6G ——智簡(jiǎn)的移動(dòng)通信系統(tǒng)

在當(dāng)前全球產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈加速重組的新形勢(shì)下，我國(guó)發(fā)展移動(dòng)通信的戰(zhàn)略已從“十一五”時(shí)期“在已有的國(guó)際產(chǎn)業(yè)生態(tài)下，爭(zhēng)取占據(jù)國(guó)際領(lǐng)先地位”，轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆濉睍r(shí)期“在新的國(guó)際形式下，爭(zhēng)取改變產(chǎn)業(yè)生態(tài)以保持我們的優(yōu)勢(shì)”。6G是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的又一變數(shù)，充滿著競(jìng)爭(zhēng)和合作的機(jī)會(huì)。加大研究投入力度，從研究實(shí)力和成果上顯示我們的優(yōu)勢(shì)，將使外部競(jìng)爭(zhēng)者感到壓力，中國(guó)力量不可小覷，合作的利大于弊。

移動(dòng)通信以十年一代的周期律持續(xù)演進(jìn)，在每代開始系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)前，業(yè)界從當(dāng)時(shí)面臨的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)挑戰(zhàn)出發(fā)，構(gòu)想代際愿景，提出引領(lǐng)性需求。目前，國(guó)內(nèi)外研究人員已從多個(gè)層面和角度展望了6G愿景。設(shè)想的6G藍(lán)圖中，不僅包括頻譜、編碼、信道、組網(wǎng)等技術(shù)，還包括了空-天-地-海一體化、全息觸覺網(wǎng)絡(luò)、智慧網(wǎng)絡(luò)等。值得關(guān)注的是，智能化在移動(dòng)通信領(lǐng)域的必要性和重要性已成共識(shí)。2019年2月，我們?cè)谇捌谘芯康幕A(chǔ)上，在《通信學(xué)報(bào)》發(fā)表觀點(diǎn)，引入代表自主智能體的“靈”，提出將通信對(duì)象從5G的人-機(jī)-物拓展至6G的人-機(jī)-物-靈（Genie）。

基于5G時(shí)期人-機(jī)-物通信的理念，引入“靈”作為具有智能性的通信對(duì)象，通過“靈”與人、機(jī)、物的協(xié)同，構(gòu)建物理世界與虛擬世界的融合空間，自主代理用戶完成情景感知、目標(biāo)定向、智能決策、行動(dòng)控制等，不可見地提供服務(wù)，使用戶專注于任務(wù)本身?！办`”的運(yùn)行不再囿于傳統(tǒng)控制閉環(huán)，而具備智能“意識(shí)”（Consciousness），將對(duì)感覺、直覺、情感、意念、理性、感性、探索、學(xué)習(xí)、合作等活動(dòng)進(jìn)行表征、擴(kuò)展、混合甚至編譯。考慮到6G時(shí)代人類將更多投入到探索、認(rèn)知以及創(chuàng)造性任務(wù)上，“靈”不僅發(fā)揮智能代理作用，還將以用戶“始終最佳體驗(yàn)”為指引，為用戶的認(rèn)知發(fā)展，形成互助互學(xué)的意象表達(dá)與交互環(huán)境，促進(jìn)人工智慧與人類智慧的和諧共生。因此，我們認(rèn)為6G時(shí)代的信息交互、處理和施效將引入新維度，從而將人-機(jī)-物上升至人-機(jī)-物-靈。

基于這種設(shè)計(jì)理念，從支持未來人類社會(huì)的愿景和場(chǎng)景的頂層設(shè)計(jì)出發(fā)，我們?cè)凇吨袊?guó)科學(xué)：信息科學(xué)》上提出支撐人-機(jī)-物-靈通信對(duì)象的信息交換中樞6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：Ubiquitous-X。這里英文字母X，數(shù)學(xué)上表示未知或無限，且其字形有交叉混合之意，并蘊(yùn)含目標(biāo)和希望。借此隱喻邊、點(diǎn)交匯的網(wǎng)絡(luò)，亦表達(dá)了6G時(shí)代泛在在內(nèi)涵和外延上的深化和擴(kuò)展?！办`”引入感覺、生理、心理等新信息元素，與傳統(tǒng)信息元素在6G網(wǎng)絡(luò)中交匯融合，達(dá)到完美有序的系統(tǒng)運(yùn)行目標(biāo)。Ubiquitous-X網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將隨著技術(shù)演進(jìn)與社會(huì)發(fā)展，逐步超越信息通信、群體智能以及人類社會(huì)性的未知維度，對(duì)未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展保留可擴(kuò)展空間。Ubiquitous-X網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架形態(tài)也將深刻變化，從以“網(wǎng)絡(luò)為中心”到“邊緣為中心”，從以“數(shù)據(jù)為中心”到 “人和環(huán)境為中心”，重塑未來6G的網(wǎng)路，實(shí)現(xiàn)從5G“改變社會(huì)”，躍升至肩負(fù)6G“改造世界”的使命。

Ubiquitous-X有三大挑戰(zhàn)：信息傳播的非線性、信息空間的高維性以及信息處理的復(fù)雜性，使我們意識(shí)到戰(zhàn)勝挑戰(zhàn)的路徑是“智能簡(jiǎn)約”而不是將算法和算力能力的堆砌。必須以“系統(tǒng)性能第一”的智能簡(jiǎn)約作為增效及設(shè)計(jì)內(nèi)涵，以智促簡(jiǎn)、由簡(jiǎn)生智及智簡(jiǎn)破制?？傊?，6G 網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)真正意義上的復(fù)雜巨系統(tǒng)，亟需基礎(chǔ)理論突破。

面對(duì)如此復(fù)雜的巨系統(tǒng)，體系化的“中國(guó)辦法”應(yīng)該是從基礎(chǔ)原理上改變生態(tài)以創(chuàng)新引領(lǐng)國(guó)際競(jìng)合。在香農(nóng)語(yǔ)法信息論基礎(chǔ)上，目前存在不可撼動(dòng)的傳統(tǒng)生態(tài)優(yōu)勢(shì)；而在智能簡(jiǎn)約目標(biāo)上以廣義信息論和生命意識(shí)的增量元素建立的復(fù)雜系統(tǒng)，以及內(nèi)生體系架構(gòu)可改變甚至顛覆傳統(tǒng)，以建立我們自己的優(yōu)勢(shì)。

（作者系中國(guó)工程院院士，北京郵電大學(xué)教授，中國(guó)無線移動(dòng)通信技術(shù)專家）