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未來三年6G將迎研發窗口期

發佈時間:2020-07-03 10:57:24  |  來源:人民郵電報  |  作者:   |  責任編輯:董悅

5G還沒規模商用,6G研發就已經啟航了嗎?沒錯,全球行動通訊技術發展遵循“使用一代、建設一代、研發一代”的規律。在5G網路如火如荼建設過程中,中國、南韓、日本、美國、芬蘭等國家的領先運營商、通信企業已開始進行6G技術研發,描繪6G的願景與需求。那麼,6G將有哪些新技術,帶來哪些升級?

在5G規模部署之時,6G研發已啟航。

這並不意味著5G的使用壽命很短,因為一直以來,行動通訊發展都是本著“使用一代、建設一代、研發一代”的規律,即目前是使用4G、建設5G、研發6G同時進行,因此,中國、南韓、芬蘭、日本、美國等全球領先國家已經開始6G研發,將打造下一個“黃金十年”。

6G到底將給我們帶來什麼?一切還是未知數。

但從目前業內專家勾勒出的6G願景中可以發現,如果説5G將開啟萬物互聯的大門,那麼6G將實現萬物智聯。6G將比5G實現更高的速率、更低的時延、更廣的連接,同時將應用毫米波、太赫茲等高頻資源,並充分與人工智慧技術結合,實現空天地海的“無縫連接”。

6G研發啟動聚焦2030年商用

“全球行動通訊發展遵循使用一代、建設一代、研發一代的規律,已經開啟對新一代行動通訊技術(6G)的研發。”中國移動研究院副院長黃宇紅表示。

今年2月,國際電信聯盟ITU啟動6G研發,從國際標準組織層面為6G進行頂層設計。與此同時,芬蘭、南韓、美國、日本、中國等領先國家均已啟動6G研發,並計劃在2030年實現6G商用。

芬蘭對6G技術研發動作頻頻。2019年3月,芬蘭在芬蘭奧盧大學舉辦全球首個6G峰會,吹響了6G研發的集結號;2019年10月,奧盧大學基於6G峰會專家的主要觀點,發佈全球首份6G白皮書;2020年年初,芬蘭發佈一項為期8年的6G研究計劃,計劃與南韓合作,並由諾基亞和芬蘭各個研究所及大學共同研發。

南韓作為5G時代的“先行者”,在6G研發上依舊奮勇爭先。2019年4月,南韓通信與資訊科學研究院召開 6G論壇,正式宣佈組建6G研發團隊,開展6G研究;2020年1月,南韓運營商LG宣佈建立6G研究室,預計在2021年開始制訂6G標準。

而日本宣稱將在今年投入2200億日元(折合人民幣約142.79億元)基金,用於啟動日本6G研發。同時,日本電信巨頭電報電話公司(NTT)和日本電子巨頭日本電氣株式會社(NEC)正在組建一個資本和商業聯盟,共同開發6G技術。

在國內,2019年11月3日,科技部會同國家發展改革委、教育部、工業和資訊化部、中科院、自然科學基金委在北京組織召開 6G技術研發工作啟動會,成立6G技術研發推進工作組和總體專家組,為6G技術研發提供支撐。

同時,中國移動、中國電信、中國聯通等運營商,華為、中興、小米等通信企業均表示已開始6G通信技術的研究。諸如,華為已在加拿大渥太華的華為實驗室研發6G網路技術;而中興則組建6G預研團隊,開始研究6G的原型關鍵技術。截至目前,中國移動研究院已經召開兩次6G系列研討會,探討6G願景、需求及潛在關鍵技術。

可見,全球6G研發大幕已經開啟,但並不意味著5G的“壽命”會很短,因為全球行動通訊企業均預計6G的商用時間在十年之後,即2030年。

日本運營商NTT DoCoMo在6G白皮書中提出,在2030年實現6G技術的商用化。同時,華為創始人任正非曾公開表示,對於6G研究,華為領先世界,但是華為判斷6G在十年以後才會開始投入使用。此外,中興通訊總裁徐子陽表示,6G商業模式可能在2030年後實現,中興通訊將利用這十年時間默默耕耘,進行積累。

網路性能升級實現空天地海一體網

從2G、3G、4G到5G,每一次行動通訊技術的換代,都帶來了速率、時延、連接能力等性能的升級。

而網路性能的升級,推動了新應用場景的爆發,從而改變社會生活。諸如,2G時代,只能打電話、發短信;3G時代能夠上網、聊QQ;4G時代,可以玩手機遊戲、看直播;5G時代,4K/8K超高清直播、VR/AR、遠端醫療、智慧製造等應用正在興起……

那麼,6G時代,網路性能將有哪些顛覆性升級?又將給生活帶來哪些改變?

日前,中國移動研究院首席專家、6G項目負責人劉光毅高度概括了6G網路性能指標,即網路峰值速率達到太字節(Tbps);用戶體驗速率達到千兆水準(Gbps);用戶時延接近海量數據的實時處理;無線網路的可靠性接近有線傳輸;6G的流量密度和連接密度至少比5G高10倍甚至幾千倍;支援移動高速通信,速率超過1000公里/小時,不僅支援高速鐵路通信覆蓋,還支援飛機覆蓋;頻譜效率可以提高兩到三倍。

不難發現,相比5G,6G網路性能將實現顛覆性升級。從速率來看,6G的峰值速率有望達到1Tbps,用戶體驗速率將達到1Gbps以上,而5G的峰值速率最高為10Gpbs,用戶體驗速率為0.1Gbps~1Gbps;從時延來看,6G能夠將時延縮減至亞秒(

在連接範圍方面,5G尚聚焦在地面連接,沒有實現空中、海洋連接。而6G將聚焦實現空天地海一體化網路,覆蓋太空、空中、陸地、海洋等自然空間。“如果説5G是萬物互聯,6G則加上‘智’,智聯萬物,即陸地、海洋、太空等能想到的空間均實現連接。”徐子陽表示。

同時,賽迪智庫無線電所發佈的《6G概念及願景白皮書》指出,6G將包含多樣化的接入網,如移動蜂窩、衛星通信、無人機通信、水聲通信、可見光通信等多種接入方式,將構建跨地域、跨空域、跨海域的空天海地一體化網路,實現真正意義上的全球無縫覆蓋。

人工智慧﹢太赫茲成為主角

“為了達到這些指標,6G需要在頻譜使用範圍、使用效率、網路架構、功能、安全性和人工智慧等方面做出新的改變,以滿足6G的業務和應用需求。”劉光毅表示。

同時,多數業界專家均提出,6G將充分與人工智慧結合,並邁向太赫茲時代。

人工智慧將充分應用於6G網路中,在賦能6G網路的同時,深入挖掘用戶的智慧需求,甚至每個用戶都可能擁有一個數字孿生,大幅提升用戶體驗。

在頻譜方面,毫米波、太赫茲等高頻通信將成為主角。“雖然6G沒有全球統一的定義,但採用毫米波以及更高的頻段已經成為普遍共識。”網路通信與安全紫金山實驗室副主任尤肖虎表示。

同時,中國電信首席專家畢奇也提出,目前中國電信的研究方向則是以毫米波為主頻、太赫茲為次頻的6G技術。

在全球行動通訊發展中,中低頻譜由於覆蓋遠,一直是行動通訊發展的主要頻段,但卻面臨資源不足的問題;而高頻通信頻譜資源豐富,且頻譜越高速率越快,但也面臨覆蓋距離近的技術挑戰。

太赫茲,是一種高頻通信,1太赫茲=1000GHz,目前對太赫茲的研究主要在0.1THz~ 10THz之間,也就是頻譜在100GHz~10THz之間的頻段。因此太赫茲具有頻率高、穿透性強等特點,能夠應用於衛星通信、安全檢測等場景。

中國聯通網研院5G創新中心負責人馮毅表示,未來6G通信中,太赫茲通信技術將與其他低頻段網路融合組網,廣泛應用於地面的各種超寬頻無線接入和光纖替代場景,搭載衛星、無人機、飛艇等平臺,作為無線中繼設備,應用於空天地海多維度一體化通信,應用於宏觀到微觀的多尺度通信,成為未來社會資訊融合連接的重要支撐技術。

未來三年將迎來窗口期

儘管全球6G研發的號角已吹響,但作為未來十年的技術,目前6G還是鏡花水月,尚不能形成統一的標準和應用場景。而隨著行動通訊技術迭代不斷加快,未來2~3年將是6G研發的窗口期。

ITU計劃在2021年上半年啟動“未來技術願景建議書”,于2023年6月完成,主要內容包含面向2030年及未來的IMT系統整體目標,如應用場景、主要系統能力等。

同時,中國移動、中興等國內運營商和通信企業均提出未來三年將是6G技術的研發窗口期。

中興通訊下一代無線通信技術專家方敏表示,2020年至2023年將著力研究6G網路需求、結構與使能技術。

同時,中國移動也希望在未來兩到三年,完成6G願景與需求定義,以及6G端到端潛在技術研究。(作者 王欣)


 
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