习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上强调,人工智能的蓬勃发展,以数据、算力、算法等为核心要素,以神经科学、认知科学、计算科学、数学等理论突破和学科交叉为基础,并以智能前沿技术群的突破和广泛渗透赋能为标志,展现出数据驱动、万物互联、人机协同、跨界融合等鲜明特征。
作为继5G之后的下一代全球移动通信系统,6G正迈入技术验证和标准制定的关键阶段。人工智能(AI)与通信的深度融合已成为行业变革的核心,因此,在6G发展中掌握主导权显得尤为重要。
6G作为一项基础性和先导性未来产业,将深刻重塑我们的生活体验、工作模式及社会发展。中国工程院院士、北京邮电大学教授张平在本期“院士讲科普·未来产业”中,将带领我们一同探索6G所构建的万物智联世界。
在6G时代,下载一部4K超高清电影可能只需几秒钟,能源、矿山等领域的设备和环境也能实现全天候、全区域的监控。6G作为下一代全球移动通信系统,其意义不仅在于速度的提升,更在于维度的跃升。前几代移动通信技术(1G至5G)已改变了人类生活方式,而6G及未来的通信技术将服务于各类智能机器,为智能制造、智慧交通、智慧医疗等新兴产业提供支持,是我国发展新质生产力的关键方向。
展望6G时代,AI模型和系统的数量将呈爆炸式增长,通信网络也将从数据通信网络向智能体通信网络演进。
未来的6G将实现人、机、物及“灵”之间的通信
设想一下,未来或许能收到一枝虚拟玫瑰,不仅能看到其鲜艳的色彩,还能闻到其芬芳的气息。这并非仅限于科幻电影的场景。在6G时代,这种能够捕捉并展现视觉、嗅觉等多感官信息的 All-in-one 技术有望成为现实。
回顾移动通信技术的发展历程,从1G到4G,主要聚焦于人与人之间的通信;5G则实现了人、机、物的互联。我国在4G并跑和5G引领的进程中,已建成全球最大规模且技术领先的5G网络,覆盖了全国所有乡镇及95%的行政村。5G演进网络(5G-A)已覆盖超过330个城市,其规模化应用为6G的能力验证和场景应用奠定了坚实基础。
6G的意义远不止于更快的网速、更低的时延和更广的覆盖范围。
从通信对象来看,未来的6G将实现人、机、物以及“灵”之间的通信。“灵”在此指具备自主能力、能够自我学习和演进的智能体。
从服务空间来看,6G将突破地域限制,实现空天地一体化覆盖。通过无线通信、AI、雷达感知等多学科的交叉融合,构建覆盖陆、海、空、天的立体通信网络。
从服务体系来看,6G将重塑人类社会的连接方式。通过通信、感知、计算、AI等技术的融合创新,应用场景将拓展至低空经济、卫星互联网等新兴产业。
2025年的《政府工作报告》已将6G纳入未来产业规划,并出台了一系列配套政策。同年4月,工业和信息化部提出要加快推进6G技术研发、标准制定、中试验证和产业落地。目前,我国6G研发已完成第一阶段技术试验,积累了超过300项关键技术储备,并已启动第二阶段6G技术试验。“十五五”期间,我国将重点开展6G标准研制与产业研发,预计在2030年左右启动商业应用。
发展语义通信,探寻通信范式变革的新契机
尽管国际社会在6G研发方面取得了一定进展,但多数研究仍集中于传统通信技术手段,缺乏颠覆性创新。为保持我国在6G领域的领先地位,探索一条符合国情且处于世界前沿的新路径至关重要。
为此,我们的团队提出了以语义信息论为基础、以“智简”(智能内生、原生简约)为设计导向的通信与AI深度融合(ComAI)新型通信范式,以及“三层四体四段”的语义智能体通信网络架构,旨在解决通信的“为什么”、“通信内容是什么”以及“如何通信”等核心问题。
语义通信被视为6G的“拐点技术”。以生活中的例子来说明:当您对智能音箱说“播放一首歌”时,设备无需逐字分析语音波形,只需识别“播放”和“歌曲”这两个关键词即可准确响应。语义通信的核心在于“先理解,后传输”,它仅传递与任务相关的关键信息,而非无差别地传输所有符号,从而显著提升传输效率。
2024年,我们团队牵头建成了面向6G智能通信融合的外场试验网,成功实现了从北京到陕西西安约1200公里的语音语义短波通信远距离测通。这验证了语义通信技术在4G、5G链路上即可达到6G传输能力的可行性,为后续标准研制和产业落地奠定了重要基础。
目前,我们的语义通信技术成果已被全球移动通信标准制定组织第三代合作伙伴计划(3GPP)采纳。团队正围绕卫星通信、大规模通信、智能体通信等多个场景推进物理层技术落地,并在信源信道联合编码、模分多址技术等方面形成了完整的端到端系统架构。
随着AI的飞速发展,海量数据对通信带宽提出了前所未有的挑战。传统通信为提升速率,主要依赖于寻找更高频率和更大带宽。然而,毫米波和太赫兹频段在移动通信中面临覆盖困难、成本高等现实问题。6G的发展迫切需要寻找通信范式变革的新拐点,而语义通信提供了一种新思路:不必一味追求更高频段,而是可以向下兼容,在低频段、小带宽下依然能够实现6G的性能目标。
探索自主可控、具备国际竞争力的6G中国方案
6G并非仅仅是通信网络的升级,而是支撑全社会运转的数字化“神经网络”。我们应立足国情,探索自主可控、具备国际竞争力的6G中国方案。
在顶层设计层面,应以“AI+6G”新范式取代“带宽更宽、频率更高”的传统路径,构建“三层四体四段”的语义智能体通信网络架构,通过原始创新实现“换道超车”的发展。在研发策略上,应采取多路并行、重点突破的开放政策。对于传统技术路线,可依托龙头企业继续推进;对于语义通信等新范式,应集中优势资源重点支持,力争在6G标准制定中掌握主导权。在生态构建上,应凝聚产学研用各方力量,加速技术迭代与产业化进程;同时,要加大成果宣传和国际标准化工作力度,加强知识产权全球布局,构建开放共赢、自主可控的全球6G新生态。
从1G到5G,中国通信产业实现了从跟随到并跑,再到部分领跑的跨越。6G所代表的不仅是速度的提升,更是通信范式的根本性变革。当通信网络学会“理解”而非仅仅“传输”,一个更加智能、简约、普惠的数字未来正向我们走来。