□ 本报记者 董 翔
“6G”,今年首次出现在政府工作报告中。作为下一代信息通信的核心赛道,它被列入未来产业培育的核心序列,与生物制造、量子科技、具身智能等一并跻身为国家战略重点。
而在业界,今年同样被看作是6G标准制定元年。全球移动通信标准组织3GPP已经启动了6G标准化进程,计划从今年起到2029年,完成第一个版本的技术规范。
哪座城市有望占得先机?
上周,2025全球6G技术与产业生态大会在南京召开。这是南京连续4年举办该大会。“产业生态”首次写进会议名称,标志着国内较早布局6G基础研究的南京,已着手谋划下一个阶段的产业发展。
从2G、3G的奋力追赶,到4G的并驾齐驱,再到5G的局部领跑,我国移动通信产业在过去30年里一路赶超。实现弯道超车、全面引领,6G被各方寄予厚望。当我们谈论6G,一个避不开的城市就是南京。
比5G快100倍
1秒下载20部4K电影,这是未来6G通信将要达到的传输速度。目前,世界上已知的6G最快传输速率由南京创造——2023年底,网络通信与安全紫金山实验室在6G光子太赫兹实时无线传输通信实验中,实现了1Tbps的实时传输速率,相较5G整整提升了100倍。
电磁波是现代通信的基石。从1G到5G,信息传输“越来越快”,在于不断开拓更高频率的新频段。6G在南京实现“秒传”,一方面就得益于新的太赫兹频段。它的频率是5G毫米波频段的30倍以上,相当于变“单向车道”为“双向15车道”,为信息传输修建了一条“高速公路”。
另一方面,由中国科学院院士尤肖虎带队,紫金山实验室多年来开展了“无蜂窝式”通信技术研究,一举改变了过去五代移动通信技术沿用的“蜂窝式”架构。“以往是由基站发送信号到一定范围的蜂窝状‘小区’内。但基站建多了,‘小区’之间的信号干扰就愈发明显,网络容易不稳甚至短暂掉线。”尤肖虎介绍,无蜂窝技术有效消除了这一效应。
跳出前人轨迹、勇闯“无人区”,移动通信领域的部分边界,在南京得到充分开拓。事实上,南京在通信领域的实力一直显著。南京是全国重要的新一代信息通信产业基地,产业总规模达1400亿元,围绕关键零部件、整机终端、应用服务等产业链环节,集聚规上工业企业400余家。
前身为南京无线电厂的熊猫电子,被称为“中国电子工业的摇篮”,1953年生产出我国第一台全国产化收音机。此后,第一台短波单边带电台、第一台国产化自动插件机、第一部国产移动电话等,均从这里走出。
进入改革开放,南京对接全球产业链。1992年,爱立信在中国的第一家合资公司——南京爱立信熊猫通信有限公司成立,后来一度成为爱立信全球三大生产供应中心之一,承担了四成的全球供货量。摩托罗拉也在南京设立软件中心,曾是中国三个研发基地中人数最多、规模最大的一个。
到了新世纪,南京跳出“代工”角色,开始参与通信标准制定等一系列前端创新。2001年,我国首个3G试验系统通过验收,TD-SCDMA标准成为国际电信联盟认可的三大3G标准之一。东南大学的实验室里,国家“863计划”3G重大项目专家组组长尤肖虎带领团队日夜奋战,甚至创下“连续72小时调试基站”的纪录。到了2013年,由中国主导的TD-LTE成为全球两大4G标准之一,话语权进一步增重。
在此期间,南京不声不响地抬手下一盘大棋。2011年,南京联合中国工程院举办“2011中国未来网络发展与创新论坛”,会上揭牌了未来网络产业创新中心和未来网络产业创新有限公司,这是我国第一个专门从事未来网络技术的研究机构和产业基地。
时年68岁的“中国互联网络之父”刘韵洁院士,来到南京开始了他的“二次创业”。“敢在国外还没有成熟的领域,在国内经济发达地区中挑头去做这个东西,南京这个决策了不起。”两年后,未来网络试验设施(CENI)上升为国家战略。
2018年,中国5G商用牌照发放的前一年,紫金山实验室在南京启动建设,并早早把6G作为重大科研任务之一,此后几乎“一年一个台阶”——2019年,与6G相关的太赫兹无源元件及天线成功研制;2022年完成世界上首个6G光子太赫兹实时无线传输通信实验;2023年刷新世界最高实时传输纪录;2024年建成全球首个6G综合实验室。
依托紫金山实验室,南京目前已在6G通信技术领域取得10余个“世界第一”。
6G不止于快
事实上,单靠速率、带宽、时延等移动通信行业的基础指标,远不能全面形容6G的特性、概括6G的前景。
“它将超越以往单一的通信功能,与感知、人工智能、安全等多个领域深入融合,同时实现空天地一体化通信,从通信网络真正转变为信息网络。”中国移动首席专家刘光毅说。
通信网络如何做到感知?
一架陌生的四旋轴无人机刚一进入某空域,随即在0.1秒内被精准锁定,肉眼难以追踪的飞行轨迹,却能被6G信号实时还原。由紫金山实验室主导建设的6G概念验证试飞场,日前在南京投用。1.75万平方米的场地中分布着4处6G毫米波基站,探测范围能覆盖10平方公里、500米高的空域。
“6G的最大突破是通信与感知能力的融合,一张移动通信网络同时也是一张立体‘感知网’,相当于更加机敏和聪明的雷达。”技术负责人侯华舟介绍,场内12个毫米波射频单元,源源不断地向外发射电磁波,再对回波信号到达的角度、时延加以分析,从而第一时间定位“入侵”飞行器,达到感知。紧邻试飞场的6G通感融合实验室里,飞行器的轨迹在大屏上画出长长的实线。这张网的“火眼金睛”,最多能同时监测100架飞行器,定位误差控制在3米以内。
打破过去通信、感知“两张网”各行其道,6G在通感融合上的特性,被业界普遍认为将率先作用于低空通信。
“城市管理最先受益。”拓攻机器人创始人张羽告诉记者,城市通常没有雷达部署,对低空飞行器的监管缺乏有效抓手,特别是大型活动、赛事期间,只能依靠飞手自觉报备,一旦“黑飞”升空到百米以上,人类用肉眼就难以发现。而管理者需要随时知道城市上空正活跃着多少飞行器。未来6G基站加强部署后,“通信网”也能当成“感知网”来用,所有飞行器都将无所遁形。
飞行器之间也需要互相感知甚至“组网”通信。目前市场上的主流无人机主要靠激光雷达、红外雷达等传感器实现感知,但在6G大规模应用后,这些器件有望被轻量化甚至取消。“一张网卡、一个6G通信模组,就能实现更高清、更实时的画面传输和探测、感知功能,有效降低成本。”张羽说。
6G又如何同人工智能融合?
一项数据显示,来自紫金山实验室和中国移动紫金研究院联合研发的AI运维平台,突破6G网络分级内生智能技术,让占地1000亩、装配1000台生产设备的无锡远东电缆园区,故障排查时间从1天降至0.5小时,生产效能提升约10%。
“5G时代的工业互联网平台虽能‘体检’,却因筛选原始冗余数据,浪费了大量算法和算力,仅是‘互联’而非‘智联’。”紫金山实验室普适通信无线内生智能通信创新研发团队负责人易云山解释,6G网络下的工厂,数据采集更加广泛、指令传输更加实时,与AI结合后训练出的模型,分析、处理数据的能力更强。
该团队通过数据知识图谱,数据字段压缩率达到95%。这相当于100个数据字段被采集后,经过图谱的筛选,只有5个真正有用的数据字段会接受算法的“审视”,从而实时感知、精准分析业务质差状况,排查效率大幅提高,走出6G智能绿色发展新路径。
围绕泛在连接、通感融合、通智融合等6G六大应用,南京依托紫金山实验室搭建了6G概念验证中心,将不同成果放在各个真实场景中进行验证,目前已建成了太湖超远距离渔业资源保护、上秦淮超大容量城乡综合治理、无线谷超低时延智能网联交通、浦口超广覆盖低空经济、天文台城市覆盖等5个试验场。
产业转化的“三次方”
去年9月注册成立,刚诞生半年多的南京鑫合通感科技有限公司,已接到体量排名国内前十商场——成都华润万象城的订单。他们的5G高精度定位技术,已成功应用于这座建筑面积近32万平方米的巨无霸商超,为商场和店铺提供精准营销服务。
鑫合通感是紫金山实验室运用“拨投结合”机制转化的首个项目。项目雏形来自紫金山实验室普适通信研究中心的5G室内高精度定位技术团队。“北斗、GPS卫星信号在室外有用,而UWB、蓝牙、Wi-Fi、激光SLAM等室内定位技术,要么成本高,要么误差大,要么需要独立再建定位网络。”团队负责人陆海斌告诉记者,利用5G信号大带宽、多天线、密部署的特征,他们历时4年,将室内定位精度从早期的米级提升到如今的0.5米,达到分米级别精度。
去年,由省产业技术研究院、紫金山科技集团联合出资,该团队以“拨投结合”模式获得近2000万元的研发资金支持,成功转为市场化公司,但他们和实验室的连接并未中断。“技术团队继续在研究中心攻关,而我和公司同事要全国各地到处跑客户,完成项目交付。”坐在位于江宁无线谷的500平方米新办公室里,公司总经理陆海斌给记者看了一段手机视频,专为定位实验搭建的模拟停车场,就在紫金山实验室地下,相关测试仍在日夜进行中。
紫金山实验室负责技术突破,市区两级国有股东组建的紫金山科技集团提供资本“蓄水池”,43平方公里的紫金山科技城承担场景落地、成果孵化,南京市、江宁区去年以来着手探索成果转化的“三次方”,力争形成从概念验证、到企业孵化、再到产业转化的闭环。其中,紫金山科技集团与省产研院合作共建了10亿元的“拨投结合”资金池,设立首期规模5亿元的未来网络产业基金,形成10多个细分产业链图谱。
“科研团队自己出去找投资,一是缺少市场营收,没人理;二是要出让大量股权、身背对赌协议,却换来很少的钱。”南京紫微泰克技术有限公司董事长胡云认为,“拨投结合”模式给了科研团队两到三年的缓冲期,可以在此期间了解市场、充分试错。
他的企业,脱胎于紫金山实验室普适通信研究中心洪伟教授的毫米波通信团队。团队利用自主研发的商用毫米波相控阵芯片,巧妙运用阵列天线技术,把直径数十米的辐射面聚焦至某一方向,克服了毫米波频段的高衰减特性。一块“小面”就是一部天线,由64块“小面”组成的毫米波相控阵天线,只有巴掌大,却能在5公里范围内实现1Gbps的传输速率,等同于一条光纤。
为了开拓市场,13人研发团队里,以胡云为首的6人从实验室走出来创业,今年1月注册了公司。此前,由省产研院和紫金山集团派出的项目经理,跟着他们走南闯北,先后拜访了华为、大疆、银河航天等龙头企业,开展市场调研。
技术要充分学习市场
值得注意的是,南京鑫合通感的室内高精度定位,用到的是5G-A(Advanced)技术,它是5G的增强版,也被称为5.5G,在一些关键指标上的表现介于5G和6G之间,如带宽提速、时延降低等。“虽然还不是真正意义上的6G,却是最容易率先产业化的技术,而且已经实现了传统5G定位达不到的效果。”陆海斌说。
技术“低头”、迁就市场,这是记者感受到的明显趋势。“5G的下载速率比4G快了七八倍,但用户的实际感受并没有那么明显,它面向工业领域规模应用也未达到预期。”中兴通讯副总裁段向阳认为,这是因为从2G到5G,移动通信的每一次演进都是通信行业自身推动,核心关注点在于网络指标的提升。而未来的发展,必须更加关注应用场景和用户需求,并以此来定义技术方向。
南京是全国首批5G+工业互联网融合应用试点城市,每万人拥有5G基站数、平均宽带用户下载速率均居全省第一。但在实际应用,特别是转化为产业驱动力上仍大有可为。
“从5G起,通信网络的发展不能再只追求高带宽、低时延,而是要赋能人、机器、物的多维度连接。”中国工程院院士邬贺铨举例说明,过去的网络应用以手机、电脑等终端消费者为主,对下载速率的要求大,如今工业用户成为主角,对上传速率的要求更加明显,一座工厂里成百上千个设备的数据,都要上传到服务器甚至云端。这为当前的技术演进提供了借鉴。
来自企业的感受更加直观。“一大早跑去苏州,赶当天最晚的一班车回来,为的就是在客户工厂里多待一会儿,发现他们的实际需求。”陆海斌坦言,创业早期,他也曾被客户一句“讲技术没有用,你就说对我们有什么好处”怼得哑口无言。后来通过观察发现,工厂里的AGV小车虽能自动运送物料,但分拣环节仍然靠人力,而团队的亚米级定位能力正好能用于1.2米宽的无源物料小车,实现两种小车的精准控制,订单由此拿下。
实验室追求的是性能极限,但到了产业化阶段,杀鸡通常用不着宰牛刀。“科研可以不在乎成本,样样顶配,变成产品就大不一样。用哪个牌子的芯片,选什么材料和焊接工艺,体积、功耗设计成多少,甚至外壳的美观度都要考虑,一切为性价比让路。”胡云介绍,团队关于6G天线的首期研究已在去年结项,新项目正在突破更高阶更高频的数字相控阵,但先前的模拟相控阵技术足以应对市场需求,形成降维打击,产业化顺势而来。“目前已经在和多家卫星通信企业对接。我们管这叫‘沿途下蛋’。”
中国科学院院士、紫金山实验室主任尤肖虎建议,应加强试错能力,抓住5.5G向6G演进的宝贵机遇,在技术升级的同时进行试错。这样等6G时代真正到来时,就能更加精准匹配需求,解决客户痛点。
去年,我省和教育部合作共建的全国高校信息通信区域技术转移转化中心落地江宁。该中心与紫金山实验室联合建设的6G概念验证平台外场近日启用,作为重点搭建的“5+N+1”公共技术服务平台之一,它有效降低了各方研究门槛,目前已敞开大门,吸引了东南大学、南京邮电大学等高校团队开展技术验证,并储备10余个待孵化项目。
此外,该中心和28所共建高校建立了常态化对接机制,每所高校派驻一名技术经理人。“来自高校的热情很直观,我们已经征集了600多项成果。下一步是如何打通和企业间的信息壁垒,畅通对接渠道。”中心创新发展部高级技术经纪人江鹏透露,他们建设的“新质汇”成果超市将在近日启用,目的是把高校成果摆上“货架”,供企业按需挑选。
由长城战略咨询发布的《中国新赛道体系发展报告2025》显示,南京凭借“6G技术创新”入选“十大赛道先锋城市”。基础研究走在国内前列的南京,正越来越把6G和未来网络作为一个产业爆发点来打造。不久前,南京揭牌成立4个产业攻坚推进办公室,其中一个就是新一代信息通信领域。