太赫茲+人工智能:5G商用伊始,6G愿景已來
【2】
如果說,6G在頻率上的核心突破,是對太赫茲波段的利用。
那么,在頻率之外,最重大的突破,極有可能來自于人工智能。
如果仔細(xì)研究移動通信的發(fā)展,我們會發(fā)現(xiàn)一個非常有趣的情況。
每一代移動通信,都提出了一個面向未來的核心業(yè)務(wù)特征,但這些核心業(yè)務(wù)從出現(xiàn)到不斷完善,都要向后跨越一代,才會真正發(fā)展成熟。
比如,1G實現(xiàn)了從固定通信到移動通信的革命性轉(zhuǎn)變,但無論信號穩(wěn)定性、通話質(zhì)量、還是安全性,都存在非常多問題。直到2G時代,手機的話音業(yè)務(wù)才基本成熟。
2G讓我們可以用手機"上網(wǎng)沖浪",但那時還只有WAP和移動夢網(wǎng)。直到3G時代,我們才開始用手機登上真正的互聯(lián)網(wǎng),開始拍剪刀手照片,給朋友發(fā)微博。
3G剛開始的時候,我們曾經(jīng)認(rèn)為,多媒體業(yè)務(wù)會成為它的殺手級應(yīng)用,但事實上,直到4G時代,才有了快手、抖音等各種短視頻APP和直播的爆發(fā)。
而我們暢想的XR(虛擬現(xiàn)實VR、增強現(xiàn)實AR和混合現(xiàn)實MR的統(tǒng)稱),以及各種IoT智能設(shè)備,在4G時代也才剛剛開始,可能要到5G時代的中后期,才會深入改變我們的工作與生活。
那么,又是什么會在5G階段提出,在6G階段成為標(biāo)志呢?
在6G時代,我們對科技最宏大的想像,確實就是萬物互聯(lián):所有的人、所有的智能設(shè)備,甚至所有的網(wǎng)絡(luò)、所有的智能體,都實現(xiàn)完全的互聯(lián)互通。
而要實現(xiàn)萬物互聯(lián),我們除了5G的能力和太赫茲,還缺少什么?
人工智能。
從1G到4G,移動通信網(wǎng)絡(luò)連接的是人與人,所以它的業(yè)務(wù)邏輯是簡單的,只需要做好業(yè)務(wù)管理和用戶管理,現(xiàn)在的軟件系統(tǒng)已經(jīng)足夠了。
但從5G開始,我們需要把海量的智能設(shè)備也連起來,把它們采集的大數(shù)據(jù)連起來,乃至把這些設(shè)備和數(shù)據(jù)通過場景和服務(wù)用起來。
6G網(wǎng)絡(luò)可能還需要支撐更多的黑科技,比如全息技術(shù)、全感技術(shù)。
這個過程,只有借助人工智能,我們才能真正實現(xiàn)。
【3】
那么,從5G到6G,人工智能將如何與通信技術(shù)相互賦能與提升?
就這個問題,在今天的第53屆IEEE國際通信會議(IEEE ICC 2019)上,OPPO標(biāo)準(zhǔn)研究中心負(fù)責(zé)人、首席5G科學(xué)家唐海通過題為"B5G&6G:智慧連接(Connecting Intelligence)"的主題演講闡釋了自己的判斷。
在他看來,未來10~20年的發(fā)展,可以分成三個階段:
第一個階段,是For the AI(賦能AI服務(wù))。
其特征是,5G主要為人工智能業(yè)務(wù)提供支撐,讓本地人工智能服務(wù)演化為移動人工智能服務(wù)。
目前,5G網(wǎng)絡(luò)主要還是提供人和物之間的連接,而旗艦級智能手機的人工智能運算力,已經(jīng)能達(dá)到每秒7萬億次運算,一些簡單的人工智能應(yīng)用可以在本地進(jìn)行,比如照片優(yōu)化。
即使如此,復(fù)雜的人工智能運算,也大都還需要連接網(wǎng)絡(luò)在云端完成。
但是,受制于成本、設(shè)備體積、能耗等問題,并不是所有的本地設(shè)備,都能像旗艦手機一樣,配置強大的算力、儲存力和人工智能處理能力。
唐海認(rèn)為,在5G時代,人工智能的應(yīng)用會越來越多,包括但不限于:
(1)基于AI的虛擬助手,如實時翻譯,商業(yè)服務(wù),多媒體點播等
(2)基于AI的遠(yuǎn)程控制/干預(yù),如實時的遠(yuǎn)程監(jiān)測、分析,干預(yù)等醫(yī)療服務(wù)、智能設(shè)備的遠(yuǎn)程感知、控制,健康監(jiān)測服務(wù)等
(3)基于AI的輔助/自動駕駛
這些業(yè)務(wù)都需要遠(yuǎn)端的人工智能的連接需求,并對多輸入、速率、成本、時延都各有需求。
而5G將為這些人工智能提供時延更短、帶寬更高、連接數(shù)更多的一個高速管道。
第二個階段,是By the AI(AI驅(qū)動優(yōu)化)。
其特征是:人工智能將被引入、并驅(qū)動5G的下一步優(yōu)化。這個階段,也是目前業(yè)界開始有關(guān)注與探討的"B5G(后5G)"階段。
從目前5G的三大場景--eMBB(增強移動寬帶)、URLLC(高可靠低時延通信)和mMTC(海量物聯(lián)網(wǎng))來看,5G已經(jīng)可以基本滿足現(xiàn)有大多數(shù)人工智能業(yè)務(wù)對峰值速率、時延、可靠性、覆蓋及連接密度等網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的需求。
但在向6G演進(jìn)過程中,越來越多的人工智能業(yè)務(wù),可能會對網(wǎng)絡(luò)性能提出更高要求,依靠孤立的基線指標(biāo),將無法達(dá)到滿意效果。
此時,需要對5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化,來滿足這些高性能需求。人工智能的引入與調(diào)度,可以幫助彌補人為建立的無線通信理論中一些"不完美、不精確"的短板,讓5G系統(tǒng)變得更快捷、精細(xì)、高效,滿足更高的網(wǎng)絡(luò)性能需求。
當(dāng)然,到底網(wǎng)絡(luò)的哪些層次要利用人工智能,哪些應(yīng)用需要利用人工智能,乃至如何用人工智能提升網(wǎng)絡(luò),這些都還是我們在未來5~10年需要去討論、確定和解決的問題。
不過,唐海判斷,整體來看,越往網(wǎng)絡(luò)側(cè)走,AI所帶來的提升價值會越大,但復(fù)雜度和難度也會更高。
第三個階段,是Of the AI(AI無處不在)。它的特征是,人工智能的技術(shù)與應(yīng)用場景全面普及,以智能體交互為代表的新型業(yè)務(wù)場景出現(xiàn)。
這是唐海展望2030年代、也就是6G時代的愿景。
他認(rèn)為,在這個階段,越來越多的業(yè)務(wù)已經(jīng)不再需要人類參與,而是由機器和智能體獨立完成。
在這個過程中,會有很多業(yè)務(wù)場景,是單一的智能體無法完成的復(fù)雜任務(wù),需要多個智能體來共同協(xié)作完成。
因此,智能體直接交互的場景將持續(xù)增多,大規(guī)模智能體之間的作用,將會帶來極高的性能需求。
為了實現(xiàn)這樣的未來愿景,6G將需要克服一系列性能提升挑戰(zhàn),并根據(jù)業(yè)務(wù)場景,對網(wǎng)絡(luò)帶寬、時延、可靠性、覆蓋、能耗、連接密度、精確度、安全性等指標(biāo)的進(jìn)行精確適配,甚至每顆芯片都會有屬于自己的天線,并通過人工智能來實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)度。
最終,我們將看到"人、物、智"的互聯(lián)互通,無論物理世界還是虛擬世界,人類社會與人工智能之間,都將實現(xiàn)完全的互聯(lián)互通。

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