太赫兹+人工智能:5G商用伊始,6G愿景已来

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如果说,6G在频率上的核心突破,是对太赫兹波段的利用。

那么,在频率之外,最重大的突破,极有可能来自于人工智能。

如果仔细研究移动通信的发展,我们会发现一个非常有趣的情况。

每一代移动通信,都提出了一个面向未来的核心业务特征,但这些核心业务从出现到不断完善,都要向后跨越一代,才会真正发展成熟。

比如,1G实现了从固定通信到移动通信的革命性转变,但无论信号稳定性、通话质量、还是安全性,都存在非常多问题。直到2G时代,手机的话音业务才基本成熟。

2G让我们可以用手机"上网冲浪",但那时还只有WAP和移动梦网。直到3G时代,我们才开始用手机登上真正的互联网,开始拍剪刀手照片,给朋友发微博。

3G刚开始的时候,我们曾经认为,多媒体业务会成为它的杀手级应用,但事实上,直到4G时代,才有了快手、抖音等各种短视频APP和直播的爆发。

而我们畅想的XR(虚拟现实VR、增强现实AR和混合现实MR的统称),以及各种IoT智能设备,在4G时代也才刚刚开始,可能要到5G时代的中后期,才会深入改变我们的工作与生活。

那么,又是什么会在5G阶段提出,在6G阶段成为标志呢?

在6G时代,我们对科技最宏大的想像,确实就是万物互联:所有的人、所有的智能设备,甚至所有的网络、所有的智能体,都实现完全的互联互通。

而要实现万物互联,我们除了5G的能力和太赫兹,还缺少什么?

人工智能。

从1G到4G,移动通信网络连接的是人与人,所以它的业务逻辑是简单的,只需要做好业务管理和用户管理,现在的软件系统已经足够了。

但从5G开始,我们需要把海量的智能设备也连起来,把它们采集的大数据连起来,乃至把这些设备和数据通过场景和服务用起来。

6G网络可能还需要支撑更多的黑科技,比如全息技术、全感技术。

这个过程,只有借助人工智能,我们才能真正实现。

【3】

那么,从5G到6G,人工智能将如何与通信技术相互赋能与提升?

就这个问题,在今天的第53届IEEE国际通信会议(IEEE ICC 2019)上,OPPO标准研究中心负责人、首席5G科学家唐海通过题为"B5G&6G:智慧连接(Connecting Intelligence)"的主题演讲阐释了自己的判断。

在他看来,未来10~20年的发展,可以分成三个阶段:

第一个阶段,是For the AI(赋能AI服务)。

其特征是,5G主要为人工智能业务提供支撑,让本地人工智能服务演化为移动人工智能服务。

目前,5G网络主要还是提供人和物之间的连接,而旗舰级智能手机的人工智能运算力,已经能达到每秒7万亿次运算,一些简单的人工智能应用可以在本地进行,比如照片优化。

即使如此,复杂的人工智能运算,也大都还需要连接网络在云端完成。

但是,受制于成本、设备体积、能耗等问题,并不是所有的本地设备,都能像旗舰手机一样,配置强大的算力、储存力和人工智能处理能力。

唐海认为,在5G时代,人工智能的应用会越来越多,包括但不限于:

(1)基于AI的虚拟助手,如实时翻译,商业服务,多媒体点播等

(2)基于AI的远程控制/干预,如实时的远程监测、分析,干预等医疗服务、智能设备的远程感知、控制,健康监测服务等

(3)基于AI的辅助/自动驾驶

这些业务都需要远端的人工智能的连接需求,并对多输入、速率、成本、时延都各有需求。

而5G将为这些人工智能提供时延更短、带宽更高、连接数更多的一个高速管道。

第二个阶段,是By the AI(AI驱动优化)。

其特征是:人工智能将被引入、并驱动5G的下一步优化。这个阶段,也是目前业界开始有关注与探讨的"B5G(后5G)"阶段。

从目前5G的三大场景--eMBB(增强移动宽带)、URLLC(高可靠低时延通信)和mMTC(海量物联网)来看,5G已经可以基本满足现有大多数人工智能业务对峰值速率、时延、可靠性、覆盖及连接密度等网络指标的需求。

但在向6G演进过程中,越来越多的人工智能业务,可能会对网络性能提出更高要求,依靠孤立的基线指标,将无法达到满意效果。

此时,需要对5G网络进行优化,来满足这些高性能需求。人工智能的引入与调度,可以帮助弥补人为建立的无线通信理论中一些"不完美、不精确"的短板,让5G系统变得更快捷、精细、高效,满足更高的网络性能需求。

当然,到底网络的哪些层次要利用人工智能,哪些应用需要利用人工智能,乃至如何用人工智能提升网络,这些都还是我们在未来5~10年需要去讨论、确定和解决的问题。

不过,唐海判断,整体来看,越往网络侧走,AI所带来的提升价值会越大,但复杂度和难度也会更高。

第三个阶段,是Of the AI(AI无处不在)。它的特征是,人工智能的技术与应用场景全面普及,以智能体交互为代表的新型业务场景出现。

这是唐海展望2030年代、也就是6G时代的愿景。

他认为,在这个阶段,越来越多的业务已经不再需要人类参与,而是由机器和智能体独立完成。

在这个过程中,会有很多业务场景,是单一的智能体无法完成的复杂任务,需要多个智能体来共同协作完成。

因此,智能体直接交互的场景将持续增多,大规模智能体之间的作用,将会带来极高的性能需求。

为了实现这样的未来愿景,6G将需要克服一系列性能提升挑战,并根据业务场景,对网络带宽、时延、可靠性、覆盖、能耗、连接密度、精确度、安全性等指标的进行精确适配,甚至每颗芯片都会有属于自己的天线,并通过人工智能来实现精准调度。

最终,我们将看到"人、物、智"的互联互通,无论物理世界还是虚拟世界,人类社会与人工智能之间,都将实现完全的互联互通。

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