6G时代会带来哪些新的应用场景

5G已经来了，6G还会远吗？答案是“否”。在5G商用大幕正式开启之时，业界对于6G的预研也已经开始。近日，由北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室举办的，以“6G：人·自然·智慧”为主题的“6G移动通信技术展望学术研讨会”在北京邮电大学召开，来自科技部、高校、科研院所及企业等的领导专家汇聚一堂，展望未来移动通信演进之路，探讨6G的定义、应用场景和关键技术等。而这，只是近期我国6G动作的一部分。

移动通信具有“使用一代、建设一代、研发一代”的特征，业界预期2030年6G即将投入商用，因此现在开始6G研究并非操之过急。正如北京邮电大学副校长王文博教授所言：“5G即将大规模商用，业界非常关心5G未来的发展，所以今天对于6G的展望和研讨非常重要。”

北京邮电大学副校长  王文博教授（北京邮电大学新闻中心 范围 宫新 摄）

如同任何一代移动通信技术刚刚起步时一样，目前业界对于6G的关注主要聚焦在基本定义、候选技术、应用场景等方面。

从人机物连接，到人机物灵融合

在我国移动通信技术的研发过程中，科技部一直发挥着积极的科技领导作用，从3G、4G到5G，科技部与工信部、发改委等部委联合推进了技术研发工作，在6G研发方面，科技部也将积极筹备。广泛动员产业界在发展环境、潜在需求、业务应用等方面进行研究创新，并积极推动国际合作，以促进新一代技术在世界范围融合创新。

作为国内通信行业的“黄埔军校”，北邮在今年初就接到了科技部的6G研究需求，这一任务落在了张平教授牵头的网络与交换技术国家重点实验室上。接到任务后，张平教授思考的第一个问题是：5G连接人机物，那么6G连接什么？

北京邮电大学  张平教授（北京邮电大学新闻中心 范围 宫新 摄）

回顾移动通信发展史，1G到4G主要解决人与人的连接，5G开创了由人与人连接的消费互联网向“人-机-物”连接的工业互联网进军的过程。展望未来，张平认为，人是万物之灵，智慧是人区别于其他生物的根本，但是人的智慧是有限的，需要不断学习，因此，当6G来临后，“人-机-物”的连接将向智慧延伸，实现“人-自然-智慧”的互动和连接，即“人机物灵”融合。而这也是本次研讨会主题确定为“6G：人·自然·智慧”的原因所在。

英雄所见略同，研讨会上，悉尼科技大学刘仁平教授也认为智能将在6G发挥重要作用；“6G的核心是将智能引入通信，通过智能提升容量”。中国移动研究院首席专家刘光毅提出，如果说4G实现了沟通泛在，5G实现了信息泛在，5G+将实现感官泛在，那么6G则将实现智能泛在。

悉尼科技大学  刘仁平教授（北京邮电大学新闻中心 范围 宫新 摄）

在“连接智慧”这一宏观方向之下，张平对于6G演进还给出了具体描述，让其看上去更加具象和落地。张平表示，从1G到4G，业界关心的只有一个维度——通信速率，速率也因此成为了不同代际移动通信技术的几乎唯一指标；到了5G时代，考量的指标拓展到了速率、时延和连接；未来6G时代，速率将增加到10Gbit/s-1Tbit/s，通信空间将扩展到陆地、海洋和空天，同时通信智慧将被引入，通信与智能更加密切，通信与人类未来的相互关系也将进入视野。“如果说1G-4G关注的是线，5G关注的面，那么6G关注的就是一个体。”张平表示。

5G并非无所不能，技术升级需求仍存

目前，我们刚刚从4G时代跨过5G商用门槛。谈到5G前景，业界常说，5G能实现广覆盖、高速率、低延迟、高可靠性，将在4G时代无法实现或者实现效果不佳的工业互联网、自动驾驶、远程医疗、虚拟现实等变成现实。人们也因此形成了一种认识：5G无所不能，将是所有网络问题的“终结者”。因此，当6G研究提出后，人们会暗自疑问：5G已经无所不能了，5G之后还能做什么？

研讨会上，悉尼科技大学刘仁平教授和中国移动研究院首席专家刘光毅纷纷抛出这个问题，代表了业界对此问题的高关注度。毕竟，通信技术的发展有技术和需求两个动力，如果找不到合适的应用，无法刺激用户的需求，那么6G技术再完美也只能停留在实验室状态。

对于这一问题，与会专家们给出了思考和回答。张平教授就举了两个5G无法实现、需要更高网络能力的鲜活案例。一个是VR会议，如同《复仇者联盟》《黑客帝国》中场景，VR会议系统能将不同地方的人用全息图像的方式，“五味俱全”地进行传输并召开虚拟会议，相对而言，5G只能传输声音和图像；另一个是异地生日宴会，一个老人的子女在不同的地方，通过网络系统举行虚拟的生日宴会，同步唱响生日快乐歌。

张平分析，传输人的全息视频需要4.62Tbit/s的速率，而5G网络速率为1Gbit/s，不能满足全息视频的需求。而要异地同步唱响生日快乐歌，以及部分苛刻的工业互联网精密制造场景，则需要网络时延降低到微妙级甚至纳秒级，现有毫秒级时延的5G网络也无法胜任。“面对日益更新的新业务及服务需求，无线通信革新的脚步不能停歇。”张平表示。

悉尼科技大学刘仁平教授提出，虽然5G相比4G有了质的提升，但是在农村和偏远地区，以及航空和海洋运输等场景，5G网络并不能提供有效覆盖，现在常用的卫星通信方式带宽有限，仅有1G移动通信的水平，且昂贵的费用只适合特殊场景使用。“6G时代的空天地海一体化网络有望实现全球低价无缝高速通信覆盖。”刘仁平表示。

通信应用新需求层出不穷，通信技术演进永无止境，因此通信人必须创新无止境，永远在路上。

奇思妙想，看6G缤纷应用

要想通过技术创新引领市场发展，刺激用户需求，作为通信标准研发者，就需要在技术研发阶段走在用户前面，前瞻性地预测到各种可能的需求和应用，在这一阶段，任何天马行空、奇思妙想都不为过。

在研讨会上，刘光毅畅想了未来6G的各种应用场景。刘光毅表示，未来世界将逐步走向数字孪生，现实物理世界映射到虚拟数字世界，数字世界与物理世界交互结合，前者对后者进行有效干预。

中国移动研究院首席专家  刘光毅（北京邮电大学新闻中心 范围 宫新 摄）

刘光毅列出了以下6G时代的新应用场景：孪生体域网、超能交通、通感互联网、全息通信、智慧生产、机器间的协同、虚拟助理、情感和触觉应用、多感官混合现实、空间通信。

其中，孪生体域网能够通过6G和信息通信技术模拟出虚拟人体，能够全天候跟踪，对病变提前预测，也能够对虚拟人体进行模拟手术和用药，预判效果，从而提升人的生命质量。

超能交通是指未来的交通方式将出现革命性的变化，从主要集中在地面的通信发展到地空一体化，通过智慧交通大脑可实现不同交通工具的智慧互联，以及多维度的护航确保交通安全可信。

通感互联网是指6G时代，触觉互联网将演进为通感互联网，信息将携带触觉、味觉、嗅觉等更多感官感受，实现人机物间的体验交互。“比如机器可以直接将动作传感到人的肌肉，指导怎样更好地锻炼身体。”刘光毅举例。

全息通信是一种新的呈现形式，6G时代，全息影像将从视觉应用扩展到可操控应用，并通过移动通信网络实现多人远程实时交互，应用场景包括协同办公、远程教育、交互式会议、社交等。

虚拟助理虽然是机器助理，但是在未来将会比自己更了解自己。

智慧生产将通过全覆盖网络，引入纳米技术、数字孪生、大数据、AI、云计算和边缘计算等，实现太空农业、水下种植、自驱生产、智能生产、协同生产、智控产销、健康监测、生命周期监测等

“6G时代，业务需求将会多样化、网络覆盖立体化，交互形式和内容将会多样化，业务趋于开放化和定制化，通信计算将与AI和安全更深度融合，从目前打补丁的方式演变为原生的技术的方式。”刘光毅展望。

包括太赫兹等候选技术已提出

移动通信代际之间的升级归根结底是由一系列典型技术构成的，比如5G时代的大规模MIMO、网络切片、SDN/NFV，那么到了6G时代又可能有哪些关键技术？

张平教授在演讲中表示，目前6G的候选技术主要包括太赫兹通信技术、可见光技术、极化编码传输、多层广义MIMO技术、空天地海一体化通信、意图驱动网络、网络自进化、基于知识图谱的服务组合和演化等。

本次研讨会上，悉尼科技大学刘仁平教授、北京大学焦秉立教授、电子科技大学陈智教授、东南大学金石教授、上海理工大学宋波教授、北京邮电大学牛凯教授、北京邮电大学乔秀全教授、北京邮电大学张建华教授、复旦大学赵一衡博士，分别就上述技术问题发表了主题演讲。

（北京邮电大学新闻中心 范围 宫新 摄）

其中，太赫兹是当前最热门的话题之一。展望6G将实现1Tbit/s的速率，随着频谱资源的日益稀缺，为提高频谱效率，寻求更宽的频谱资源，太赫兹进入人们视野。陈智教授表示，太赫兹是电子频谱研究的频谱空隙，它处于微波电子学与红外光子学的交叉、过渡区域，频率从0.1THz到10THz，频谱资源极其丰富，是被公认为有重要学术价值和巨大应用前景的频率窗口。

6G将使用太赫兹频段在业界已达成共识。美国、日本、欧盟已经正式布局6G通信技术，初步定位进一步增强型移动宽带，峰值数据速率要大于100Gbit/s，计划采用高于0.275THz以上的太赫兹频段。美国FCC、NSF及ComSenTer项目拟研究140GHz、220GHz、340GHz频段，使用超大规模MIMO技术提供更大空间复用增益的方法。2019年的世界无线电通信大会（WRC2019）将立项，开始研究0.275-0.475THz的太赫兹频段用于移动及固定服务的可能性。

我国也已经开始了太赫兹的布局，科技部2018重点研发计划“宽带通信和新型网络”已立项“太赫兹无线通信技术与系统”，重点研发计划继续支持太赫兹通信技术研究。此外，“太赫兹核心器件及手法芯片”已列入国家自然科学基金委2019年专项移动网络基础科学问题及管件技术项目指南。

在本次研讨会上，来自芬兰VTT的陈涛教授介绍了芬兰在6G方面的进展。此外，有专家介绍，美国在6G方面也已布局。

5G商用大幕已启，6G研发时不我待。“夯实基础，把握节奏，抓住机遇，以6G的国际标准引领带动我国传统产业的跳跃式发展，是移动通信演进发展的‘王道’。”张平教授总结。
来源；通信世界