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揭秘6G诱惑真相:较5G快100倍、一关键技术、全息应用场景
发布时间:2019-04-27 09:42 来源:腾讯

摘要:根据设想,未来6G技术理论下载速度可以达到每秒1TB,预计到2020年将正式开始研发,2030年投入商用。

5G已经来了,6G还远吗?

全球关于6G的布局竞争正在悄然上演,若将2019年称之为6G研发元年也不为过。据媒体报道,除中国外,美国、俄罗斯、欧盟等国家和地区也在进行相关的概念设计和研发工作。

一、全球布局6G

就在上个月,各国200多位顶尖无线通信专家齐聚芬兰莱维(Levi),参加由芬兰奥卢大学主办的全球首个6G峰会。峰会主旨是"为6G到来铺平道路"。 "来自中国电信、华为、中兴和清华大学的专家也参加了此次峰会,展示了中国的6G方案。"据媒体报道,"中国方案非常抢眼"。

咨询机构专家估计,下一代6G手机可能将在2030年至2035年之间问世。未来6G的传输能力可能将在5G的基础上提升100倍。网络的延迟也将相应地进一步减少,从毫秒级降到微秒级。同时,6G也完全有可能实现人工智能在手机上的应用。

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紫金山实验室未来网络方向部分成果 (图片来源:中新网)

近日,美国联邦通信委员会通过太赫兹波段开放,美国欲绕过5G的争夺市场,直接进入6G时代。

去年的11月,我国科技部拟将"与 5G/6G 融合的卫星通信技术研究与原理验证"课题,列入国家重点研发计划"宽带通信和新型网络"重点专项中,据证券时报,工信部IMT-2020(5G)无线技术工作组组长粟欣表示,6G概念研究已经启动。

根据设想,未来6G技术理论下载速度可以达到每秒1TB,预计到2020年将正式开始研发,2030年投入商用。

二、概念解析:什么是6G?

根据公开信息,关于6G概念可以追溯到2017 年 11 月,彼时英国电信集团(BT)首席网络架构师 Neil McRae对 6G 通信进行了展望,他认为 6G 将是"5G+卫星网络",在 5G 的基础上集成卫星网络来实现全球覆盖。

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6G是第六代移动通信(Sixth Generation Mobile Communications)的简称。6G技术将5G与卫星网络相结合以实现全球覆盖,被认为是廉价、快速的互联网技术。6g技术的目标是为移动用户提供多媒体、联网的全天候服务信息服务。6G技术将是创建全球无线网络(World Wide Wireless Web ,WWW)基础设施的最佳候选方案。

根据“5G”微信公众平台一直以来的观察和及时报道,目前,中国、欧洲、美国、日本、韩国等已有一些机构陆续启动B5G或者6G技术研究,但是还远没有达到"统一6G定义"的阶段,比如有的认为6G基于太赫兹频段,有的认为5G+AI 2.0=6G,有的认为5G+空联网=6G。

综合起来,行业专家认为6G要往4个方向去发展:

一是多网络的融合--陆地、天空甚至多层次,将来卫星的联合组网跟陆地通信联合组网,不光有低轨卫星、还有高轨卫星、甚至有更高的卫星,"进行全网络的覆盖"可能是未来6G技术的一个发展方向;

二是频段还得往上走---目前5G最高使用毫米波频段,未来可能随着芯片或者物理技术的成熟,6G会使用更高的频段比如太赫兹频段,而且频谱利用的方式也会发生一些变化;

三是采用"去蜂窝"网络架构、无线能量传输技术等;

四是要实现网络的IT化和个性化---比如可能发展成"个人定制类型的通信网络"等。

太赫兹:未来的6G关键词

2019年3月20日,美国联邦通信委员会一致投票决定开放"太赫兹波"频率段,该频率段在95GHz到3THz范围内,正是预测6G通信技术将进入的频段。由于该频率段是6G技术的潜在频段,未来可供6G研发使用,所以FCC的投票似乎在验证之前盛传的美国政府已提前考虑6G的布局,并可能利用自身在无线领域领先的优势,绕过5G的争夺市场,直接进入6G时代。

据悉,在这一未来的竞争领域中,作为6G关键技术的太赫兹开始频繁进入普通大众的视野,太赫兹技术被世界发达国家列为抢占频谱的资源战略点和科技制高点。美国把它列为改变人类的前四大技术之一,日本把它列为改变日本十大战略之首,我国也把它列为关键性技术,数年前已有通讯企业开始布局深耕这一领域。

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图片资料来源于网络

据悉,太赫兹泛指频率在0.1~10太赫兹波段内的电磁波,1THz=1000GHz,处于宏观经典理论向微观量子理论、电子学向光子学的过渡区域。在频率上它要高于微波,低于红外线;而能量大小则在电子和光子之间。

太赫兹波传输是太赫兹波通信系统研究中的一个重要组成部分,就现阶段研究来看,太赫兹技术最重要的用处就在于对空间通信的优化。现在即将进入商用阶段的5G频段已从450MHz扩展到60GHz,下载速度达到秒速。而更进一步到95GHz以上,进入太赫兹频段的6G毫无疑问将对世界带来翻天覆地的变化。

三、6G与5G有什么进步及不同的应用场景

据《6G 移动通信技术展望》中指出,到目前为止,在未来第六代移动通信系统(6G,the sixth generation mobile communication system)中,网络与用户将被看作一个统一整体。用户的智能需求将被进一步挖掘和实现,并以此为基准进行技术规划与演进布局。

5G 的目标是满足大连接、高带宽和低时延场景下的通信需求。在 5G 演进后期,陆地、海洋和天空中存在巨大数量的互联自动化设备,数以亿计的传感器将遍布自然环境和生物体内。基于人工智能(AI,artificial intelligence)的各类系统部署于云平台、雾平台等边缘设备,并创造数量庞大的新应用。

《6G 移动通信技术展望》文中指出,6G 的早期阶段将是5G 进行扩展和深入, 以 AI、边缘计算和物联网为基础,实现智能应用与网络的深度融合,实现虚拟现实、虚拟用户、智能网络等功能。进一步,在人工智能理论、新兴材料和集成天线相关技术的驱动下,6G 的长期演进将产生新突破,甚至构建新世界。户实现相应的需求。

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资料来源:《6G移动通信技术展望》

6G 不仅包含 5G 涉及的人类社会、信息空间、物理世界(人、机、物)这 3 个核心元素,还包含本文定义的第四维元素-灵(Genie)。Genie存在于虚拟世界体系,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机器学习技术,完成用户意图的获取以及决策的制定。Genie 可以作为 6G 用户的 AIA,提供强大的代理功能。由于不受智能终端的具体物理形态的限制,Genie 凌驾于 VPS 并包含 VBS 和 BSS 的完备功能,具备为用户构建个性化自主沉浸式立体代理的能力。

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资料来源:《6G移动通信技术展望》

6G最明显的出发点是速度和频谱。最初的想法是6G的目标速度为1tb / s(太字节每秒)。为了获得这些速度,信号需要传输超过1太赫兹,而5G的传输范围只有区区千兆赫。

四、6G的市场空间

近日,北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室网络管理研究中心主任李文璟为展望2030年的6G时代,全息技术、全感技术会使我们的生活更加便捷和美好。

这一技术将涉及全息视频通话、沉浸式购物、远程全息手术等业务场景。

"所谓全息,是和平面上的3D完全不一样的、是真正的对三维的重构新的完整的构建,比如全息通话,我跟你全息视频对话时,好象你真的站在我对面,是一个真正三维立体的存在。"

李文璟介绍:"此外还有全感官。我们人类的感官是非常丰富的,5G里面用到视觉和听觉,都可能用到。但是像触觉、味觉、嗅觉和体感等,5G都没有用到,在6G业务里面这些感觉可能都会用到。比如沉浸式购物时,远程买花,在家里就能闻到花香;家里老人摔倒了,老人身体的各项指标全身的数据,包括痛感程度都会以全息的方式迅速传到子女或者医院里;再比如虚拟沉浸式游戏里的撞击和拳击的痛感,在真实世界里也现场可以感受到,这是虚拟场景和真实场景的深度融合。"

近日,紫金山实验室的尤肖虎教授团队研究员李连鸣介绍,服务国家重大战略需求,实验室刚成立就率先启动了6G移动通信先期研究。6G特点是采用毫米波与太赫兹等技术,实现卫星通信等天地融合全覆盖,完成面向全应用的安全智能通信,传输速率将是5G的100倍左右,有望达到1TB/秒,从而使全息影像传播、自动驾驶等成为可能。

银河证券认为,"6G=5G+卫星网络",卫星通信将在 5G/6G 通信时代有广阔的应用前景。根据美林银行的预测,航天业的规模将从 2016 年的 3500 亿美元增长至 2046 年的超过 2.7 万亿美元,年复合增长率约为 7%,其中相当一部分增长将源自新型低轨通信卫星。

低轨卫星通信优势明显,应用阻碍得到解决。低轨通信卫星距离地面近、通信时延短、数据传输率高,移动终端重量、体积与个人移动设备相差无几,更适合大众普及。随着现代移动通信和电子元器件技术的飞速发展,制约早期低轨通信卫星系统的通话质量、数据传输速率和使用成本等问题迎刃而解,未来个人移动终端与卫星直连通话、上网已不是遥不可及,低轨卫星通信的应用时机已经成熟。

专家预测未来6G网络会是一个密集型网络,只有这样才能做到广域覆盖,如何部署基站成了首要难题。部署6G网络远不止这些困难,太赫兹技术还需要进一步地深入开发,并且有效的将这些频段的应用丰富起来才能真正部署起6G网络。

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