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5G

技术遴选窗口期临近,6G会是啥样?

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从2020年到现在,在中国大规模建设5G网络之时,一些国际企业开始把目光投向6G的研发,太赫兹技术、星链技术被一些人看作是6G时期的关键技术。今年,全球5G规模化商用已进入快车道,据统计,全球5G商用网络数量已经达到176张,按照移动通信十年一代的发展规律,适时启动6G研究的时机已成熟。9月16日到17日,中国IMT-2030(6G)推进组召开了第一次公开的6G研讨会。在为期两天的会议中,大家讨论的主要技术是太赫兹吗?6G的目标是解决什么场景需求?

 

6G之前做好5G

    目前,中国的5G发展可圈可点。已经建成100万个5G基站,网络覆盖质量得到保证。5G终端用户突破4亿,也是全球最大的用户群体,占全球比例超过80%。5G应用创新案例已经超过万例,数量和创新性都处于全球的第一梯队。

但在5G引领移动通信从消费互联网向产业互联网转变过程中,碰到的困难也是显而易见的。中国通信标准化协会副理事长兼秘书长闻库表示:”中国作为全球首批商用5G的国家之一,在技术标准演进、融合应用推广等方面缺乏可借鉴的先进经验,还需要各方紧密合作、携手共进。”在这种背景下启动6G研究,不能脱离5G发展的现实情况。

闻库表示,5G融合应用发展是一场长期而且艰巨复杂的“战斗”,需要各方齐心协力、打好团体赛。5G在赋能垂直行业应用时既需要与行业特有的技术、经验、知识等紧密联系,也需要企业具备较高的数字化基础和精细化管理水平,同时也要根据当前的版本标准和产业成熟度综合考量,存在复杂度高、难度大的挑战,这些需要产业各方协同探索应用创新的路径,不断总结形成成功经验并大力推广。

    “另一方面,5G技术标准将根据应用需求持续演进,目前面向5G增强技术标准——5G Advanced的研究规划已经启动,业界有观点认为,高清视频上传、VR/XR和全息通信、高精度环境感知等全新应用需求将会激发上行超带宽、带宽实时交互、通信感知融合三项新功能,与eMBB、MMTC共同构筑起面向5G Advanced的能力六边形。”闻库说。

移动通信产业发展具有明显的以前一代网络为基础进行代际演进的特点,是循序渐进的发展过程。对于全球各国来说,发展6G的基础是要首先发展好5G和5G Advanced。

从网络建设部署来看,目前中国、韩国等5G网络部署和商用相对领先,但其他国家的5G建网和商用进程正在逐步赶上来。全球5G的规模化商用还需要一定的时间,6G发展基础仍需夯实。

从产业技术培育来看,世界各国都把太赫兹作为6G重要技术演进方向,太赫兹需要1GB以上的带宽、大通量的模数转换信号处理能力,产业挑战大。

“其实在毫米波产业推进中也面临着类似的问题要解决,大家知道以前毫米波在全世界都是100MB为带宽,但这么好的频谱,100MB的带宽显得窄了一些,我们提出200MB~400MB的带宽,但磕磕绊绊只能做到200MB,在400MB上就举手投降了,要是做到1GB,大家可以想像是什么样子。”闻库说,“因此发展太赫兹的前提还是要把毫米波培养成熟,不然就像小孩还没有走稳就开始跑。对于通感融合、通信与人工智能融合等新技术也可以先在5G Advanced中提前导入培育,不断明确业务场景,为其后续6G发展演进打好基础,修好桥、铺好路。”

 

6G要更智能

从1G到4G,连接目标是人与人的移动通信;5G的连接目标是实现人、机、物三者的互联。中国工程院院士、北京邮电大学教授张平认为,6G的愿景是让人、机、物的连接更加智能,他用“灵”来描述这种智能的水平。

“社会发展到今天,人工智能成为一种方法论,我们可能用这种方法对社会进行改革。”张平说,“5G之前是人机物互联,就是人类社会空间、信息空间以及物理空间的交互过程,未来我们增加了一块,如果能够有增量的话,可能是智慧空间或者意识空间,除了这些之外再加上‘灵’,就是万物智联。”

   张平表示,“灵”代表着人体的数字孪生,也有人类智能助手,包括全息类、全感官类的业务,这是人的意识反映在通信的业务中,具备高度智慧的“灵”可能比人类更了解世界和人类自己,可以代替人类做出一些决策,当然这种决策可能是前设的或者提前的,需要经过检验,对主观信息的感知、编码、传输和评估将成为实现高质量业务的关键因素。6G的处理和交互应该有一个新的维度,就是我们的认知能力、内省能力和决策能力都会上升到一个新的阶段,网络智慧的构成以及智能内生描述会超出人类的控制和想像。

   要想实现这一6G愿景,张平认为目前算力的大发展、高精度定位的进一步实现,会提供现实能力的支撑。此外,空口技术、通信系统的设计等方面都需要调整。

    “目前我们集中在复杂场景的信道估计、MIMO信道检测、编解码和自动模式识别,需要解决的问题就是数据集的获取,同时形成的一些好的AI算法,要在普适性上继续下功夫。”张平说。“我们现在开始研究6G,其实很多现在提出的6G技术在5G网中也可以用,现在5G-Advanced已经从原来三个场景增加到六个场景,最主要的就是实现通感一体化,未来这个方向还会继续做下去,其中的技术挑战在于信号波型设计、多维信号处理、感知辅助通信、可集成的便携式通感一体化设计等。”  

 张平提出在解决6G复杂网络信息上,要重视对语义通信的研究,让网络能够传达人的意图。在太赫兹通信上,重点是研究太赫兹超大规模的MIMO和较小离子体天线单元。挑战则是容易被阻挡、传输易被打断。

    此外,动态频谱共享技术、智能超表面技术、无蜂窝大规模MIMO技术、NOMA技术、新一代波形系统设计、新一代信道编码技术,都是受到关注的潜在6G技术。

 

6G要实现元宇宙?

     今年6月份,IMT-2030(6G)推进组对外发布《6G总体愿景与潜在关键技术白皮书》,特别提出万物智联、数字孪生愿景。“5G是人人、人物互联,6G逐渐增加更多的智能体,同时从万物互联实现万物智联,更多地实现物理世界和虚拟世界的共生发展。”IMT-2030(6G)推进组组长、中国信息通信研究院副院长王志勤说,“最近大家提到元宇宙概念比较多,其实也是虚拟世界和物理世界更多的交互和未来的共存共生过程。”

    未来的6G业务场景划分为这样几个趋势:沉浸化、智慧化、全域化,以及八大业务应用场景,可以看到其中智能化的趋势非常明显,同时也增加了更多的感知功能和虚拟世界、物理世界的更多交互,通信范围从地面向空天全域覆盖发展。

    中国移动提出过“4G改变生活,5G改变社会”,面对6G愿景的设计,中国移动通信研究院副院长黄宇红说:“我们这里大胆地提出‘6G重塑世界’这样一个愿景。”

“未来我们不仅会有物理世界,也将有数字世界,一方面是对物理世界的孪生世界,另一方面也会演变成所谓的元宇宙和平行世界。可能这个元宇宙不仅是对现实世界的模拟和仿真,更重要的是自身也已经有很多的变化,也是和物理世界、虚拟世界交互发展,这对6G的发展有非常大的驱动力。”黄宇红说。

    黄宇红认为,目前处于6G技术的前期研发,可以对多种多样的技术进行研究,目前初步聚焦在六大方面:能力极致多维、覆盖立体全域、网络分布智简、智慧内生泛在、安全内生可信、运营孪生自治。

    “6G的研究已经在全球广泛开展,目前已经进入6G研发的关键窗口期。当然,产业对6G的研究绝不是为了研究而研究,背后有很强的驱动力,包括数字孪生、元宇宙的需求,包括大数据、人工智能、工业领域融合的DOICT的需求。”黄宇红说。

 


责任编辑:刘晶


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