纵使你脚下有一千名挑战者，
那就把我算做第一千零一名
苏鑫 ·中国移动研究院未来研究院高级工程师
北京市院士专家工作站成果交流专场｜2023年 北京
大家好，我是来自中国移动研究院的苏鑫。在准备今天的演讲时，我努力地回想第一次见到手机是什么时候，大家也可以一起回想一下。
我第一次见到手机要追溯到1998年春晚的一个小品，叫做《回家》。黄宏和宋丹丹扮演了一对进城务工的农民工夫妇，他们花了2000块钱购买了一部二手的大哥大。我至今还记得黄宏的那句台词：“王老板人家买了个翻盖的，就淘汰了这个砖块的。”
那1998年，在我国通信产业发展的时间轴上处于什么位置呢？刚好是2G商用网络实现的初期。
▲左：1G
右：2G
1G昂贵笨重的大哥大逐步被集成度更高、体积更小巧的翻盖手机所替代。2G手机不仅可以打电话，而且还可以发短信。后来，2005年的《超级女声》掀起了全民造星的热潮，全民是怎么参与的呢？就是拿手机短信投票，总决赛单场手机投票的数量就达到了800万张。
也正是在1998年，国际电信联盟授权成立了全球通信标准组织——3GPP。这里成为了全球各国争夺通信产业话语权，抢夺通信技术高地的主战场。
在此之前，我国的通信产业1G是“空白”，2G是“跟随”。从3G开始，一代代中国通信战士前赴后继、据理力争、多方博弈，才把我国主导的通信标准一次次推向世界的舞台。
3G时代，我国的CDMA（Code Division Multiple Access）实现了“三分天下有其一”，在4G时代，我国主导的TD-LTE（Time Division Long Term Evolution）成为了全球两大标准之一。到了5G时代，我国成为了5G标准和技术的全球引领者之一。
我国拥有最多的5G标准专利，建设了最多的5G基站，服务了最多的5G用户。我国在争取国际标准的话语权的同时，也为整个通信产业注入了新的活力，带动了整个行业的蓬勃发展。
那么通信技术的发展对我们的生活有什么影响呢？
▲左：3G
右：4G
首先是3G时代，它开启了移动互联网的新纪元，我们的手机不仅可以打电话，还可以上网、收发邮件。到了4G时代，又极大地推动了移动互联网的繁荣发展，我们购物、聊天、看电影、点外卖，都能使用手机足不出户地完成。并且一个APP背后就是一个公司，能够解决上千人的社会就业，4G可谓是深刻地改变了我们的生活方式。
到了5G——万物互联的时代，人们的生活更加便利。在线观看4K高清视频不卡顿，随时唤醒智能家居不动手，线上问诊三甲医院不出门。同时5G还赋能了工厂、地铁、矿山还有电网等各行各业的数据，实现实时关键数据回传，可以大大降低运维成本和人力成本，5G已经改变社会。
标题：打破现实和虚拟的界限
已完成：30%//////////
可能有人会问了，5G已经发展到万物互联了，那6G还有什么搞头呢？
大家可能都玩过游戏，像《塞尔达》《赛博朋克2077》，在这些游戏里，无论场景如何精美逼真，情节多么跌宕起伏，我们从来都不会觉得游戏里的角色就是我们自己，也不会认为游戏里的生活就是我们真实的生活。我们始终是一个游戏角色的操纵者。
2018年上映了一部电影叫做《头号玩家》，2021年扎克伯格也宣布要全面布局元宇宙，这些都指向了同一个远方：在未来可能构建一个平行于现实世界的虚拟世界。在这个世界里，眼镜一戴、谁都不爱、闪转腾挪、升级打怪，给人一种超强的临场感和沉浸感。而这些看似天马行空的设想，有可能在6G技术成功后成为现实。
5G的万物互联会收集大量的数据信息，结合人工智能、大数据、云计算这些技术，推动了我们整个社会数字化的进程。而在6G时代，数字化会进一步加深。
▲6G愿景：数字孪生，智慧泛在
我想到了一个毕达哥拉斯的核心理论，就是万物皆数。2030年以后，我们物理世界采集到的大量的数据信息，将建立一个物理世界的孪生兄弟。这就是我们6G愿景中经常提到的“数字孪生”。
这相比《头号玩家》的场景更进一步，不仅仅是对现实1比1的还原和模拟，我们在这个数字世界里还可以模拟未来、预测未来，进而可以提前运用一些措施对物理世界进行干预，两个世界建立起紧密的联系，做到6G改变世界。
6G愿景的另一个特点就是智慧泛在。
5G时代我们已经有了智慧家居、智慧工厂、智能汽车，但是这些场景都是一个个孤岛，只能说是聪明，但是谈不上智慧。在6G时代，就有可能把这些孤立的场景有机地融合起来，通过学习、分析、预测，对人类的行为进行合理化的建议，让人感觉到智慧无处不在。
▲左：穿戴设备
右：数字孪生
我们选取了几个比较有意思的场景和大家一起来畅想一下。首先是第1个场景：数字孪生人。通过一些可穿戴的设备和植入体内的传感器设备，深入地采集人体的一些信息，把这些信息构建成一个数字化的“人”的模型。基于这个模型，我们可以预测人体器官和系统可能出现的病变，进而提早进行人为干预，有效地预防脑梗、心梗这类疾病的发生，提高人类的生存质量。
第2个场景叫做通感互联。未来传递的将不仅仅是视觉、听觉，还可能传递更多的感官信息，譬如嗅觉、味觉、触觉乃至情感。
试想有这样一对异地恋的情侣，过去是见字如面、纸短情长，后来是通宵电话、思念成殇，再后来是日常视频、实时分享，而6G将可能让他们跨越千里相拥，情意在电波中流淌。
第3个场景是全息通信。大家可能对全息投影并不陌生。我记得10年前，周杰伦在演唱会上和邓丽君隔空对唱了一首《千里之外》，当时就是用成像技术给人以裸眼3D的视觉体验。6G将让这种视觉应用拓展到可操作应用，我们通过一个移动通信的网络，能实现多人远程实时的互动。未来可能远隔重洋的亲人们就可以通过全息通信，齐聚在老房子的葡萄架下，一起寻找消失的旧时光。
国际电信联盟2023年6月公布了6G关键技术指标，我们挑选了几个和5G做一下对比。
首先，峰值速率从Gbps级提升到Tbps级。这是一个什么概念？就是如果你下载一套4K高清的纪录片《我的星球》大概是70GB，如果5G下载需要大概3秒左右，而6G只需要0.07秒。移动性从原来的500千米/时提升到1000千米/时，这基本上已经达到了飞机的速度了，也就是说以后在飞机上也是有6G信号的。可靠性提升了100倍，可千万别小看这小数点后的第4位第5位的9，这是人命关天的两位，说明未来有可能进行更高精度、更复杂的远程手术。
这些愿景还是挺美好的，但是我们还是要回到现实，看看我们现在距离6G还有多远。其实，我们现在距离6G的目标还有很大的差距。这就需要我们继续探索和创新，持续深耕6G的关键技术。
标题：实现6G的关键技术
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那6G的关键技术大致分成这4个方向：包括无线通信，无线组网，网络功能和网络架构，从无线空口到核心网的整体网络架构设计等。我挑取其中的一些技术跟大家展开来说说。
首先是智简网络架构，所谓“大道至简”，少即是多。
比如大家都吃过肯德基，肯德基的模式就是中央厨房配送半成品原料给各个连锁门店，连锁门店再根据顾客的需求进行一些定制化的处理。
智简网络也采用了类似的云边的两极架构：把总体控制放到了云端，统领整个系统；而把用户侧需要快速控制的一些信令放在了边缘。这样就使6G在统一的架构下实现功能划分简明，控制流程简化，用户体验简洁，服务按需提供，处理按需定制的效果。
第二点就是高频段的利用。如果我们把数据理解成车道上面的一些车辆的话，那么我们的频率宽度——带宽，就是马路的宽度。从5G到6G，如果我们想达到百倍速率提升的话，那么最直观的一个方法就是探索新频段，进一步拓宽这个车道。
上图展现的是频率使用分布情况。目前我们常用的频率主要集中在10GHz 以下，像中国移动的主力频率就是2.6GHz，联通、电信的频率是3.5GHz。在5G我们已经向上探索到了毫米波波段，6G将进一步向上探索太赫兹和可见光波段。
太赫兹波段可以给我们带来更高的速率传输和更小的天线尺寸。同样是100根天线，在5G频段下大概有半米左右，而在6G频段下它可以只有5毫米左右。那到可见光波段呢？未来我们可能只要打开电灯，就可以上网。以后朋友到您家可能就不会问Wi-Fi密码是多少，而是问你家灯的开关在哪？
接下来的一个技术叫做“空天地一体化组网”。首先我要解释一下什么是“组网”？组网就是指支持通信的网络设备相互连接，最后形成一张覆盖一定区域的网络。这个网络设备可以是地面上的基站，也可以是天上的卫星。
在2023年10月底，我看到了一个数据统计，我国的5G基站已经达到了321.5万个，构成了全世界最大的一张5G网络。但是即便如此，依然存在网络覆盖不足和覆盖不到的地方，像沙漠、海洋、山区等地区都不适合大规模建立地面基站。所以6G的一个解决办法就是“扶摇直上九万里”，凭借空天地一体化实现三维立体覆盖。这时候，基站不仅仅可以部署在地面上，还可以部署在高空平台上、无人机上甚至卫星上。
可能有人会问了，卫星通信由来已久，为什么以前没有做到空天地一体化？这个问题的关键就在于“融合”两个字。
首先是标准的融合，过去二者之间的标准是完全不同的，就像两个语言不通的人在聊天，鸡同鸭讲。这导致两个产业的用户、产品都是独立发展的。6G将使卫星和地面的通信使用统一的标准，这就使它在技术层面上做到了互联、互通和互操作。
第二个融合是终端融合。比如华为Mate60Pro这款手机已经小试牛刀，支持天通卫星通信，虽然通信质量和形式还比较受限，但是已经证明了空天地一体化终端融合的可行性。以后一机在手走天下，上天入地都不怕。
第三个融合是网络的融合。卫星网络和地面网络进行有机的融合，无缝衔接、丝滑过渡、网络资源统一调度。到那时候，用户在使用手机的过程中，将不识信源真面目，只缘身在此“网”中。
以上就是我今天要和大家分享的内容。我还是一个通信界的小学生，还在不断地学习和吸收。我想以北岛的一首小诗作为我的结束语：“纵使你脚下有一千名挑战者，那就把我算做第一千零一名”。
谢谢大家！
“格致论道”，原称“SELF格致论道”，致力于非凡思想的跨界传播，旨在以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展，由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院网络安全与信息化办公室主办，中国科普博览(中国科学院科普云平台)提供技术支持。欢迎关注格致论道官网: self.org.cn，微信公众号: SELFtalks，微博: 格致论道。
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