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5G 已逐渐渗透到垂直行业，支持大连接互联网场景和超高可靠低时延通信场景，实现峰值速率、频谱效率、时延、连接密度、网络能效、网络性能等方面的全方位提升。为实现人类对更深层次的智能通信的需求，6G将实现从真实世界到虚拟世界的延拓。在6G组网理论指导下，6G网络形态将在“人-机-物”互联的基础上进一步对“灵”即虚拟空间的“意识”进行融合。6G 网络中“灵”可作为人类的AI助手，负责采集、存储和交互每个用户的所说、所见与所思，并实现通信和决策制定。而实现“人-机-物-灵”融合的双世界架构的第一阶段是网络的智能内生。在智能内生的网络中，由终端及接入网元所构成的边缘网络将起到关键作用。在更贴近用户需求的边缘网络中，6G 网络“人-机-物-灵”的融合需要基于边缘智能技术及多域资源协同技术，一方面，通过分布式学习和群智式协同算法部署以具备智能内生服务能力；另一方面，通过无线接入网去中心化以提升网络服务的可拓展性和鲁棒性，进而构建新的生态和以用户为中心的业务体验。图3-5是6G网络形态及关键支撑理论和技术示意。
图3-5 6G网络形态及关键支撑理论和技术示意
本节将提出6G需要解决“人-机-物-灵”融合架构的问题，并给出6G演进“人-机-物-灵”融合的双世界架构 [8] 。该架构不仅包含5G及5G之前构建的“人-机-物”三大核心元素所组成的真实世界，还将支持6G中存在的第四元素——灵的虚拟世界，以满足人类对更深层次的智能通信的需求。本节将从3个主题引入“人-机-物-灵”融合的双世界架构，分别介绍基于AI的6G双世界演进趋势、6G的灵魂以及“人-机-物-灵”融合的技术要素。
虽然AI在6G的应用是大势所趋，但是不能简单地把AI当作6G里的一种与移动通信简单叠加的技术。只有深入挖掘用户的需求，放眼智能、通信与人类未来的相互关系，才能揭示6G移动通信的技术趋势。以色列历史学家尤瓦尔·赫拉利在《未来简史》中预测了AI与人类之间递进的3个阶段 [8] 。第一阶段，AI是人类的超级助手（Oracle），它能够了解与掌握人类的一切心理与生理特征，为人类提出及时准确的生活与工作建议，但是建议接受的决定权在人类手中。第二阶段，AI演变为人类的超级代理（Agent），它从人类手中接过了部分决定权，并全权代表人类处理事务。第三阶段，AI 进一步演进为人类的君王（Sovereign），成为人类的主人，而人类的一切行动则听从AI的安排。基于上述预测，6G 应当遵循AI 与人类关系的发展趋势，达到关系演进的第一阶段，即Oracle阶段。如图3-6所示 [8] ，作为Oracle阶段的重要实现基础，6G承载的业务将进一步演化为真实世界和虚拟世界两个体系。真实世界业务后向兼容5G中的eMBB、mMTC 与URLLC 等典型场景，实现真实世界万物互联的基本需求。虚拟世界由物理世界各元素的数字孪生体构成，虚拟世界业务是对真实世界业务的延伸，与真实世界的各种需求相对应。6G创造的虚拟世界能够为每个人类用户构建AI助理（AI Assistant，AIA），并采集、存储和交互每个用户的所说、所见与所思。虚拟世界对人类用户的各种差异化需求得到了数字化抽象与表达，并建立了每个用户的全方位立体化模拟。具体而言，虚拟世界包括3个空间 [8] ：虚拟物理空间（Virtual Physical Space，VPS）、虚拟行为空间（Virtual Behavior Space，VBS）和虚拟精神空间（Virtual Spiritual Space，VSS）。
图3-6 6G在OracIe阶段承载的业务
VPS基于6G兼容的典型场景内的实时巨量数据传输，构建真实物理世界（如地理环境、建筑物、道路、车辆、室内结构等）在虚拟世界的镜像，并为海量用户的AIA提供信息交互的虚拟数字空间。VPS中的数据具有实时更新与高精度模拟的特征，可为重大体育活动、重大庆典、抢险救灾、仿真电子商务、数字化工厂等提供业务支撑。
VBS扩展了5G的mMTC场景。依靠6G人机接口与生物传感器网络，VBS能够实时采集与监控人类用户的身体行为和生理机能，并向AIA及时传输诊疗数据。AIA基于VBS提供的数据分析结果，预测用户的健康状况，并给出及时有效的治疗解决方案。VBS的典型应用支撑是推进精准医疗的普遍实现。
基于VPS、VBS与业务场景的海量信息交互与解析，可以构建VSS。由于语义信息理论的发展以及差异需求感知能力的提升，AIA能够捕获人类用户的各种心理状态与精神需求。这些感知获取的需求不仅包括求职、社交等真实需求，还包括游戏、爱好等虚拟需求。基于VSS捕获的感知需求，AIA为用户的健康生活与娱乐提供完备的建议和服务。例如，在6G支撑下，不同用户的AIA通过信息交互与协作，可以为人类用户的择偶与婚恋提供深度咨询，可以对人类用户的求职与升迁进行精准分析，可以对人类用户构建、维护和发展更好的社交关系给予帮助。
6G不仅包含5G涉及的人类社会、信息空间、物理世界（人、机、物）3个核心元素，还包含第四维元素——灵（Genie） [8] 。Genie存在于图3-6所示的虚拟世界中，它不需要人工参与即可实现通信和决策制定。Genie基于实时采集的大量数据和高效的机器学习技术，完成意图的获取以及决策的制定。6G中Genie可以作为人类的AIA，提供强大的代理功能。由于不局限于智能终端的具体物理形态，Genie凌驾于VPS并包含VBS和BSS的完备功能，具备为人类用户构建个性化自主沉浸式立体代理的能力。Haddadin等 [9] 提出触觉机器人网络作为人类虚拟世界的多维度代理，以各类触觉方式，采集和识别人类意图。Genie存在于“人-机-物”全方位融合的基础上，硬件新技术支持其覆盖于任意物理空间的实体，包含可作为通信与计算节点的物理实体，如具备传输与计算能力的智能设备以及建筑、植物等。Genie通过物理空间资源感知人类用户与环境的多维度信息，实时构建虚拟精神空间中的用户行为特征、决策偏好模型等信息。通过“人-机-物-灵”协作，可为用户提供实时虚拟业务场景，并由Genie代理人类用户实现相应的需求。
双世界架构中的应用场景主要包括虚拟现实和虚拟用户。在虚拟现实场景中，需要实时感知环境的变化，高效处理海量传感器反馈的数据，并快速完成终端与云中心的信息交换。虚拟用户场景是指借助人工智能、移动计算等技术产生虚拟对象，并通过全网无线接入与传输技术将Genie准确地“放置”于真实环境中，为用户提供虚拟世界与物理世界融合的应用场景。例如，图3-7给出了6G“人-机-物-灵”协作业务场景 [8] 中的一个例子。物理空间的实体花店通过部署多种传感器和网络设备，可实时采集店内物品视频、气味、温度、湿度、光线等。Genie根据用户需求，远程为其重构沉浸式花店场景。同时，用户可授权给 Genie，由其依据用户意识、需求、物品条件，代替用户进行决策。
图3-7 6G“人-机-物-灵”协作业务场景
因此，6G网络具有虚实结合、实时交互等全新的网络特点，这将给5G网络带来巨大的传输压力。因此，迫切需要研究支撑6G演进的基础理论和核心关键技术。当前，5G以行业特色业务为导向，分别解决了eMBB、mMTC、URLLC场景面临的问题。然而，为了支撑未来网络中的第四元素——灵，6G不仅需要兼容5G的三大场景，还要进一步将三大场景增强融合，调和不同场景中的业务需求矛盾，实现虚拟世界中更深层次的智能通信需求。
人工智能助理的建立与发展需要依赖于随需即用的智能网络 [8] 。针对6G移动通信的技术发展趋势，需要开展支持“人-机-物-灵”融合的全新6G网络架构、分布式边缘网络智能、认知增强与决策推演的智能定义网络等理论与核心技术的前瞻性研究。
为支撑“人-机-物-灵”四要素跨界融合，6G 网络需要具备“人-机-物-灵”四元空间的语义衔接、业务适配、协作编排能力，以实现面向“人-机-物-灵”四元空间的信息传输、边缘智能、协同计算 [8] ；为支持终端对无线网络的全面协同，6G泛在终端需具备协同通信、协同计算、协同缓存与协同供能等关键能力，以实现去中心化的通信、计算、缓存及供能的分布式服务；同时，6G 网络需具备“人-机-物-灵”融合组装、状态监控、同步控制、一致性检查、四元网络资源协同管理等一系列技术能力，以支持全网资源的多级协同及网络容错。
人工智能技术通过自学习状态、特征而不断迭代优化输出结果，为解决复杂多变的未来6G网络服务提供新的解决思路 [8] ，例如，基于人工智能技术，可以提升当前边缘网络自主化能力、屏蔽设备异构性特征、对服务内容进行特征信息提取、对网络资源分布情况与变化规律以及业务服务质量进行监控和建模分析。人工智能技术的引入将促进实现网络中路由、传输、缓存、资源分配等策略的自适应推演以及自动化运维。
网络和用户的通信性能不是后5G 网络演进的唯一目标。为了实现人类更深层次的智能通信需求，6G将实现从真实世界到虚拟世界的延拓。虚拟世界源于对真实世界的信息采样、传输、分析和重构。其中，在6G组网技术方面，6G将采用“人-机-物-灵”的全新网络架构，结合去中心化接入网络架构形态，基于网络内生智能服务能力，满足认知增强与决策推演的智能定义网络需求，保证安全可靠的网络传输，实现意念驱动网络。