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中国移动 6G 新理念白皮书

本文将从经济社会角度展开对 6G 的研究。首先,从技术创新、经济发展、人口发展、产业变革、城镇化趋势、可持续发展等角度展望 2030 年经济社会的发展趋势。其次,从以上多个维度提出 6G 发展的经济社会需求。最后,提出 6G 五大新理念∶ 全空间互联、超智能信息网络、智赋社会、绿色可持续、从普惠到普慧。
发布时间:2022-07-25 14:48        来源:数字经济杂志        作者:李玲

本文将从经济社会角度展开对 6G 的研究。首先,从技术创新、经济发展、人口发展、产业变革、城镇化趋势、可持续发展等角度展望 2030 年经济社会的发展趋势。其次,从以上多个维度提出 6G 发展的经济社会需求。最后,提出 6G 五大新理念∶ 全空间互联、超智能信息网络、智赋社会、绿色可持续、从普惠到普慧。

自从 20 世纪 80 年代初第一代移动通信系统在美国芝加哥诞生以来,移动通信技术改变了人类社会,对人类的生产、生活方式产生了极为深远的影响。随着时代发展,移动通信技术不断升级, 经历了从第一代模拟通信系统(1G)到万物互联的第五代移动通信系统(5G) 的演变。最近十年来,移动通信技术带动世界数字经济高速增长,成为经济社会高质量发展的重要引擎。

随着 5G 的不断发展, 中国有望在全世界率先实现数字化社会转型。5G 与数字技术共同带动数字经济进入新时代, 但 5G 仍无法完全满足数字化进程中的巨大需求。

目前业界已开启对下一代网络通信(6G)的探索研究。6G 将对网络进行全面升级,推动信息技术发展进入新阶段。根据通信行业的发展规律, 业界专家普遍认为 6G 将在 2030 年左右实现商用。以 6G 商用为契机,基础性技术创新将衍生出众多新兴支柱产业,推动经济社会发展。

数字经济发展需求

当前全球经济增长进入低迷时期,需要开展技术创新以提高生产力曲线,开启第六个经济上行期。从经济与技术的发展规律来看, 经济增长随周期上下波动,而技术是累进式发展,具有一定的确定性,可以用来抵御经济的不确定性。预计未来 10-15 年,以信息通信技术和数字智能技术为代表的新一轮技术革命引发的产业革命,将呈现出生产方式智能化、产业组织平台化、技术创新开放化的特征,信息技术与新兴数字经济发展将为后发经济体赶超提供机遇。

5G 是培育数字经济发展的重要新型基础设施, 开启了网络通信技术从消费互联网向产业互联网发展的趋势,推动了重点产业“5G+”的数字化转型, 开 拓 了 5G+AICDE( 人 工 智 能(AI)、物 联 网 (IoT) 、 云 计 算 (Cloud Computing)、 大 数 据(Big Data)、边缘计算(Edge Computing)) 的融合技术创新,为数字经济的发展奠定了基础。5G 正在逐步向工业制造、交通运输、医疗等诸多领域渗透和普及,带来新的发展机遇的同时,仍存在投资成本较高、刚需场景较少等问题,影响 5G 在垂直行业的大规模落地应用,5G 对数字经济的带动作用仍有巨大潜力有待挖掘。

未来数字中国的崛起需要 6G 的引领。6G 是实现万物智联的关键底层技术,既是国际战略竞争的核心领域,也是数字经济创新发展的核心技术, 对新一轮技术创新和产业变革至关重要。发展 6G 是建设数字中国的必然选择, 成为网络发展前沿技术的策源地, 是掌握国际竞争主导权的重要手段。而中国网络技术的自主创新能力有待提高,要缩小与网络强国目标的差距,需要通过积极推进新网络基础设施的研发建设,深化 6G 与量子计算、智能体等关联技术的融合应用。

数字鸿沟消弭需求

数字鸿沟仍是亟需解决的社会治理难题。首先是数字接入鸿沟,目前中国仍有许多贫困地区居民和老人没有接触过互联网。其次是数字使用鸿沟,数字化应用和服务缺乏与贫困地区和老年人生活场景的深度融合。最后是数字素养鸿沟,城乡之间、不同年龄群体之间在数字化应用接触程度以及数字素养方面存在巨大差距。

5G 在弥合数字鸿沟方面已经做了很多尝试。一方面乡村数字基础设施建设持续推进,目前中国现有行政村已全面实现“村村通宽带”,5G 网络已覆盖全国所有地级市和县城城区、87% 以上的乡镇镇区,为数字乡村建设提供基础网络设施支撑;另一方面,针对老龄数字鸿沟问题,通信行业也在积极推进适老化改造升级。但数字鸿沟问题仍然存在, 中国仍有超过 20% 的人口尚未接入互联网, 其中农村人口和老年群体中非网民占比较高,60 岁及以上非网民群体较人口比例高出 20 个百分点。城乡地区互联

网普及率差距达 23.7%,城乡居民数字素养差距达 37.5%,农村地区数字服务的覆盖范围和深入程度都存在不足。填补数字鸿沟任重道远。

如何为欠发达地区居民、老年人等群体创造友好的网络环境, 提升他们对数字化社会的适应能力,让他们更好地使用网络、享受网络,是经济社会对信息网络建设提出的基本需求。6G 需要在5G 基础之上继续努力,要想缩小数字鸿沟,6G 就要以平等和开放的方式随时随地为每个人所用。首先,6G 需要进一步提升网络覆盖率,让网络信号触达所有边远地区及欠发达地区,为所有人提供平等网络接入条件;其次,6G 需要提升网络的可用性和易用性,提供所有人可无障碍获取、可靠且安全的数字通信技术和服务,推动数字化成果以更公平的方式惠及所有人。

产业结构升级需求

智能化导致制造业向技术密集型转变,进而导致制造业向发达国家回流, 为了应对这一趋势, 中国制造业发展需要在技术层面进行产业结构升级。中国产业链自主创新能力仍需提高, 在高端芯片、发动机等领域的关键零部件和核心技术仍然受制于人,存在“卡脖子” 的风险。服务业已经发展成为中国三大产业中占比最高的产业,但是相对发达国家,服务业占比依然存在差距,需要进一步扩大服务业规模。

5G+AICDE 技术与制造业的融合,推动制造业智能化转型升级。5G 万物互联助力制造业实现设备联网、远程设备运维, 工业机器人结合云计算的超级计算能力打造智能可视化工厂,5G 大带宽支撑智慧物流信息化建设。5G+AICDE 技术与服务业的融合带动了服务业的产值增值,使新兴服务业得到快速发展,为服务业升级转型提供助推力。但目前 5G 网络性能尚不能满足产业数字孪生等全部需求,需要 6G 持续优化。

制造业的持续转型升级对 6G 提出新的需求。海量工业数据的实时采集,需要 6G 与物联网深度融合,通过构建工业数字孪生系统, 使工业设计制造虚实结合以提升智慧工厂的生产效率。智能化工业控制系统需要 6G 提供低时延、超可靠的网络。智能机器人监测需要 6G 提供超高数据密度和基于边缘的计算能力。

服务业规模增长需要 6G 与数字技术的拉动,催生更多创新应用,丰富数字化服务、数字金融、孪生医疗、全息教育、元宇宙媒体交互等服务业新场景, 满足更多人群、更多领域的数字生活服务需求,推动服务业纵深发展。

社会治理提效需求

党的十九届五中全会明确提出了加强基层治理体系和治理能力现代化建设的战略目标。未来高质量经济发展将以城市群经济为牵引, 不断推进建设城镇化发展,全面提高社会资源配置效率, 持续优化城市治理现代化方式。城镇化进程的加快, 为经济增长带来动力的同时,也将加剧发展不均衡的问题,高密度、高强度、高流动性的城市系统为社会治理带来更多挑战。为避免陷入中等收入陷阱,人力资本和全要素生产率的提高须依赖信息网络技术,以实现城市规划、交通、治安等治理的现代化高质量发展,清除城镇化可能对经济增长形成的障碍。 5G 开启了社会数字化治理的新篇章。

以智慧城市建设为例,当前“5G+ 智慧城市”多通过超高清监控视频的实时无线传输,为危险环境、有线不可达、移动载体等应用场景提供智慧安防、智慧城管等社会治理服务。但智慧城市的建设仍处于初级阶段,虽然增加了信息“耳目”,但整体仍以城市静态实体管理为主, 距离虚实互动、智能决策的现代化治理目标仍有提升空间。

6G 新理念

6G 将聚焦经济社会发展对未来技术演进提出的新需求,帮助解决更多生活、生产、社会治理等方面的问题,全面提升人类福祉, 真正成为整个经济社会发展的核心基础设施。

全空间互联

一直以来,泛在连接都是信息通信网络演进的重要方向, 通信网络的泛在特性是支撑业务和场景拓展升级的重要保障,更是让通信网络触达到所有人,成为像水、电一样的社会核心基础设施的关键指标。

6G 将深度融合地面通信网络、卫星通信网络及深海远洋网络, 构建起涵盖陆基、空基、天基和海基的全空间立体通信网络。通过泛在覆盖的网络,可以在对人口常驻区域实施常态化覆盖的同时,满足偏远地区、深海远洋、无人区等的网络接入需求, 在提高网络资源利用率的同时, 为用户提供覆盖地表及立体空间的全域、全天候的泛在无缝连接, 解决当前世界上近 30 亿人尚未接入互联网、超 70% 地理空间未实现网络覆盖的问题。另一方面,6G 将具备全域覆盖、超低功耗、稳定可靠等特征,可以更好地实现极端环境下的应急通信、特种通信,并对沙漠、海洋、河流等容易发生自然灾害的区域进行实时动态监控,提供沙尘暴、台风、洪水等灾害预警服务, 通过实现真正的无处不在的连接, 更好地服务于生产和生活。

超智能信息网络

信息技术的不断发展将催生出大量的新场景、新业务、新模式,无人驾驶、全息、沉浸式云 XR 等创新型业务的发展需要更加高效可靠的通信服务, 而大规模机器人、数字孪生等技术在垂直行业中的应用也对通信网络提出更高需求。6G 网络发展面临着需求多样化、业务多元化、体验个性化、运维复杂化等多方面的挑战。

6G 网络将是通信技术、信息技术、大数据技术、AI 技术、控制技术深度融合的新一代网络通信系统,6G 将进一步提升网络感知能力, 快速准确识别业务需求,并与 AI、算力内在结合,动态实时感知算力和网络资源状态,按需部署网络功能,构建智能联接、运维、学习的新型智能化网络架构体系,实现通信环境自适应、网络资源管控、故障修复和业务适应自动化、智能化,构建起灵活、自适应、敏捷的智能网络,以满足不断发展的创新业务及垂直行业应用所带来的多元化网络需求。

6G 网络将是一个高度开放、融合的网络。空天地海一体化的实现并不是各个网络的简单相加, 而是需要多个异构网络深度融合、统一体制,形成统一高效的智能网络, 提升网络传输效率与性能,降低建网与维护成本,提高网络的部署灵活性与业务传输质量,实现空、天、地、海全维度通信的资源协同,包括对全频谱资源的灵活使用、对云网边端资源的灵活调配等。

智赋社会

6G 将打造人机物智慧互联、智能体高效互通的新型网络, 对社会生产活动的连接将产生颠覆性影响。6G 将有效提升连接效率, 带动社会互动方式向智能化、高效化、实时化、全面化演进,社会互动的数量将以几何级数形式倍增, 一方面让更为广泛的社会个体和组织能够更为便捷地参与到社会治理中, 另一方面也使社会治理因素更为复杂, 对协商、沟通、决策和执行等环节提出更高要求。6G 将带来全时空、立体化的数据和信息,有助于及时、精准地预测和发现社会问题并提供社会治理新思路,助力实现预测性、前瞻性以及持续性的智慧化社会治理模式的变革与转型。

数字孪生城市是新型智慧城市建设发展的下一个重要阶段,6G 将为数字孪生的交互层提供更丰富、更及时、更可靠的数据与信息传输, 有助于建立更完善有效的数字化模型, 实现动态化的虚实交互和智能决策, 贯通信息孤岛建设数字孪生城市, 进一步实现城市运行智慧化、生产关系虚拟化,并帮助解决城市化和现代化进程中出现的社会治理问题。

绿色可持续

6G 将聚焦可持续发展的需求,提出绿色可持续发展理念。虽然信息通信产业在全社会能耗占比并不高,但网络自身的绿色低碳成为技术创新考量的新要求,6G 时代网络期望通过技术创新实现碳中和。6G 将显著提高整个网络的总体能效,力求 ICT 基础设施和终端的总体能耗不超过 5G,同时确保最佳服务性能和体验。

6G 网络将在网络性能提升的同时, 实现成本和能耗的显著降低,将促进节能型软件、硬件、组网技术的发展,提升能效利用率,推动绿色、可持续的未来网络发展。

6G 与人工智能、物联网和云等 ICT 技术结合助力全社会全领域的数智化发展, 使数字技术与实体经济各行各业深度融合发展, 提升企业的产出效率和经营效率,支撑汽车、物流、零售、能源等行业实现数字化转型,改变原有的高能耗高排放的社会生产与生活方式,释放绿色数字化转型价值。

6G 将实现至简网络,优化现有网络部署成本高、运营能耗大的问题,建设绿色可持续的网络基站。通过支持功能、资源、能力的动态开关,简化协议实现数据和信令链路解耦的网络部署, 按需提供网络服务,6G 将达成节省成本和能耗的目标,实现低碳转型。6G 将使智能技术成为内生力量,具备智能运维、网络能力自主优化等网络智能管理能力, 降低网络管理运维成本和闲时能耗。同时,6G 时代的柔性网络将为行业客户提供端到端软件可定义网络服务, 通过提高网络弹性和敏捷程度,打破传统协议分层的概念, 实现功能按需配置和动态编排来适应业务,更好地满足个性化、差异化的行业需求, 提高行业信息流动效率,实现赋能行业降排增效的绿色可持续理念。

从普惠到普“慧”

从当前全球及中国互联网普及程度来看,如何让更多人接入互联网仍是通信网络需要解决的重要问题。作为 5G 网络的延续,6G 网络将继续担负起这一社会责任, 努力解决如何让更多人接入互联网的重要问题,为贫困人口和特殊群体的数字接入鸿沟的消弭做出贡献。6G 将继续提升通信网络覆盖率,通过建设全空间立体覆盖的网络,为偏远地区、欠发达地区提供随时可用、稳定可靠的网络接入,保障每个人都能拥有随时随地接入网络的权利。

6G 网络技术的提升,将会催生出一大批新产业、新业态,为人们提供更为丰富的信息服务,持续提升人们的生活品质。6G 在满足新兴需求场景时将由“万物互联”演进为“万物智联”,实现智慧泛在。但这一变化同时也可能进一步拉大不同群体之间存在的智能化生活水平的差距。因此,如何解决老龄群体等特殊群体所面临的数字使用鸿沟及数字素养鸿沟问题,让更多人真正享受到 6G 智慧生活,也将成为 6G 的一项重要使命。

6G 将进一步推动智慧社区、智慧乡村建设, 通过提升信息化和数字化服务能力,让数字化服务更便捷地接入每一个社区和乡村,触达更多的老龄群体、低收入人群。例如在 6G 网络下通过全息通信、AR/VR 等形式,贫困地区的病人可以接受城市的高水平远程医疗, 贫困地区的孩子可以和城市的孩子接受一样的艺术、体育、远程操控实验、模拟仿真等远程教育, 缩小数字使用和数字素养鸿沟。

与 5G 相比较,6G 会拓展更多场景, 融合更多领域,赋能更多行业,生态构建的广度和深度都将显著提高。在开展6G 技术研究的同时,思考经济社会对 6G 的需求,将 6G 技术创新瞄准经济社会发展问题,有助于明确 6G 如何创造、传递和获取价值,从而更好地筑牢 6G 产业基础,构建 6G 产业生态。 (文︱李玲 中国移动研究院)

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