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6G将于2030年左右到来!

2019年11月11日 07:04  新浪科技  

如中国工程院院士邬贺铨所说,人类对产业和技术的需求无止境。当大多数人还缺一部,各国先头研发部队已在6G战场集结。

近日,来自科技部网站的消息刷屏,科技部会同发展改革委、教育部、工业和信息化部、中科院、自然科学基金委召开6G技术研发工作启动会,并宣布成立国家6G技术研发推进工作组和总体专家组。

但如科技部副部长王曦在该会议总结讲话中所说:“目前全球6G技术研究仍处于探索起步阶段,技术路线尚不明确,关键指标和应用场景还未有统一的定义。”

6G将没有覆盖盲点

5G已在全球开始商用,按照业界认同的每10年移动将迭代的规律看,6G将在2030年左右出现。

中国移动研究院首席科学家易芝玲说:“移动通信技术的迭代不单纯由技术决定,包括很多因素,目前还不知道什么时候部署6G,但迭代的时间一定会越来越短。”

天津大学计算机科学与技术学院教授王晓飞在接受科技日报记者采访时表示,6G除非在如太赫兹、空天地、水下、物理层、基础材料等特别核心的领域产生积极作用,仅速度的提升没有意义。

按照芬兰奥卢大学发布的全球首个6G白皮书(《KEY DRIVERS AND RESEARCH CHALLENGES FOR 6G UBIQUITOUS WIRELESS INTELLIGENCE》,以下简称白皮书)所描述,除了传输能力显著提升,无线网络将不再困于地面,而将实现地面、卫星和机载网络的无缝连接。6G将几乎没有“盲点”。

“我们在2011年就开始了5G的预研工作,当时4G在标准落实阶段,距离商用还远。”易芝玲回忆,没有量化指标,没有清晰的5G需求,但他们已感受到产业链的缺失,后来5G的工作也基本沿着当时的方向在落实。

通信行业“预研一代、研制一代、使用一代”的重要意义正在于此,虽然很多关于6G的想法看似遥远,但为了确立未来的竞争力,必须提前动手。

易芝玲也强调:“5G还在发展,6G被描绘得更远。5G应用这条路会很长,未来五到十年,社会将因为5G的赋能发生多大变化,做技术的人也说不准,社会学家、经济学家们要一起畅想。”

数字世界与物理世界深度融合

到2030年,数字世界将与物理世界深度融合,许多当前仍是幻想的场景将成为现实,人类生活将发生巨大变革。

与前几次移动通信技术换代类似,6G的大多数性能指标相比5G将提升10到100倍,最高传输速率可达1Tbps,这意味着下载一部电影可在1秒内完成,而0.1ms的网络时延人类已基本无法感知。

“可以想象,6G时代我们会发现越来越多东西拥有内生智能。”易芝玲说,“现在对5G网络的应用还主要是连接实体,连接没有智能的节点,未来还可以连接数字孪生和新的智能体,那是一个新世界。或许每个人都有一个虚拟双生,或许我们的一部分会虚拟化存在。”

业界的研究已勾勒出许多6G应用场景,虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)合并为一的扩展现实(XR)服务最为人们津津乐道。

它让地理上分散的人群可以获得位于同一空间的感受,在现实环境中创造出的虚拟事物更可以随人的意志变动,设备与感官无缝连接,远程全息成为现实,这让远程教育、协作设计、远程医疗、远程办公、高级三维模拟和训练、国防应用具有了更深的想象空间。

易芝玲说:“5G改变社会,6G将带来物理世界和虚拟世界的结合,这个趋势是大家期待并认为会发生的。但未来五到十年会发展到多大规模、到什么程度,是否每个人都有一个数字孪生体存在在上还很难说,不只是技术,还有道德、伦理的考虑。”

而要让种种想象成为现实,我们需要一个更强大的网络。

要解决的难题成堆

在未来10年的时间里,大量技术面临更新迭代,虽然研发机构相继提出了多种实现6G的技术路线,但都处于概念阶段,能否落实还需验证。

白皮书提出了以下方向,无线连接是利用太赫兹(THz)甚至更高频率无线电波实现通信;分布式计算则是通过、边缘计算等算法解决大量数据带来的时延问题;设备硬件主要面向太赫兹通信,研发对应的天线、等硬件;服务应用则是研究6G可能的应用领域。

与此同时,白皮书系统阐述了6G的核心驱动力及面临的挑战。

当数字世界和物理世界纠缠在一起,当数据流量和连接物体大大增加,6G智能社会将更加依赖于网络的可靠和安全。

频率越高,单位时间所传输的数据量就越大,而为了让网速变得更快,我们使用的无线频率在不断升高,太赫兹频段就是比5G频率高出许多的频段。

虽然较高的频率可以实现更快采样速率及高至厘米级别的精度,将对许多政府和行业的公共安全和关键资产保护解决方案产生重大影响,如威胁检测、健康监测、面部识别和决策、空气质量测量、气体和毒性传感等等。

但是,太赫兹频段通信技术尚不成熟,而且,随着波段频率的增加,天线体积将越来越小,4平方厘米面积上足以安装1000个天线,甚至可能做到每颗芯片都有属于自己的天线,对集成电子、新材料等技术带来巨大挑战。

最大的挑战可能与能耗有关,当数据海量增长,当越来越多的数据在小型设备中打包和处理时,能源和功耗就变得特别有挑战性。

6G的研发将是组团的国家行为

经历了“1G空白,2G跟随,3G突破,4G并行,5G领先”后,在6G领域有更大的作为,显然已不仅仅是中国通信业的目标。

如今,美国、中国、日本、韩国、芬兰等国家都已踏上6G研发赛道,科学家们试图为6G找到一条明确的发展之路。北京交通大学教授钟章队强调,新一代技术标准需要顶层设计和概念定义,在研究探索阶段,首先需要弄清6G是什么,从哪来到哪去。

王晓飞认为,核心技术需要投入的经费特别多,一定是组团的国家行为,一定是要上升到国家战略。6G更是如此,它跳出了移动通信对城市、乡村的业务覆盖诉求,它所瞄准的很多空间都具有很强的战略意义。

此前,2018年12月,我国三大运营商、中国信通院、、中兴等9家企业已联手启动了《后5G系统愿景与需求》项目。

下一步,科技部将会同有关部门组织总体专家组系统开展6G技术研发方案的制订工作,开展6G技术预研,探索可能的技术方向。通过6G技术研发的系统布局,凝练和解决移动通信与信息安全领域面临的一系列基础理论、设计方法和核心技术问题,力争在基础研究、核心关键技术攻关、标准规范等诸多方面获得突破。

而参与6G技术研发推进工作组技术子组具体研究工作的紫光展锐已率先宣布,启动6G相关技术的预研和储备,对太赫兹通信、轨道角动量、甚大规模天线系统、甚高通量编解码、天地一体通信网等潜在6G关键技术进行探索,并制定了6G技术原型研发推进规划。

华为的起步则更早,十年前就已投入6亿美元启动5G技术和标准的研究。

“很多基础核心的预研,有可能不会落地6G。”王晓飞表示,不仅如此,从3G、4G、5G的演化看,随着技术门槛不断提高,很多曾经的参与者都将被淘汰,现在全世界真正拥有5G核心技术的没有几家,到6G时或许更将凤毛麟角。

但如果没有提前研发,下一代标准出来了,你可能连上一代产品都做不出来。

编 辑:值班记者
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