近日,國際電信聯(lián)盟(ITU)宣布其下屬無線電通信部門(ITU-R)5D工作組已于2026年2月通過協(xié)商一致,正式確定IMT-2030(6G)的性能要求草案。該項名為《IMT-2030無線接口技術(shù)性能最低要求》的草案共提出20項技術(shù)性能要求(TPR),其中7項為6G新增特有指標,旨在評估未來6G無線接口。

對于6G形成的20項技術(shù)性能要求,均指向六大應(yīng)用場景,即沉浸式通信(IC)、超高可靠低時延通信(HRLLC)、海量通信(MC)、泛在連接(UC)、人工智能與通信融合(AIAC)以及通感一體化(ISAC)。2023年12月,ITU首次確定了6G的框架和總體目標,就確定下來了這6大場景,既有對5G的演進,又有新的場景需求。
其中,沉浸式通信、超高可靠低時延通信、海量通信來自于對5G時代3大場景的進一步演進,分別對應(yīng)于增強移動通信(eMBB)、低時延高可靠(uRLLC)和大規(guī)模通信(mMTC);而泛在連接、人工智能與通信融合以及通感一體化則是適應(yīng)于科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的發(fā)展,形成新的場景。

對于物聯(lián)網(wǎng)來說,6G通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)物理世界與虛擬世界的深度融合,成為支撐物聯(lián)網(wǎng)向全域智能演進的新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。ITU對6G技術(shù)性能的共識及6G技術(shù)演進邏輯,我們可以從六大應(yīng)用場景出發(fā),系統(tǒng)分析6G對物聯(lián)網(wǎng)的賦能能力與發(fā)展前景。筆者認為,可以從連接、體驗和智能三個方向看6G時代物聯(lián)網(wǎng)的方向。
從連接來看,海量通信和泛在連接體現(xiàn)了6G時代連接的升級和新特性,體現(xiàn)了6G連接的密度和廣度,而且這兩大場景在很大程度上也是專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的。
6G時代海量設(shè)備連接的技術(shù)將實現(xiàn)突破,ITU提出6G需實現(xiàn)每平方公里10(6)–10(8)設(shè)備連接密度,即每平方公里達到100萬-1億的設(shè)備連接,相比5G提升10-100倍。從技術(shù)演進邏輯來看,我們可以預(yù)測,6G將繼承并發(fā)展5G時代的物聯(lián)網(wǎng)系列技術(shù),包括RedCap、eRedCap系列輕量化5G技術(shù),以及NB-IoT/LTE-M系列LPWAN技術(shù),更為重要的是進一步實現(xiàn)無源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟應(yīng)用,以實現(xiàn)大規(guī)模連接的愿景。此外,在筆者看來,6G是否會推出對標5G eMBB和uRLLC能力的“Light 6G”技術(shù),進一步優(yōu)化和替代現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)場景的通信支持,或許將成為一個重要探討方向。
海量通信場景本質(zhì)上是為物聯(lián)網(wǎng)量身設(shè)計,6G通過技術(shù)演進將覆蓋更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求。未來,智慧城市中可能有高密度部署的傳感器,工業(yè)環(huán)境中大量的生產(chǎn)設(shè)備設(shè)備需要有效感知,加上無源物聯(lián)網(wǎng)帶來的極低價格的泛在感知。
6G通過天地一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),實現(xiàn)全球無縫覆蓋,徹底解決偏遠地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接難題。從6G空天一體化網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)天基(高軌/中軌/低軌衛(wèi)星)、空基(臨空/高空/低空飛行器)等網(wǎng)絡(luò)將與地基(蜂窩/WiFi/有線)網(wǎng)絡(luò)深度融合,組成一張空天地一體化網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)人口常駐區(qū)域的覆蓋,偏遠地區(qū)、海上、空天的廣域立體覆蓋,滿足地表及立體空間的全域、全天候的泛在覆蓋需求,為用戶提供泛在通信服務(wù)。其中,IoT-NTN技術(shù)的演進將成為6G實現(xiàn)泛在連接的關(guān)鍵,IoT-NTN在3GPP R17階段完成第一版標準,目前已有多家廠商依托該標準實現(xiàn)商用。IoT-NTN處于持續(xù)演進中,未來6G時代會賦予更多功能,空天一體化服務(wù)將更加成熟,讓物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在任何地理環(huán)境下都能保持通信,真正實現(xiàn)連接無處不在。同時,互操作性是6G關(guān)鍵技術(shù)能力,強調(diào)無線接口的包容性與透明度,推動不同技術(shù)標準的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實現(xiàn)無縫通信。
沉浸式通信、超高可靠低時延通信可以說是為那些需要更高通信性能的應(yīng)用提供支持的技術(shù)手段,能夠帶來前所未有的體驗。
雖然沉浸式通信主要面向消費級應(yīng)用,但物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備作為數(shù)據(jù)采集與交互終端,為過去幾年熱捧的元宇宙等場景提供核心支撐。6G可以說是為元宇宙而生的技術(shù),其中一些高性能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可采集用戶動作、環(huán)境信息等,在元宇宙中實現(xiàn)虛擬形象的實時同步和數(shù)字孿生模型的構(gòu)建。在工業(yè)元宇宙中,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)可生成高精度數(shù)字孿生模型,為虛擬調(diào)試、遠程操控提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
同時,一些高性能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可采集視覺、聽覺、觸覺等多感官數(shù)據(jù),為沉浸式體驗提供豐富內(nèi)容。可以說,沉浸式通信場景將物聯(lián)網(wǎng)從“數(shù)據(jù)傳輸”延伸到“交互體驗”,高性能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備成為連接物理世界與虛擬世界的橋梁。通過多模態(tài)數(shù)據(jù)的采集與傳輸,為沉浸式體驗提供物理數(shù)據(jù)支撐,實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實的深度融合。
ITU要求6G端到端時延降至0.1-1毫秒,可靠性達到1-10(-5)至1-10(-7),這一指標直接滿足工業(yè)自動化、遠程醫(yī)療等對時延敏感的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求,還對沉浸式云XR等消費級應(yīng)用的超低時延需求,以及一些實時控制、協(xié)同作業(yè)提供核心支撐。在具身智能等人工智能應(yīng)用場景中,機器人的實時交互需求極為迫切,例如機外通信需要可靠的無線通信通道支持機器人之間的協(xié)作、任務(wù)執(zhí)行與反饋,超高可靠低時延特性將成為這類應(yīng)用的關(guān)鍵保障。
人工智能與通信融合、通感一體化可以說是6G與AI深度融合的表現(xiàn),在物聯(lián)網(wǎng)場景下也能感受到AI原生能力帶來的改變。
6G將AI能力深度融入網(wǎng)絡(luò)核心,支持分布式數(shù)據(jù)處理與學(xué)習。目前,端側(cè)AI成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一個重要關(guān)注點,這一方向在6G時代將得到充分體現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可在邊緣節(jié)點進行AI模型推理,僅傳輸關(guān)鍵數(shù)據(jù),減少帶寬占用;同時,聯(lián)邦學(xué)習技術(shù)可能會推動物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在不共享原始數(shù)據(jù)的情況下共同訓(xùn)練AI模型,有效保護數(shù)據(jù)隱私。這種架構(gòu)與具身智能的需求高度契合,具身智能終端的模型算法迭代需要多模態(tài)數(shù)據(jù)支持,6G的AI融合能力可實現(xiàn)云端與終端的高效數(shù)據(jù)交互,同時保障數(shù)據(jù)安全。
通過端側(cè)AI分析物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù),可實現(xiàn)設(shè)備故障的提前預(yù)測與自主決策,賦予物聯(lián)網(wǎng)“智能大腦”,推動物聯(lián)網(wǎng)從“被動感知”向“主動決策”升級。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不再僅僅是數(shù)據(jù)采集終端,而是具備分析、決策能力的智能節(jié)點,能夠根據(jù)環(huán)境變化和用戶需求自主調(diào)整行為,實現(xiàn)真正的“萬物智聯(lián)”。
感知本身就是物聯(lián)網(wǎng)的一個重要能力。6G通感一體化技術(shù)讓物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備同時兼具通信與感知能力,通過共享硬件資源與頻譜資源,在一套無線電設(shè)備上實現(xiàn)雙重功能,可有效降低設(shè)備成本,并提升頻譜利用率。通感一體化技術(shù)將拓展物聯(lián)網(wǎng)的感知維度,設(shè)備的功能邊界被打破,設(shè)備的實用性和部署效率大幅提升。
感知能力的提升,本身就是人工智能的重要組成部分,因此,通感一體化在一定程度上也可以看作是提升6G網(wǎng)絡(luò)AI原生能力的表現(xiàn)。而感知、通信作為物聯(lián)網(wǎng)的兩大必備能力,在AI能力的驅(qū)動下,將進一步實現(xiàn)對通感數(shù)據(jù)的實時決策分析,進一步提升物聯(lián)網(wǎng)的智能化水平。
總結(jié)來看,物聯(lián)網(wǎng)依然是6G時代核心應(yīng)用領(lǐng)域。6G通過六大應(yīng)用場景的技術(shù)突破,將全面提升物聯(lián)網(wǎng)的連接能力、用戶體驗、智能水平。從技術(shù)演進邏輯來看,6G將繼承5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并發(fā)展新方向,為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供更靈活、高效的連接選擇。未來,隨著6G標準的逐步完善與產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)將進入全域智能新時代,為數(shù)字經(jīng)濟與社會智能化轉(zhuǎn)型提供重要支撐。