6G ——智簡的移動通信系統(tǒng)

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

移動通信以十年一代的周期律持續(xù)演進，在每代開始系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)前，業(yè)界從當時面臨的社會、經(jīng)濟和技術(shù)挑戰(zhàn)出發(fā)，構(gòu)想代際愿景，提出引領性需求。目前，國內(nèi)外研究人員已從多個層面和角度展望了6G愿景。設想的6G藍圖中，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、智慧網(wǎng)絡等。值得關注的是，智能化在移動通信領域的必要性和重要性已成共識。2019年2月，我們在前期研究的基礎上，在《通信學報》發(fā)表觀點，引入代表自主智能體的“靈”，提出將通信對象從5G的人-機-物拓展至6G的人-機-物-靈（Genie）。

基于5G時期人-機-物通信的理念，引入“靈”作為具有智能性的通信對象，通過“靈”與人、機、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、目標定向、智能決策、行動控制等，不可見地提供服務，使用戶專注于任務本身?！办`”的運行不再囿于傳統(tǒng)控制閉環(huán)，而具備智能“意識”（Consciousness），將對感覺、直覺、情感、意念、理性、感性、探索、學習、合作等活動進行表征、擴展、混合甚至編譯?？紤]到6G時代人類將更多投入到探索、認知以及創(chuàng)造性任務上，“靈”不僅發(fā)揮智能代理作用，還將以用戶“始終最佳體驗”為指引，為用戶的認知發(fā)展，形成互助互學的意象表達與交互環(huán)境，促進人工智慧與人類智慧的和諧共生。因此，我們認為6G時代的信息交互、處理和施效將引入新維度，從而將人-機-物上升至人-機-物-靈。

基于這種設計理念，從支持未來人類社會的愿景和場景的頂層設計出發(fā)，我們在《中國科學：信息科學》上提出支撐人-機-物-靈通信對象的信息交換中樞6G網(wǎng)絡架構(gòu)：Ubiquitous-X。這里英文字母X，數(shù)學上表示未知或無限，且其字形有交叉混合之意，并蘊含目標和希望。借此隱喻邊、點交匯的網(wǎng)絡，亦表達了6G時代泛在在內(nèi)涵和外延上的深化和擴展?！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)絡中交匯融合，達到完美有序的系統(tǒng)運行目標。Ubiquitous-X網(wǎng)絡架構(gòu)將隨著技術(shù)演進與社會發(fā)展，逐步超越信息通信、群體智能以及人類社會性的未知維度，對未來網(wǎng)絡的發(fā)展保留可擴展空間。Ubiquitous-X網(wǎng)絡構(gòu)架形態(tài)也將深刻變化，從以“網(wǎng)絡為中心”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，實現(xiàn)從5G“改變社會”，躍升至肩負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雜性，使我們意識到戰(zhàn)勝挑戰(zhàn)的路徑是“智能簡約”而不是將算法和算力能力的堆砌。必須以“系統(tǒng)性能第一”的智能簡約作為增效及設計內(nèi)涵，以智促簡、由簡生智及智簡破制?？傊?，6G 網(wǎng)絡是一個真正意義上的復雜巨系統(tǒng)，亟需基礎理論突破。

面對如此復雜的巨系統(tǒng)，體系化的“中國辦法”應該是從基礎原理上改變生態(tài)以創(chuàng)新引領國際競合。在香農(nóng)語法信息論基礎上，目前存在不可撼動的傳統(tǒng)生態(tài)優(yōu)勢；而在智能簡約目標上以廣義信息論和生命意識的增量元素建立的復雜系統(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。

（作者系中國工程院院士，北京郵電大學教授，中國無線移動通信技術(shù)專家）