劉詩揚

5G應用當前應該聚焦五大重點領(lǐng)域，即VR/AR、醫(yī)療健康、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、無人機以及車聯(lián)網(wǎng)

我國已經(jīng)進入以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)為代表的新一代信息技術(shù)革命蓬勃發(fā)展的時期，智能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，對經(jīng)濟發(fā)展、社會進步、國家治理產(chǎn)生了巨大深遠的作用。中國工程院院士張平指出，新一代前沿技術(shù)與實體經(jīng)濟的深度融合，從根本上改變了經(jīng)濟的發(fā)展方式，是當前創(chuàng)新發(fā)展的重要動能。

移動通信的由弱到強

我國移動通信在1G、2G時代是跟隨國外在做;到了3G時代，我們有了突破，有了中國自己的標準;4G時代，我國與國外實現(xiàn)了同步;而到了5G時代，中國的技術(shù)實現(xiàn)了領(lǐng)先，表現(xiàn)在兩方面，一個在創(chuàng)新鏈，一個在產(chǎn)業(yè)鏈，創(chuàng)業(yè)鏈圍繞產(chǎn)業(yè)鏈服務。4G時代應用非常多，像BAT等，都是很好的應用范例?；ヂ?lián)網(wǎng)+移動通信，構(gòu)成了生態(tài)，這些應用做得非常成功。

移動通信網(wǎng)絡和終端整機設備涉及元器件和芯片種類很多，基帶、射頻器件、光器件等是關(guān)鍵核心。總體上看，芯片產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)軟件支撐了移動通信產(chǎn)業(yè)，從細分領(lǐng)域上看，包含整機系統(tǒng)和零部件，我國的元器件水平正在逐步趕上國際先進水平。

移動通信產(chǎn)業(yè)價值鏈長，輻射帶動能力強，能夠帶動上游基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。目前，我國在產(chǎn)業(yè)應用服務方面做得非常好。系統(tǒng)設備全球領(lǐng)先，華為、中興已成為全球領(lǐng)先的通信設備制造商;元器件國產(chǎn)化率持續(xù)提升，京東方、天馬進入全球前五，天線和基站部分器件由主要依賴外國到全部國產(chǎn);國產(chǎn)智能手機邁向中高端，華為、小米、OPPO進入全球智能手機出貨量前五;集成電路產(chǎn)業(yè)快速升級，海思和紫光躋身全球IC設計公司前十。

當前，我國移動數(shù)據(jù)流量增長達到了新水平，移動數(shù)據(jù)流量，從2013年到2018年，年復合增長率為122%。2018年前11個月，移動數(shù)據(jù)流量同比增長達到194%，11月中國的人均DOU達到5.79GB，是2017年同期的2.42倍，根據(jù)預測，移動數(shù)據(jù)流量的快速增長還將持續(xù)。

從全球視野看，整個態(tài)勢發(fā)生了很大變化，移動通信形成了新格局。習總書記在2016年全國“科技三會”上講話指出，移動通信等工程技術(shù)成果，為我國成為一個有世界影響的大國奠定了重要基礎(chǔ)。

5G開啟移動物聯(lián)新時代

和4G相比，5G不是單純的越來越快，而是綜合未來市場趨勢、用戶和業(yè)務需求，有更高的體驗速率、接近零時延、海量設備連接、高流量密度、更高的移動速度。同時，從可持續(xù)發(fā)展（頻譜、能源、成本等）角度考慮，需要更高的頻譜效率，更低單位比特成本，更高的能效。這些就是5G在性能和效率層面所面臨的主要挑戰(zhàn)。

5G意味著全新的網(wǎng)絡架構(gòu)，至少十倍于4G的峰值速率、毫秒級的傳輸時延和百萬級的連接能力，5G將成為引領(lǐng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的通用目的技術(shù)，開啟萬物廣泛互聯(lián)、人機深度交互的新時代，成為經(jīng)濟社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵使能器。5G將會把移動通信從單純的通信變成行業(yè)里的應用、信息產(chǎn)業(yè)里的應用，特別是在智能制造方面的應用，將是最大的變化，因此，大家對5G充滿期望。

5G的關(guān)鍵技術(shù)，包括大規(guī)模天線、新型多址接入、新型多載波，先進調(diào)制編碼、超密集組網(wǎng)、高頻段通信等無線關(guān)鍵技術(shù)以及與具體應用相關(guān)的按需提供網(wǎng)絡功能、網(wǎng)絡切片、邊緣計算、云化基礎(chǔ)設施等全新網(wǎng)絡架構(gòu)。

這套網(wǎng)絡體系，構(gòu)成了安全的新挑戰(zhàn)，因為安全不再是人和人之間的，而是人和物、物和物之間的。所以我們需要重視六大關(guān)鍵安全能力，即統(tǒng)一的認證架構(gòu)、多層次的切片安全、面向業(yè)務的安全保護、多樣的安全認證管理、開放的安全能力以及按需的隱私保護。

張平認為，5G將成為推動各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的加速引擎，催生更多新興需求和服務。特別是5G+ICT新技術(shù)以及5G+產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，構(gòu)成了新的垂直應用。當前應該聚焦五大重點應用領(lǐng)域，即VR/AR、醫(yī)療健康、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、無人機以及車聯(lián)網(wǎng)。

需要重點提一下5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應用。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是滿足工業(yè)智能化發(fā)展需求，低時延、高可靠、廣覆蓋的關(guān)鍵網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施，是新一代信息通信技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)深度融合所形成的新興業(yè)態(tài)與應用模式。5G將有助于實現(xiàn)全系統(tǒng)、全流程、全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期的網(wǎng)絡連接。

有了5G“助力”后，作為網(wǎng)絡，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可實現(xiàn)機器、物品、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、人之間的泛在聯(lián)接;作為平臺，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過工業(yè)云和工業(yè)大數(shù)據(jù)實現(xiàn)海量工業(yè)數(shù)據(jù)的集成、處理與分析;作為新模式新業(yè)態(tài)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將促進智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡化協(xié)同、個性化定制和服務化延伸。可以說，5G將成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要支撐。

6G將推動信息化社會發(fā)展

移動通信是面向商業(yè)需求的工程科學，其發(fā)展歷程是理論、技術(shù)和需求三個要素組成的迭代器系統(tǒng)平穩(wěn)運行的過程。對三要素的角色和相互作用要有準確理解。找準需求是成功的前提，對理論和技術(shù)發(fā)展方向形成牽引;理論發(fā)展是技術(shù)突破的基礎(chǔ);技術(shù)創(chuàng)新是滿足需求的最終執(zhí)行力。

移動通信將繼續(xù)發(fā)展，5G相當于為我們開創(chuàng)了新時代，把單純通信的系統(tǒng)變成了與全產(chǎn)業(yè)相融合的IT技術(shù)。6G將繼續(xù)發(fā)展，在理論和需求的驅(qū)動下，技術(shù)繼續(xù)演進。從演進邏輯上看，1G到4G是線性的，就是通信速率越來越快。到了5G，人們覺得不能只是提高速率，于是又增加了兩個維度：超可靠和低時延。到了6G，通信智慧和通信空間將會進一步擴展，智能通信和人類未來的關(guān)系將需要基于新的技術(shù)體制進行研究。

發(fā)展6G已經(jīng)有了相應需求。比如高精密儀器制造、自動駕駛、智能電網(wǎng)控制等。從服務國民經(jīng)濟的主戰(zhàn)場來看，怎樣使端對端時延完全達到我們要求的范圍，是未來智能制造非常重要的一部分。從服務人民社會生活層面講，全息視頻通話、遠程全息手術(shù)、遠程智能養(yǎng)老、沉浸式購物等應用場景，需要主觀信息數(shù)字化抽象和測度、Tbps的傳輸速率、幾納秒到幾百納秒級的低傳輸時延、虛實結(jié)合對網(wǎng)絡智能化要求等，這些都是5G所不能做到的。

國外也在開展這方面的研究，2018年9月，美國聯(lián)邦通信協(xié)會（FCC）專員展望6G頻譜、6G無線超大容量、6G頻譜使用如何創(chuàng)新等三大類關(guān)鍵技術(shù)。2018年11月，諾基亞與奧盧大學、芬蘭國家技術(shù)研究中心等合作開啟“6Genesis—支持 6G 的無線智能社會與生態(tài)系統(tǒng)”項目。發(fā)展可能的6G標準，瞄準無線連接和分布式智能運算等領(lǐng)域，該項目將在未來8年獲得超過2.5億歐元的資助，欲“6G引領(lǐng)”。

國際競爭形勢嚴峻，我國也迫切需要開展6G網(wǎng)絡基礎(chǔ)理論與核心技術(shù)研究，工信部和科技部分別成立了專家組對6G進行研究。6G的研究全周期大約是30年，預計到2030年5G的應用將達到峰值，之后6G開始慢慢被使用，2040年前后6G將成為主流。

張平認為，目前來看，6G的應用尚有如搭建人-機-物-靈融合的 6G 全析網(wǎng)絡架構(gòu)、6G環(huán)境下的人-機-物融合機理研究、認知增強的網(wǎng)絡立體感知、6G高性能編碼傳輸方案等很多理論和關(guān)鍵技術(shù)亟待突破。這就需要我們通過學科間的融合來解決復雜問題，可以借鑒腦科學觀點，以“系統(tǒng)論、信息論、控制論”三論融合方法，對6G-類腦移動網(wǎng)絡（BMN）進行優(yōu)化設計。通過三論融合，融合客觀信息與主觀信息，構(gòu)建新型的廣義信息測度理論，解決單個理論無法解決的基礎(chǔ)問題。