5G還沒(méi)規(guī)模商用,6G研發(fā)就已經(jīng)啟航了嗎?沒(méi)錯(cuò),全球移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展遵循“使用一代、建設(shè)一代、研發(fā)一代”的規(guī)律。在5G網(wǎng)絡(luò)如火如荼建設(shè)過(guò)程中,中國(guó)、韓國(guó)、日本、美國(guó)、芬蘭等國(guó)家的領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商、通信企業(yè)已開(kāi)始進(jìn)行6G技術(shù)研發(fā),描繪6G的愿景與需求。那么,6G將有哪些新技術(shù),帶來(lái)哪些升級(jí)?
在5G規(guī)模部署之時(shí),6G研發(fā)已啟航。
這并不意味著5G的使用壽命很短,因?yàn)橐恢币詠?lái),移動(dòng)通信發(fā)展都是本著“使用一代、建設(shè)一代、研發(fā)一代”的規(guī)律,即目前是使用4G、建設(shè)5G、研發(fā)6G同時(shí)進(jìn)行,因此,中國(guó)、韓國(guó)、芬蘭、日本、美國(guó)等全球領(lǐng)先國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始6G研發(fā),將打造下一個(gè)“黃金十年”。
6G到底將給我們帶來(lái)什么?一切還是未知數(shù)。
但從目前業(yè)內(nèi)專家勾勒出的6G愿景中可以發(fā)現(xiàn),如果說(shuō)5G將開(kāi)啟萬(wàn)物互聯(lián)的大門,那么6G將實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物智聯(lián)。6G將比5G實(shí)現(xiàn)更高的速率、更低的時(shí)延、更廣的連接,同時(shí)將應(yīng)用毫米波、太赫茲等高頻資源,并充分與人工智能技術(shù)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)空天地海的“無(wú)縫連接”。
6G研發(fā)啟動(dòng)聚焦2030年商用
“全球移動(dòng)通信發(fā)展遵循使用一代、建設(shè)一代、研發(fā)一代的規(guī)律,已經(jīng)開(kāi)啟對(duì)新一代移動(dòng)通信技術(shù)(6G)的研發(fā)!敝袊(guó)移動(dòng)研究院副院長(zhǎng)黃宇紅表示。
今年2月,國(guó)際電信聯(lián)盟ITU啟動(dòng)6G研發(fā),從國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織層面為6G進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)。與此同時(shí),芬蘭、韓國(guó)、美國(guó)、日本、中國(guó)等領(lǐng)先國(guó)家均已啟動(dòng)6G研發(fā),并計(jì)劃在2030年實(shí)現(xiàn)6G商用。
芬蘭對(duì)6G技術(shù)研發(fā)動(dòng)作頻頻。2019年3月,芬蘭在芬蘭奧盧大學(xué)舉辦全球首個(gè)6G峰會(huì),吹響了6G研發(fā)的集結(jié)號(hào);2019年10月,奧盧大學(xué)基于6G峰會(huì)專家的主要觀點(diǎn),發(fā)布全球首份6G白皮書;2020年年初,芬蘭發(fā)布一項(xiàng)為期8年的6G研究計(jì)劃,計(jì)劃與韓國(guó)合作,并由諾基亞和芬蘭各個(gè)研究所及大學(xué)共同研發(fā)。
韓國(guó)作為5G時(shí)代的“先行者”,在6G研發(fā)上依舊奮勇?tīng)?zhēng)先。2019年4月,韓國(guó)通信與信息科學(xué)研究院召開(kāi) 6G論壇,正式宣布組建6G研發(fā)團(tuán)隊(duì),開(kāi)展6G研究;2020年1月,韓國(guó)運(yùn)營(yíng)商LG宣布建立6G研究室,預(yù)計(jì)在2021年開(kāi)始制訂6G標(biāo)準(zhǔn)。
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,用于啟動(dòng)日本6G研發(fā)。同時(shí),日本電信巨頭電報(bào)電話公司(NTT)和日本電子巨頭日本電氣株式會(huì)社(NEC)正在組建一個(gè)資本和商業(yè)聯(lián)盟,共同開(kāi)發(fā)6G技術(shù)。
在國(guó)內(nèi),2019年11月3日,科技部會(huì)同國(guó)家發(fā)展改革委、教育部、工業(yè)和信息化部、中科院、自然科學(xué)基金委在北京組織召開(kāi) 6G技術(shù)研發(fā)工作啟動(dòng)會(huì),成立6G技術(shù)研發(fā)推進(jìn)工作組和總體專家組,為6G技術(shù)研發(fā)提供支撐。
同時(shí),中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通等運(yùn)營(yíng)商,華為、中興、小米等通信企業(yè)均表示已開(kāi)始6G通信技術(shù)的研究。諸如,華為已在加拿大渥太華的華為實(shí)驗(yàn)室研發(fā)6G網(wǎng)絡(luò)技術(shù);而中興則組建6G預(yù)研團(tuán)隊(duì),開(kāi)始研究6G的原型關(guān)鍵技術(shù)。截至目前,中國(guó)移動(dòng)研究院已經(jīng)召開(kāi)兩次6G系列研討會(huì),探討6G愿景、需求及潛在關(guān)鍵技術(shù)。
可見(jiàn),全球6G研發(fā)大幕已經(jīng)開(kāi)啟,但并不意味著5G的“壽命”會(huì)很短,因?yàn)槿蛞苿?dòng)通信企業(yè)均預(yù)計(jì)6G的商用時(shí)間在十年之后,即2030年。
日本運(yùn)營(yíng)商N(yùn)TT DoCoMo在6G白皮書中提出,在2030年實(shí)現(xiàn)6G技術(shù)的商用化。同時(shí),華為創(chuàng)始人任正非曾公開(kāi)表示,對(duì)于6G研究,華為領(lǐng)先世界,但是華為判斷6G在十年以后才會(huì)開(kāi)始投入使用。此外,中興通訊總裁徐子陽(yáng)表示,6G商業(yè)模式可能在2030年后實(shí)現(xiàn),中興通訊將利用這十年時(shí)間默默耕耘,進(jìn)行積累。
網(wǎng)絡(luò)性能升級(jí)實(shí)現(xiàn)空天地海一體網(wǎng)
從2G、3G、4G到5G,每一次移動(dòng)通信技術(shù)的換代,都帶來(lái)了速率、時(shí)延、連接能力等性能的升級(jí)。
而網(wǎng)絡(luò)性能的升級(jí),推動(dòng)了新應(yīng)用場(chǎng)景的爆發(fā),從而改變社會(huì)生活。諸如,2G時(shí)代,只能打電話、發(fā)短信;3G時(shí)代能夠上網(wǎng)、聊QQ;4G時(shí)代,可以玩手機(jī)游戲、看直播;5G時(shí)代,4K/8K超高清直播、VR/AR、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能制造等應(yīng)用正在興起……
那么,6G時(shí)代,網(wǎng)絡(luò)性能將有哪些顛覆性升級(jí)?又將給生活帶來(lái)哪些改變?
日前,中國(guó)移動(dòng)研究院首席專家、6G項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉光毅高度概括了6G網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo),即網(wǎng)絡(luò)峰值速率達(dá)到太字節(jié)(Tbps);用戶體驗(yàn)速率達(dá)到千兆水平(Gbps);用戶時(shí)延接近海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理;無(wú)線網(wǎng)絡(luò)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;支持移動(dòng)高速通信,速率超過(guò)1000公里/小時(shí),不僅支持高速鐵路通信覆蓋,還支持飛機(jī)覆蓋;頻譜效率可以提高兩到三倍。
不難發(fā)現(xiàn),相比5G,6G網(wǎng)絡(luò)性能將實(shí)現(xiàn)顛覆性升級(jí)。從速率來(lái)看,6G的峰值速率有望達(dá)到1Tbps,用戶體驗(yàn)速率將達(dá)到1Gbps以上,而5G的峰值速率最高為10Gpbs,用戶體驗(yàn)速率為0.1Gbps~1Gbps;從時(shí)延來(lái)看,6G能夠?qū)r(shí)延縮減至亞秒(
在連接范圍方面,5G尚聚焦在地面連接,沒(méi)有實(shí)現(xiàn)空中、海洋連接。而6G將聚焦實(shí)現(xiàn)空天地海一體化網(wǎng)絡(luò),覆蓋太空、空中、陸地、海洋等自然空間!叭绻f(shuō)5G是萬(wàn)物互聯(lián),6G則加上‘智’,智聯(lián)萬(wàn)物,即陸地、海洋、太空等能想到的空間均實(shí)現(xiàn)連接!毙熳雨(yáng)表示。
同時(shí),賽迪智庫(kù)無(wú)線電所發(fā)布的《6G概念及愿景白皮書》指出,6G將包含多樣化的接入網(wǎng),如移動(dòng)蜂窩、衛(wèi)星通信、無(wú)人機(jī)通信、水聲通信、可見(jiàn)光通信等多種接入方式,將構(gòu)建跨地域、跨空域、跨海域的空天海地一體化網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)真正意義上的全球無(wú)縫覆蓋。
人工智能﹢太赫茲成為主角
“為了達(dá)到這些指標(biāo),6G 需要在頻譜使用范圍、使用效率、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、功能、安全性和人工智能等方面做出新的改變,以滿足6G的業(yè)務(wù)和應(yīng)用需求!眲⒐庖惚硎。
同時(shí),多數(shù)業(yè)界專家均提出,6G將充分與人工智能結(jié)合,并邁向太赫茲時(shí)代。
人工智能將充分應(yīng)用于6G網(wǎng)絡(luò)中,在賦能6G網(wǎng)絡(luò)的同時(shí),深入挖掘用戶的智能需求,甚至每個(gè)用戶都可能擁有一個(gè)數(shù)字孿生,大幅提升用戶體驗(yàn)。
在頻譜方面,毫米波、太赫茲等高頻通信將成為主角!半m然6G沒(méi)有全球統(tǒng)一的定義,但采用毫米波以及更高的頻段已經(jīng)成為普遍共識(shí)!本W(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實(shí)驗(yàn)室副主任尤肖虎表示。
同時(shí),中國(guó)電信首席專家畢奇也提出,目前中國(guó)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(shù)。
在全球移動(dòng)通信發(fā)展中,中低頻譜由于覆蓋遠(yuǎn),一直是移動(dòng)通信發(fā)展的主要頻段,但卻面臨資源不足的問(wèn)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(shù)挑戰(zhàn)。
太赫茲,是一種高頻通信,1太赫茲=1000GHz,目前對(duì)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(qiáng)等特點(diǎn),能夠應(yīng)用于衛(wèi)星通信、安全檢測(cè)等場(chǎng)景。
中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)研院5G創(chuàng)新中心負(fù)責(zé)人馮毅表示,未來(lái)6G通信中,太赫茲通信技術(shù)將與其他低頻段網(wǎng)絡(luò)融合組網(wǎng),廣泛應(yīng)用于地面的各種超寬帶無(wú)線接入和光纖替代場(chǎng)景,搭載衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)、飛艇等平臺(tái),作為無(wú)線中繼設(shè)備,應(yīng)用于空天地海多維度一體化通信,應(yīng)用于宏觀到微觀的多尺度通信,成為未來(lái)社會(huì)信息融合連接的重要支撐技術(shù)。
未來(lái)三年將迎來(lái)窗口期
盡管全球6G研發(fā)的號(hào)角已吹響,但作為未來(lái)十年的技術(shù),目前6G還是鏡花水月,尚不能形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用場(chǎng)景。而隨著移動(dòng)通信技術(shù)迭代不斷加快,未來(lái)2~3年將是6G研發(fā)的窗口期。
ITU計(jì)劃在2021年上半年啟動(dòng)“未來(lái)技術(shù)愿景建議書”,于2023年6月完成,主要內(nèi)容包含面向2030年及未來(lái)的IMT系統(tǒng)整體目標(biāo),如應(yīng)用場(chǎng)景、主要系統(tǒng)能力等。
同時(shí),中國(guó)移動(dòng)、中興等國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商和通信企業(yè)均提出未來(lái)三年將是6G技術(shù)的研發(fā)窗口期。
中興通訊下一代無(wú)線通信技術(shù)專家方敏表示,2020年至2023年將著力研究6G網(wǎng)絡(luò)需求、結(jié)構(gòu)與使能技術(shù)。
同時(shí),中國(guó)移動(dòng)也希望在未來(lái)兩到三年,完成6G愿景與需求定義,以及6G端到端潛在技術(shù)研究。(作者王欣)