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5G来了,6G还会远吗?

作者:75秒赛车 发布时间:2020-02-21 15:49

  5G商用的启动,意味。着6G研发的开始。对各国而言,移!动通信技术早已不!仅是便利人们沟通的桥梁,更是国家&#;科。技竞争力乃至国家实力的体现

  5G&#;来了,6G还会远吗?

  中国周刊/;杜玮

  发于2019;.6.17总第903期《中国周刊》

  电影《头号玩家》中,男主角宅在家中,就能环游世界,戴着&#;虚拟现实设备,就能和小伙,伴一起联合作战,在游戏中获得身临其境的极致沉浸式体验……这样&#;的场。景发生在2045年,但现实中,这在2030年&#;后;就有可能实现,也就是在第、六代移动通信!(6G)时代。

  6月6日,工信部向中国移动等4家企业发放了5G商用牌照,标志着中国5G商用元年&#;开启&#;。商用移动通信网络每10年更新一代!,5G的商用同时也、意味着下一代技术研发的开始。

  2018年7月,国、际电信联盟成立了2030网络技术的研究组。目前,美国、中国、日本、韩国、芬兰等国家,都已踏上6G研;发赛道。今年2月,美国总统唐纳德·特朗普连发推特称:我想要5G,甚至6G&#;尽快,进入美国!。此后不到1个月,美国开始部署6G的研、究。

  对各国而言,移动通信技术早已不仅是便利人们沟通&#;的桥梁,&#;更是国家科技竞争力乃至国家实力的体现!。6G是什么,离我们有多远?

  6G,“6”在哪儿&#;?

  对普&#;通用户来说,网速是衡量每一代网络性能的KPI。4G时代,&#;每秒数据的传输量为几十兆比特,到了5G,数据传输速率将提高!10倍以上,最高可达1Gbit/s(千兆比特每秒),而&#;当;6G开启,网速将迎来新的飞跃。电子!科!技!大学教授、通信抗干扰国家级重点实验室主任李少谦在接受《中国周刊》采访时称,从技术指标。设定来说,!每一代网络的速率都要比上一代提升一个&#;数量级,“(如果)再高,就超越了技术,是达不到的”,因此,一般场景下,6G的网速大致会是;5G网速的10倍。

  大带宽、高速率能、做什么?除了满足超高清网络电视、虚拟现实游戏等常见需求;,全息技术成为业界看好的方向。国际电信!联盟也将其列入了《2030;年及之后新型网络技术展望》的白!皮书中。

  所谓全息技术,就是指不光能看到图像,听到声音,还能实。现触觉、味觉等五官全方位&#;感知的技术。举个例子,通过全息影像,足不出户,就可以置身千万里之外的热带雨、林,不仅能看到瀑布,听到水流声,。还能感受到当地的温度、湿度,闻!到泥土的芬芳。再如,,全息;远程会议,可以触摸到对方,全息手术,远端医生如同在现常

  这一技术对传感器数量、数据传输速率有着较高要求。、国&#;际电信联盟2030网络技术研!究组主席、华为美国总部未来网络首席科学家RichardLi在一份报告中提!到,如。果要实现对一个人高清晰度全息投!影,传输速率要达到4.62Tbit/s(太比特每秒&#;),相当于5G网速的成百上千倍,这对6G网速!也是个挑战。

  6G更大的神通还将在于建立物和物的&#;联接。事实上,关于5G,业内就提出了高速率大带宽、超可靠低时延通信75秒赛车、海量机器联接三大应用场景。5G的理论延时要从4G的50&#;毫秒降至1毫秒。海、量机&#;器联接则是指每平方公&#;里接入的传感器数量达到;100万个。

  北京邮电大学!信息与通信工程学院教授,、网络与交换技术国家重点实验室主任张平分析说,过去,从1G升级到4G,只强调高速率这一个维度,5G首次提出了三个目标,但就目前而言,只有第一类场景达成了国际统一的技术标准,5G商用满足的依然也只是这一场景。“超可!靠低时延!通信到现在为,止国际上都没有标准化,要等到明年3月才定”;,而实际部署后,运行效果如何也尚不得而知。海量&#;机器;联;接标准化的优先级则更低。当下,国内采用的是依。然4G时代速率较低的窄带物联网等作为技术实现手段。这意!味!着,6G在这三个维度上都有着进一步的改进空间。

  “‘4G改变&#;生活,5。G改变社会’这句话其实并不科学”,李少谦认为,5G也有些被神化。在他看来,!5G时代只是开启了万物互联的大门,随着未来需求的增长和技术的迭代,要真正实现万物互联的路还有很长,这、正是6G时代要做的&#;事情。比如,要构建完整的车联网,首先要解决广;覆盖的问题,“。某个地方突然没信号,了,车就会撞到一起”。

  张平;称,,由于技术等限制,现在的5G技术只是相对独;立地针对;三大应用场景中的某一类,未来6G要同时覆盖两类甚至三类场景的。需求。比&#;如说,整个、城市的智能交通系统,既要处理车与车、车与人、车与交通设施等实时的大量数据,需要大带宽,又要保证低延时,避免发生事故。

  在不少业内人士眼中,AI。和,6G在未来的发展中,将相辅相成,融为一体。清华大,学电子工程系教授牛志升称,“6G时代将充满AI”。他分析说,无论是帮助用户识别场景,还是优化网络资源配置,AI都将发挥重要的作用。OPP;O研究院标准研究中心5G资深研究员沈嘉说,随着AI技术与应用场景的普及,以智能体交互为、代表的新型业务场;景将会在6G时代出现。比如说,一个围棋、高手要将知识和技能传给徒弟,可能需要几十年,但依靠6G,机器人和机器人之!间能够快速相互学习,几。秒钟,就能将智慧倾囊相授。

  &#;李少谦说,实际上,到目前为止,关于6G&#;,仍没有明确的定义,到2023年前,世界范围内都将;处于提出愿景、分析需求、研究潜在可用技术的阶段,之后,学界、业界将进行讨论,达成共识,制定标准。

  6G,有多远,?

  为、达成6G的美好愿景,世界各国已竞相布局。

  从5G研发起,中国已处于世界移动通信行业的第一阵营,去年3月,工信部部长苗圩在接受媒体采访时!称,,中国已开、始着手在研&#;究6G的发展。去年4月,芬兰科学院将芬兰奥卢大学主导的“6G支持的无线智能社会和生态系统”列为国家研究资助计划的旗舰项目,该项目在未来8年将获得超过2.5亿欧元的资助。今年1月和6月,韩国两大电子巨头LG和三星分别被报道成立了、6G研发中心。今年3月,据《&#;日本经济》称,早稻!田大学、电子制造商NEC和德国斯、图加特大学等将联手开发后5G时代移动通。信技术。

  在去年!9月举行的世界移动通信大会美洲展上,作为美国联邦通信委员会(FCC)首位谈及6G技术的专员,杰西卡·罗&#;森沃瑟提到了太赫兹波、区块链等技术。今。年3月,在特朗普。连发,推文;后不久,,FCC宣布开放频率范围为95GHz(千兆赫兹)至3THz(太赫兹)、以“太赫兹波”为主的实验频段,给研发者提供10年的使用期限。

  ,太赫兹波频率为100G,H;z到10THz,波长介于毫米波和红外线之间,属于高频率电磁波,被视为6G潜在可用的关键技&#;术之&#;一,用李少谦的话讲,这是一块在移动通信领域从未!开垦过的新大陆。在1G到5G的发展征程中,有限的低频段资源被优先开发,,移动通信的所用频段不断走高,而依据电磁波;特性,频率越高,可用的带宽越大,这也正是太赫兹波被业界看好的原因。

  但如同硬币两面,太赫兹波也有着致命缺陷,电!磁波频率越高,也意味着波长越短,这样一来,太赫兹,波绕过障碍物、的能力就;很差。太赫兹波!无法穿透水泥墙,,而且容易被水分子吸收,雨雾天气,树叶、建筑物,、行人等遮挡也对其有影响,这意味着太赫兹波信号!衰减强度大,无法远距离传播,覆盖范围有限。

  事;实上,类似问题在5G时代已有所体现。。我国的5G网络中,现在采用的是6GHz以下,的频段,未来还将使用毫米波段,频率都!高于4G时代所用电磁波,而毫米波和太赫兹波有着类似的短板。这将造成因电。磁波传播!距离短,,基站建设数量大且密集的境况、。

  ;现有的一些实验研究中,太赫兹波的传播距离多为几十米至上百米。李少谦团队在2012年承担了国家科&#;技部第一&#;个太赫兹通信系统项目,最初他估计,太赫兹波的传播距离只有5米,但实验测得,在没有任何遮挡的情况下,其传输距离能达!到1公里以上。奥卢大学无线通信中心博士后何继光称,如果太;赫兹波无法穿墙,则要考虑从室外到;室内的传输问题。

  在北京邮电大学教授牛凯看来,!未来,太赫兹波更大的适!用范围可能是室内的近距离、高速率、传输,速率能达到每秒1太比特,而室外的远距离传输乃至;广覆盖,;仍需依靠低频段,“3G退网后,可以用这些频率,也可以在6GHz以下的频段中做一些规划&#;”。同时,。为了达到高速率,还可以仰仗MIMO技术(多输入多输出技术),“,这实际上就相当于在空间维度上增加了、信息传输通道”。他分析说,未来的网络覆盖一定是多频段组合。OPPO研究院标准研究中心总监、5G首席科学家唐海称,今后基站是否越建越密,主要还取决于能否有高质量的低频频段可以腾出使用。

  。李少谦认为,太赫兹波通信未来可以!用于体育赛事。从摄像机到电视地面制作,中心的超高清信号点对点传输,局域大容量传输,是6G可能应用的技术,而未来太赫兹波是否最终。会用于6G,是否通过建基站的方式采用,仍需!进一步的探讨。

  另一种可能性是,在6G时代,终端和。终端之间的通信不再经过基站这个“中介”。沈嘉,认为,尤其在短距离、高频段&#;的通信中,这样的机制可能会成为现实。“当我们用高频&#;段的点对点通信把很多通信流量从基站上移到;我们的手机上,那么传统中低频段的资源也能得到更好使用,就相当于原来高速公路上都挤满了车;,如果两个人是邻居,就没必要,绕道上高&#;速公路”。美国弗吉尼亚理工大学电子与计算机系教,授瓦利德·萨阿德则在其论文中提到,未。来的6G时代,无论是墙壁、路面,还是整个建筑,都可以采用一。种智能材料,表面装配天线,充当基站,实现数据近距离的收发。

  基站密了,电磁波频率高了,辐射是否会增加&#;?这是在5G到来前,就已在人们心中泛起的疑!问。

  对此,李少谦解释说,是否频率越高,电!磁波对人的辐射就越大,还缺乏足!够的&#;证据支撑,“但。有一个是肯定的,功率大不行”,衡量电磁波对人体辐射,的主要指标是功率。移动通信用的功率实际上并不大,此外,由于5G基站的覆盖范围更小,其发射功率&#;也可以进一步降低。

  保证广覆盖的另一种,方式是卫星通讯。5月23日,美国太空探索技术公司(SpaceX)就发射了其卫星互联网项目“星链”的首批60颗近地卫星。从2019年到2024年,SpaceX共将搭建由约1.2万颗卫星组成&#;的“星链”网络,从太空向地面提供高速互联网接入服务,这也被不少自媒体解读为美;国的6!G战略。而亚马逊、。软银注资的卫星初创公司OneWeb等也都有着构建太空互联网的宏;图。

  李少谦分析说&#;,全球范围内、,移动通信目&#;前覆盖的陆地范围只有30%,荒漠、戈壁、贫困地区、海洋等未来都要通过卫星来实现全域覆盖,&#;但由于卫星的局限,通信速率会比,较低,因此,;只能和地面移动通信互为补充,起不到替代的作用。牛志升称,由于近地卫星与地球自传不同步,意味着完成一次通信过程,要有不同的卫星“接力”,而轨道受、限的问题也需要考虑。

  李少谦说,6G时代的移动通信将会是天地一体化融合的态势。同时,在几代移动通信技术迭代的过程中,功能重叠的技术会被取代掉,3G、4G提供的是都宽带服务,3G会消亡,“2G频率低,覆盖最好,提供了通、信的最基础服务”,会保留,因此,会存在网络“多代同堂”的,情况。而从目前看,5G时。代还面临着基站建设成本高、运营功&#;耗大的问题。有数据显示。,5G基站的电费相当于4G基站;的两到三倍,这也将是6G要面对的挑战。李少,谦认为,可以通过简化结构、加大元器件集成度、将不必要设备去掉等方式,2014世界杯网,把功耗降下来,但“又想,马儿跑又想马儿不吃草”,。找这个平衡点很难。

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