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中國工程院院士張平:移動通信堆疊處理模式難以為繼 6G亟需原創理論創新

2020-10-10 20:37:41專家視點人已圍觀

簡介中國工程院院士、北京郵電大學教授張平指出,移動通信演進的驅動力將由1G/2G/3G/4G時代的單一速率需求,經由5G三個場景的過渡,最終轉化為以場景驅動作為基本演進范式。

伴隨著5G規模商用的逐步展開,移動通信產業正在加速融入到千行百業中,釋放出強大的勢能,加速全社會數字化轉型的進程。5G向B5G/6G的演進,也成為行業內關注的焦點。

中國工程院院士、北京郵電大學教授張平指出,移動通信演進的驅動力將由1G/2G/3G/4G時代的單一速率需求,經由5G三個場景的過渡,最終轉化為以場景驅動作為基本演進范式。

(中國工程院院士、北京郵電大學教授張平)

張平認為,在向6G的演進過程中,傳統的遵循堆疊處理模式,采取復雜度換取性能增益的技術路線,已經是難以為繼,迫切需要新的理論創新。“6G要解決第四次工業革命,不僅要提高速率、拓展空間、還要完善智慧,研究智能、通信與人類未來的相互關系的新體制。”

移動通信演進范式:從需求驅動到場景驅動

為應對復雜開放的巨系統,移動通信演進范式經歷著由需求、理論、技術、產業相互作用并不斷完善的過程。

張平指出,最早1G/2G/3G在通信泛在時代,關注攜帶信息的電磁波無所不到;在通信計算泛在時代,關注一人多機、共享協同:5G以后加上控制,在通信計算控制泛在時代,關注信息交換、處理、施效在虛實世界泛在融合。

從1G無線通信只需要加頻減調開始,到3G/4G越來越多的堆疊式發展導致網絡負擔越來越重。6G到來后,智能性、泛在性成為移動通信重要需求之一,與高速率需求“天下三分”,傳統香農信息論已不能滿足發展需求。

張平認為,我們需要考慮把意識作為一個全新的通信對象,泛在性得到進一步擴展,并稱之為“人-機-物-靈”。“靈”不僅發揮智能代理作用,還將以用戶“始終最佳體驗”為指引,為用戶的認知發展,形成互助互學的意象表達與交互環境,促進人工智慧與人類智慧的和諧共生。

從系統角度入手:化解6G架構存在三大挑戰

張平介紹稱,在6G系統中,人與網絡節點可以通過語義交互進行更深的信息交互,使得人類從“網絡外”進入“網絡內”,人與網絡結點融為一體,共同演進。6G系統是一個處于非平衡態的開放系統,在“無序”與“有序”的相互轉化中不斷向前發展演進,其設計目標就是降低系統無序性,引導系統向著有序結構演變。

世界面臨的環境將會是空天地一體化,需要探索人的大腦、意識怎樣與之虛實結合。6G網絡將促使整個世界走向虛擬與現實結合的“數字孿生”世界,而虛擬物理空間(VPS)、虛擬精神空間(VSS)、虛擬行為空間(VBS)等應用能夠為現實空間處理很多事情。

張平表示,6G架構存在三大潛在挑戰:一是信息傳播的非線性,單播、組播、廣播等傳播方式差異產生非線性效應,會引起信息爆炸式增長和時序錯位傳播,增加了網絡控制和資源優化利用的難度。二是信息空間的高維性,靈的加入,使得信息呈現維度與信息承載維度的數目相等,靈導致信息空間快速擴張、甚至維度災難,加劇了表征信息承載空間的難度。三是信息處理的復雜性,與意識有關的各種交織、學習、聚集與分離在信息空間中傳播與擴展,導致信息耦合在更高維的空間。

展望6G架構理論,張平提出三個要點:第一是結合“人工智能”,有機融合移動通信網絡與人工智能,探尋信息表征、變換等普適規律,發展智能網絡信息論;二是融入“人類意識”,建模表達人類主觀意識及信息的模糊性等,從香農客觀信息論跨入主觀信息論,發展廣義信息論;三是融為“人類社會”,宏微兼顧,凝視局部、全視整體,保障系統個體有序,系統整體演進,發展宏-微信息論融合。

 

資料來源:C114通信網

 

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