6G网络:开启物联网的全域智能新时代
来源:36kr 7 小时前

近日,国际电信联盟(ITU)宣布其下属无线电通信部门(ITU-R)5D工作组已于2026年2月通过协商一致,正式确定IMT-2030(6G)的性能要求草案。该项名为《IMT-2030无线接口技术性能最低要求》的草案共提出20项技术性能要求(TPR),其中7项为6G新增特有指标,旨在评估未来6G无线接口。

对于6G形成的20项技术性能要求,均指向六大应用场景,即沉浸式通信(IC)、超高可靠低时延通信(HRLLC)、海量通信(MC)、泛在连接(UC)、人工智能与通信融合(AIAC)以及通感一体化(ISAC)。2023年12月,ITU首次确定了6G的框架和总体目标,就确定下来了这6大场景,既有对5G的演进,又有新的场景需求。

其中,沉浸式通信、超高可靠低时延通信、海量通信来自于对5G时代3大场景的进一步演进,分别对应于增强移动通信(eMBB)、低时延高可靠(uRLLC)和大规模通信(mMTC);而泛在连接、人工智能与通信融合以及通感一体化则是适应于科技创新和产业创新的发展,形成新的场景。

对于物联网来说,6G通过技术创新实现物理世界与虚拟世界的深度融合,成为支撑物联网向全域智能演进的新型数字基础设施。ITU对6G技术性能的共识及6G技术演进逻辑,我们可以从六大应用场景出发,系统分析6G对物联网的赋能能力与发展前景。笔者认为,可以从连接、体验和智能三个方向看6G时代物联网的方向。

连接:6G物联密度和广度进一步扩展

从连接来看,海量通信和泛在连接体现了6G时代连接的升级和新特性,体现了6G连接的密度和广度,而且这两大场景在很大程度上也是专为物联网设计的。

海量通信:支撑密集的物联网设备的有效连接

6G时代海量设备连接的技术将实现突破,ITU提出6G需实现每平方公里10(6)–10(8)设备连接密度,即每平方公里达到100万-1亿的设备连接,相比5G提升10-100倍。从技术演进逻辑来看,我们可以预测,6G将继承并发展5G时代的物联网系列技术,包括RedCap、eRedCap系列轻量化5G技术,以及NB-IoT/LTE-M系列LPWAN技术,更为重要的是进一步实现无源物联网技术的成熟应用,以实现大规模连接的愿景。此外,在笔者看来,6G是否会推出对标5G eMBB和uRLLC能力的“Light 6G”技术,进一步优化和替代现有物联网场景的通信支持,或许将成为一个重要探讨方向。

海量通信场景本质上是为物联网量身设计,6G通过技术演进将覆盖更广泛的物联网应用需求。未来,智慧城市中可能有高密度部署的传感器,工业环境中大量的生产设备设备需要有效感知,加上无源物联网带来的极低价格的泛在感知。

泛在连接:消除物联网的“连接盲区”

6G通过天地一体化网络架构,实现全球无缝覆盖,彻底解决偏远地区物联网设备的连接难题。从6G空天一体化网络可以实现天基(高轨/中轨/低轨卫星)、空基(临空/高空/低空飞行器)等网络将与地基(蜂窝/WiFi/有线)网络深度融合,组成一张空天地一体化网络,实现人口常驻区域的覆盖,偏远地区、海上、空天的广域立体覆盖,满足地表及立体空间的全域、全天候的泛在覆盖需求,为用户提供泛在通信服务。其中,IoT-NTN技术的演进将成为6G实现泛在连接的关键,IoT-NTN在3GPP R17阶段完成第一版标准,目前已有多家厂商依托该标准实现商用。IoT-NTN处于持续演进中,未来6G时代会赋予更多功能,空天一体化服务将更加成熟,让物联网设备在任何地理环境下都能保持通信,真正实现连接无处不在。同时,互操作性是6G关键技术能力,强调无线接口的包容性与透明度,推动不同技术标准的物联网设备实现无缝通信。

体验:极致效能带来新的生产生活方式

沉浸式通信、超高可靠低时延通信可以说是为那些需要更高通信性能的应用提供支持的技术手段,能够带来前所未有的体验。

沉浸式通信:拓展物联网的“交互维度”

虽然沉浸式通信主要面向消费级应用,但物联网设备作为数据采集与交互终端,为过去几年热捧的元宇宙等场景提供核心支撑。6G可以说是为元宇宙而生的技术,其中一些高性能物联网设备可采集用户动作、环境信息等,在元宇宙中实现虚拟形象的实时同步和数字孪生模型的构建。在工业元宇宙中,物联网设备采集的生产数据可生成高精度数字孪生模型,为虚拟调试、远程操控提供数据基础。

同时,一些高性能物联网设备可采集视觉、听觉、触觉等多感官数据,为沉浸式体验提供丰富内容。可以说,沉浸式通信场景将物联网从“数据传输”延伸到“交互体验”,高性能物联网设备成为连接物理世界与虚拟世界的桥梁。通过多模态数据的采集与传输,为沉浸式体验提供物理数据支撑,实现虚拟与现实的深度融合。

超高可靠低时延通信:让高性能物联网真正做到“实时响应”

ITU要求6G端到端时延降至0.1-1毫秒,可靠性达到1-10(-5)至1-10(-7),这一指标直接满足工业自动化、远程医疗等对时延敏感的物联网应用需求,还对沉浸式云XR等消费级应用的超低时延需求,以及一些实时控制、协同作业提供核心支撑。在具身智能等人工智能应用场景中,机器人的实时交互需求极为迫切,例如机外通信需要可靠的无线通信通道支持机器人之间的协作、任务执行与反馈,超高可靠低时延特性将成为这类应用的关键保障。

智能:AI成为6G物联网的原生能力

人工智能与通信融合、通感一体化可以说是6G与AI深度融合的表现,在物联网场景下也能感受到AI原生能力带来的改变。

人工智能与通信融合:赋予物联网“智能大脑”

6G将AI能力深度融入网络核心,支持分布式数据处理与学习。目前,端侧AI成为物联网领域的一个重要关注点,这一方向在6G时代将得到充分体现。物联网设备可在边缘节点进行AI模型推理,仅传输关键数据,减少带宽占用;同时,联邦学习技术可能会推动物联网设备在不共享原始数据的情况下共同训练AI模型,有效保护数据隐私。这种架构与具身智能的需求高度契合,具身智能终端的模型算法迭代需要多模态数据支持,6G的AI融合能力可实现云端与终端的高效数据交互,同时保障数据安全。

通过端侧AI分析物联网设备产生的海量数据,可实现设备故障的提前预测与自主决策,赋予物联网“智能大脑”,推动物联网从“被动感知”向“主动决策”升级。物联网设备不再仅仅是数据采集终端,而是具备分析、决策能力的智能节点,能够根据环境变化和用户需求自主调整行为,实现真正的“万物智联”。

通感一体化:强化物联网环境感知能力

感知本身就是物联网的一个重要能力。6G通感一体化技术让物联网设备同时兼具通信与感知能力,通过共享硬件资源与频谱资源,在一套无线电设备上实现双重功能,可有效降低设备成本,并提升频谱利用率。通感一体化技术将拓展物联网的感知维度,设备的功能边界被打破,设备的实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组成部分,因此,通感一体化在一定程度上也可以看作是提升6G网络AI原生能力的表现。而感知、通信作为物联网的两大必备能力,在AI能力的驱动下,将进一步实现对通感数据的实时决策分析,进一步提升物联网的智能化水平。

总结来看,物联网依然是6G时代核心应用领域。6G通过六大应用场景的技术突破,将全面提升物联网的连接能力、用户体验、智能水平。从技术演进逻辑来看,6G将继承5G物联网技术并发展新方向,为物联网设备提供更灵活、高效的连接选择。未来,随着6G标准的逐步完善与产业的快速发展,物联网将进入全域智能新时代,为数字经济与社会智能化转型提供重要支撑。

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