯(lián)網(wǎng)向全域智能演進(jìn)的新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。基于ITU對(duì)6G技術(shù)性能的共識(shí)及6G技術(shù)演進(jìn)邏輯,我們可從六大應(yīng)用場(chǎng)景出發(fā),系統(tǒng)分析6G對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的賦能能力與發(fā)展前景。筆者認(rèn)為,可從連接、體驗(yàn)和智能三個(gè)方向看待6G時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向。
連接:6G物聯(lián)密度與廣度進(jìn)一步拓展
從連接層面看,海量通信和泛在連接體現(xiàn)了6G時(shí)代連接的升級(jí)與新特性,展現(xiàn)了6G連接的密度和廣度,且這兩大場(chǎng)景在很大程度上是專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的。
海量通信:支撐密集物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的有效連接
6G時(shí)代海量設(shè)備連接技術(shù)將實(shí)現(xiàn)突破,ITU提出6G需實(shí)現(xiàn)每平方公里10?–10?的設(shè)備連接密度,即每平方公里達(dá)到100萬(wàn)-1億的設(shè)備連接,相比5G提升10-100倍。從技術(shù)演進(jìn)邏輯推測(cè),6G將繼承并發(fā)展5G時(shí)代的物聯(lián)網(wǎng)系列技術(shù),包括RedCap、eRedCap系列輕量化5G技術(shù),以及NB-IoT/LTE-M系列LPWAN技術(shù),更重要的是進(jìn)一步推動(dòng)無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟應(yīng)用,以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連接的愿景。此外,在筆者看來(lái),6G是否會(huì)推出對(duì)標(biāo)5G eMBB和uRLLC能力的“Light 6G”技術(shù),進(jìn)一步優(yōu)化和替代現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的通信支持,或許將成為一個(gè)重要探討方向。
海量通信場(chǎng)景本質(zhì)上是為物聯(lián)網(wǎng)量身打造的,6G通過(guò)技術(shù)演進(jìn)將覆蓋更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求。未來(lái),智慧城市中可能會(huì)有高密度部署的傳感器,工業(yè)環(huán)境里大量生產(chǎn)設(shè)備需要有效感知,再加上無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的極低價(jià)格的泛在感知。
泛在連接:消除物聯(lián)網(wǎng)的“連接盲區(qū)”
6G借助天地一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫覆蓋,徹底解決偏遠(yuǎn)地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接難題。6G空天一體化網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)天基(高軌/中軌/低軌衛(wèi)星)、空基(臨空/高空/低空飛行器)等網(wǎng)絡(luò)與地基(蜂窩/WiFi/有線)網(wǎng)絡(luò)的深度融合,組成一張空天地一體化網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)人口常駐區(qū)域的覆蓋,以及偏遠(yuǎn)地區(qū)、海上、空天的廣域立體覆蓋,滿足地表及立體空間的全域、全天候泛在覆蓋需求,為用戶提供泛在通信服務(wù)。其中,IoT-NTN技術(shù)的演進(jìn)將成為6G實(shí)現(xiàn)泛在連接的關(guān)鍵,IoT-NTN在3GPP R17階段完成第一版標(biāo)準(zhǔn),目前已有多家廠商依托該標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)商用。IoT-NTN處于持續(xù)演進(jìn)中,未來(lái)6G時(shí)代會(huì)被賦予更多功能,空天一體化服務(wù)將更加成熟,讓物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在任何地理環(huán)境下都能保持通信,真正實(shí)現(xiàn)連接無(wú)處不在。同時(shí),互操作性是6G的關(guān)鍵技術(shù)能力,強(qiáng)調(diào)無(wú)線接口的包容性與透明度,推動(dòng)不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)縫通信。
體驗(yàn):極致效能催生新的生產(chǎn)生活方式
沉浸式通信、超高可靠低時(shí)延通信可視為為那些需要更高通信性能的應(yīng)用提供支持的技術(shù)手段,能夠帶來(lái)前所未有的體驗(yàn)。
沉浸式通信:拓展物聯(lián)網(wǎng)的“交互維度”
盡管沉浸式通信主要面向消費(fèi)級(jí)應(yīng)用,但物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備作為數(shù)據(jù)采集與交互終端,為過(guò)去幾年備受關(guān)注的元宇宙等場(chǎng)景提供核心支撐。6G可以說(shuō)是為元宇宙而生的技術(shù),其中一些高性能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可采集用戶動(dòng)作、環(huán)境信息等,在元宇宙中實(shí)現(xiàn)虛擬形象的實(shí)時(shí)同步和數(shù)字孿生模型的構(gòu)建。在工業(yè)元宇宙里,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)可生成高精度數(shù)字孿生模型,為虛擬調(diào)試、遠(yuǎn)程操控提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
同時(shí),一些高性能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可采集視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多感官數(shù)據(jù),為沉浸式體驗(yàn)提供豐富內(nèi)容??梢哉f(shuō),沉浸式通信場(chǎng)景將物聯(lián)網(wǎng)從“數(shù)據(jù)傳輸”延伸到“交互體驗(yàn)”,高性能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備成為連接物理世界與虛擬世界的橋梁。通過(guò)多模態(tài)數(shù)據(jù)的采集與傳輸,為沉浸式體驗(yàn)提供物理數(shù)據(jù)支撐,實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的深度融合。
超高可靠低時(shí)延通信:讓高性能物聯(lián)網(wǎng)真正實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)響應(yīng)”
ITU要求6G端到端時(shí)延降至0.1-1毫秒,可靠性達(dá)到1-10??至1-10??,這一指標(biāo)直接滿足工業(yè)自動(dòng)化、遠(yuǎn)程醫(yī)療等對(duì)時(shí)延敏感的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求,還能支撐沉浸式云XR等消費(fèi)級(jí)應(yīng)用的超低時(shí)延需求,以及一些實(shí)時(shí)控制、協(xié)同作業(yè)。在具身智能等人工智能應(yīng)用場(chǎng)景中,機(jī)器人的實(shí)時(shí)交互需求極為迫切,例如機(jī)外通信需要可靠的無(wú)線通信通道支持機(jī)器人之間的協(xié)作、任務(wù)執(zhí)行與反饋,超高可靠低時(shí)延特性將成為這類應(yīng)用的關(guān)鍵保障。
智能:AI成為6G物聯(lián)網(wǎng)的原生能力
人工智能與通信融合、通感一體化可說(shuō)是6G與AI深度融合的體現(xiàn),在物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下也能感受到AI原生能力帶來(lái)的改變。
人工智能與通信融合:賦予物聯(lián)網(wǎng)“智能大腦”
6G將AI能力深度融入網(wǎng)絡(luò)核心,支持分布式數(shù)據(jù)處理與學(xué)習(xí)。目前,端側(cè)AI成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一個(gè)重要關(guān)注點(diǎn),這一方向在6G時(shí)代將得到充分體現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可在邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行AI模型推理,僅傳輸關(guān)鍵數(shù)據(jù),減少帶寬占用;同時(shí),聯(lián)邦學(xué)習(xí)技術(shù)可能會(huì)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在不共享原始數(shù)據(jù)的情況下共同訓(xùn)練AI模型,有效保護(hù)數(shù)據(jù)隱私。這種架構(gòu)與具身智能的需求高度契合,具身智能終端的模型算法迭代需要多模態(tài)數(shù)據(jù)支持,6G的AI融合能力可實(shí)現(xiàn)云端與終端的高效數(shù)據(jù)交互,同時(shí)保障數(shù)據(jù)安全。
通過(guò)端側(cè)AI分析物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù),可實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障的提前預(yù)測(cè)與自主決策,賦予物聯(lián)網(wǎng)“智能大腦”,推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)從“被動(dòng)感知”向“主動(dòng)決策”升級(jí)。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不再僅僅是數(shù)據(jù)采集終端,而是具備分析、決策能力的智能節(jié)點(diǎn),能夠根據(jù)環(huán)境變化和用戶需求自主調(diào)整行為,實(shí)現(xiàn)真正的“萬(wàn)物智聯(lián)”。
通感一體化:強(qiáng)化物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境感知能力
感知本身就是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要能力。6G通感一體化技術(shù)讓物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備同時(shí)兼具通信與感知能力,通過(guò)共享硬件資源與頻譜資源,在一套無(wú)線電設(shè)備上實(shí)現(xiàn)雙重功能,可有效降低設(shè)備成本,并提升頻譜利用率。通感一體化技術(shù)將拓展物聯(lián)網(wǎng)的感知維度,打破設(shè)備的功能邊界,大幅提升設(shè)備的實(shí)用性和部署效率。
感知能力的提升,本身就是人工智能的重要組成部分,因此,通感一體化在一定程度上也可看作是提升6G網(wǎng)絡(luò)AI原生能力的表現(xiàn)。而感知、通信作為物聯(lián)網(wǎng)的兩大必備能力,在AI能力的驅(qū)動(dòng)下,將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)通感數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)決策分析,進(jìn)一步提升物聯(lián)網(wǎng)的智能化水平。
總的來(lái)說(shuō),物聯(lián)網(wǎng)依舊是6G時(shí)代的核心應(yīng)用領(lǐng)域。6G通過(guò)六大應(yīng)用場(chǎng)景的技術(shù)突破,將全面提升物聯(lián)網(wǎng)的連接能力、用戶體驗(yàn)和智能水平。從技術(shù)演進(jìn)邏輯來(lái)看,6G將繼承5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并發(fā)展新方向,為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供更靈活、高效的連接選擇。未來(lái),隨著6G標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善與產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)將進(jìn)入全域智能新時(shí)代,為數(shù)字經(jīng)濟(jì)與社會(huì)智能化轉(zhuǎn)型提供重要支撐。
本文來(lái)自微信公眾號(hào) “物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)”(ID:iot101),作者:趙小飛,36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
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