6G+AI：未来通信的超级组合
6G+AI：未来通信的超级组合
2024年12月，由6G俱乐部召集的“2024年6G十大最新进展事例发布暨2025年ICT趋势展望”会议在北京举办，公布了6G技术领域的十大重要进展。从国际电信联盟的频段划分决议，到全球首颗6G架构验证星发射，再到3GPP确定6G标准化时间表，这些进展标志着6G技术正在从概念走向现实。
在6G技术快速发展的背景下，人工智能（AI）正成为推动通信网络演进的关键力量。AI不仅能够优化网络性能，还能提供个性化服务，使通信更加智能高效。这种6G+AI的超级组合将在未来通信领域发挥巨大作用。
AI赋能通信网络：从优化到自主控制
在Beyond 5G/6G时代，AI和机器学习（ML）技术将被广泛应用到通信网络管理中。预计从21世纪30年代起，B5G/6G将作为新的信息通信基础设施大量应用并得到普及。B5G/6G除了具有5G的高速度、大容量、低延迟等特性外，在微小功耗、覆盖范围扩展性、网络自主性、超安全和可靠性方面的功能亦备受期待。
AI和ML技术在通信网络中的应用主要体现在以下几个方面：
优化通信资源：通过AI/ML技术，系统可以实时分析网络流量、用户行为等数据，动态调整频谱资源分配，实现更高效的无线通信。
降低功耗：AI/ML能够通过智能调度和优化算法，减少网络设备的能耗，实现绿色通信。
故障预测与应对：利用AI/ML的预测能力，可以提前发现网络中的潜在问题，减少通信中断和延迟。
在B5G/6G环境下，AI/ML技术将实现更高水平的自主控制。例如，在地面基站或非地面网络（NTN）的新一代通信卫星中，AI/ML可以优化波束赋形技术，根据终端位置、天气条件等因素动态调整电波方向，提高通信效率。此外，在智慧城市、智能工厂等场景中，AI/ML能够实现物联网设备的智能管理，通过边缘AI自主判断数据传输需求，降低整体网络负担。
6G+AI：开启万物智联新时代
6G技术将带来三大新增应用场景：感知通信一体、AI通信一体和泛在连接。与5G相比，6G将实现通信效率、时延和连接数的大幅提升，并通过通信、感知、计算、人工智能、数据和安全等要素的深度融合，提供更加多元化和定制化的服务。
中国工程院院士张平指出，6G研究已从“远景需求定义”进入“关键技术收敛和标准化”阶段。3GPP已逐步启动6G国际标准制定，未来3～5年是技术突破和产业培育的关键时期。
在6G+AI的融合发展中，语义通信被视为一项关键的“拐点技术”。传统通信系统主要关注语法信息的传输，而语义通信则更注重信息的实际意义。张平团队在《通信学报》上发表的《语义通信的数学理论》建立了语义信息理论的数学框架，提出了两个基本假设：语法表征性和语义同义性。通过缜密的数学推导，证明语义通信容量突破了经典信息论的限制。
语义通信的优势在于能够大幅提高频谱效率。在S接近2的条件下，通过语义通信实现6G单天线频谱效率理论上所需的E,/N,可以降至4G以下。这意味着在保持通信质量的同时，可以显著降低功耗，解决频谱效率与功耗之间的矛盾。
展望未来：6G+AI驱动社会智能化转型
6G+AI的超级组合将为社会带来深远影响。例如，数字孪生人技术可以用于医疗领域，帮助治疗疑难杂症；超能交通系统将有效解决城市交通拥堵问题；智能机器人则能更好地服务老龄化社会。
为了推动6G+AI技术的发展，张平院士提出了四点建议：
- 保持战略定力，抢占标准高地
- 突破核心技术，构建自主生态
- 引领建设6G试验网，培育产业生态
- 助力新质生产力，支撑数字经济
6G+AI的融合不仅将带来技术革新，更将为各行各业带来新的发展机遇。从工业互联网到智慧城市，从远程医疗到虚拟现实，6G+AI将为社会智能化转型提供强大支撑。随着技术的不断进步，我们有理由相信，一个更加智能、便捷的未来正在向我们走来。