6G將更好服務千行百業

在今年全國兩會上，工信部部長金壯龍表示，我國在5G方面已居世界前列，正在加快6G研發。

5G與AI技術已在我們的生産生活中得到廣泛應用，併發揮著越來越重要的作用。5G提供了萬物互聯的基礎，基於AI的各種應用已經滲透到各個領域。一方面，5G不斷引入基於AI的演算法和解決方案，不斷提升5G網路性能，為5G發展開啟了一個新的智慧維度；另一方面，5G不斷擴展AI的應用場景和空間，高速、低時延的連接推動更多基於AI的應用。5G與AI技術的持續融合，將為我們的生産生活提供更多可能。

根據行動通訊産業發展規律，每一代國際標準間隔是在10年左右。6G作為下一代行動通訊標準，將在現有5G基礎上進行革命性演進。6G預計在2030年左右商用，國際電信聯盟已開始6G相關需求研究工作。在6G的設計中，行動通訊技術與AI技術的進一步融合將成為最重要的方向。為支撐6G的各種需求，構建“6G智慧維”也成為6G設計的最核心工作。

智慧維是基於大數據和算力資源，以AI技術為基礎，與無線行動通訊的時域、頻域和空域並列的新資源維度。智慧維的構建將使5G/6G更加智慧、高效。智慧維構建一脈相承，5G智慧維構建為6G智慧維設計奠定了良好基礎與經驗，6G智慧維將基於全新的系統架構打造智慧內生的新一代網路。

6G相對於5G制定了更加宏大的願景，在基礎的頻譜利用率、峰值速率、時延、可靠性、連接數量、能耗等維度將提供更高指標，滿足層出不窮的新業務需要。智慧維作為滿足6G願景的基礎性設計存在更加廣闊的發展空間，發揮的作用也更加顯性化。例如，對於基礎的無線空口設計，基於AI的設計將全方位與傳統通信模組和基礎流程結合，全面提升頻譜效率與系統效能。對於網路架構設計，更多的控制將由基於AI的演算法完成。借助AI演算法，傳統的層間限制將被打破，端到端的一體化設計將被實現。同時，6G網路對AI相關的數據流傳遞也將進行更加系統化支援，各種AI業務相關的數據收集、模型訓練與模型傳遞會得到持續優化。

近年來，隨著AI技術的快速發展，基於AI的無線設計成為無線行動通訊研究的主要方向。在5G網路設計之初，受多重因素影響，並未考慮與AI技術的深度融合，這使得5G智慧維的構建以增強性設計為主，很難充分發揮AI技術的優勢。6G初始階段將借鑒5G智慧維設計經驗，綜合考慮行動通訊網路的數據處理、算力分佈、AI模型使用與管理、確定性演算法與AI演算法選擇等維度，形成融入AI元素的新型網路架構設計。新設計將全面支援基於AI的設計替代或增強傳統演算法，從而系統性提升6G網路性能，實現原生性AI設計。總之，相對5G及以前的設計，6G是一次多領域融合的突破性設計，有潛力在更少開銷和更低能耗的前提下，實現更優化的系統設計。

6G智慧維構建將更好服務千行百業。相對於5G，6G需要支援更加多樣化的需求與場景部署，業務類型也呈現多樣化，如視頻、音頻、AR/VR等將以混合的形式同時併發傳輸。利用AI技術可有效提升6G應對各種複雜場景的能力，基於AI的業務識別、網路參數與資源調配可為多種業務提供更加高速可靠的傳輸。對垂直行業特有的需求，如超低時延高可靠傳輸、點對點傳輸、超高精度定位等，6G也可利用AI技術進行特定增強，進一步提升關鍵指標支援能力。此外，6G網路還可為垂直行業提供一定的算力支援，直接提升垂直行業使用AI技術的能力。綜合來看，6G智慧維構建不僅為垂直行業提供更強的傳輸能力，還可提升垂直行業的智慧化程度。

6G智慧維建設是一個長期持續的過程。智慧維的設計本身面臨諸多挑戰，這些挑戰來自基礎理論、數據集構建、算力限制、模型的訓練與管理等多個層面，需要考慮採用開放性架構，進行持續優化與增強。6G對所有的用例與需求支援不會一蹴而就，是一個逐步完善與演進的過程。在第一個6G版本中，以重點場景的用例支援作為設計出發點，將確定基於AI的核心功能和基本架構。後續的版本將在基礎框架下，對智慧維多個層面進行不斷擴展與提升。

近年來，AI快速發展，不斷取得突破性成果。ChatGPT的橫空出世進一步引發AI研究熱潮，尤其是可以完成多任務的超大模型研究成為重要方向，6G將與ChatGPT等AI領域重要成果形成更加緊密的互動。具體來説，6G智慧維構建，一方面，需要考慮為超大模型相關的數據傳遞提供高速率、高可靠性的傳輸通道。傳輸通道既要支援大型數據集傳輸，也要考慮支援監督學習、半監督學習、強化學習等多種學習方式相關的中間變數和模型本身傳輸。另一方面，需要支援更加靈活的算力組織方式，如分佈式的超大模型訓練與更新。在對超大模型支援外，6G網路也需考慮採用支援多任務的超大模型不斷提升網路智慧化程度，形成6G的真正大腦。

綜合來看，6G與AI將全方位深度融合構建全新的6G智慧維，既能全面提升6G網路性能，又能更好服務千行百業，推動高品質發展。通過智慧維的持續構建，也將實現多項基礎理論與技術突破。這些突破不僅限于行動通訊領域，也將與AI領域形成緊密互動，推動更多跨領域的新理論、新技術和新應用産生。可以預見，隨著行動通訊與人工智慧的深度融合，將為未來社會發展帶來更加廣闊的空間。

【劉曉峰作者係中國資訊通信研究院無線通信創新中心副總工程師、IMT-2020（5G）推進組5G與AI融合研究任務組組長】