5G還沒規(guī)模商用,6G研發(fā)就已經(jīng)啟航了嗎?沒錯,全球移動通信技術(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)過程中,中國、韓國、日本、美國、芬蘭等國家的領(lǐng)先運營商、通信企業(yè)已開始進行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),帶來哪些升級?

  在5G規(guī)模部署之時,6G研發(fā)已啟航。

  這并不意味著5G的使用壽命很短,因為一直以來,移動通信發(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同時進行,因此,中國、韓國、芬蘭、日本、美國等全球領(lǐng)先國家已經(jīng)開始6G研發(fā),將打造下一個“黃金十年”。

  6G到底將給我們帶來什么?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5G將開啟萬物互聯(lián)的大門,那么6G將實現(xiàn)萬物智聯(lián)。6G將比5G實現(xiàn)更高的速率、更低的時延、更廣的連接,同時將應(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,實現(xiàn)空天地海的“無縫連接”。

  6G研發(fā)啟動聚焦2030年商用

  “全球移動通信發(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)開啟對新一代移動通信技術(shù)(6G)的研發(fā)。”中國移動研究院副院長黃宇紅表示。

  今年2月,國際電信聯(lián)盟ITU啟動6G研發(fā),從國際標準組織層面為6G進行頂層設(shè)計。與此同時,芬蘭、韓國、美國、日本、中國等領(lǐng)先國家均已啟動6G研發(fā),并計劃在2030年實現(xiàn)6G商用。

  芬蘭對6G技術(shù)研發(fā)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(fā)的集結(jié)號;2019年10月,奧盧大學基于6G峰會專家的主要觀點,發(fā)布全球首份6G白皮書;2020年年初,芬蘭發(fā)布一項為期8年的6G研究計劃,計劃與韓國合作,并由諾基亞和芬蘭各個研究所及大學共同研發(fā)。

  韓國作為5G時代的“先行者”,在6G研發(fā)上依舊奮勇爭先。2019年4月,韓國通信與信息科學研究院召開 6G論壇,正式宣布組建6G研發(fā)團隊,開展6G研究;2020年1月,韓國運營商LG宣布建立6G研究室,預(yù)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,用于啟動日本6G研發(fā)。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(yè)聯(lián)盟,共同開發(fā)6G技術(shù)。

  在國內(nèi),2019年11月3日,科技部會同國家發(fā)展改革委、教育部、工業(yè)和信息化部、中科院、自然科學基金委在北京組織召開 6G技術(shù)研發(fā)工作啟動會,成立6G技術(shù)研發(fā)推進工作組和總體專家組,為6G技術(shù)研發(fā)提供支撐。

  同時,中國移動、中國電信、中國聯(lián)通等運營商,華為、中興、小米等通信企業(yè)均表示已開始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驗室研發(fā)6G網(wǎng)絡(luò)技術(shù);而中興則組建6G預(yù)研團隊,開始研究6G的原型關(guān)鍵技術(shù)。截至目前,中國移動研究院已經(jīng)召開兩次6G系列研討會,探討6G愿景、需求及潛在關(guān)鍵技術(shù)。

  可見,全球6G研發(fā)大幕已經(jīng)開啟,但并不意味著5G的“壽命”會很短,因為全球移動通信企業(yè)均預(yù)計6G的商用時間在十年之后,即2030年。

  日本運營商NTT DoCoMo在6G白皮書中提出,在2030年實現(xiàn)6G技術(shù)的商用化。同時,華為創(chuàng)始人任正非曾公開表示,對于6G研究,華為領(lǐng)先世界,但是華為判斷6G在十年以后才會開始投入使用。此外,中興通訊總裁徐子陽表示,6G商業(yè)模式可能在2030年后實現(xiàn),中興通訊將利用這十年時間默默耕耘,進行積累。

  網(wǎng)絡(luò)性能升級實現(xiàn)空天地海一體網(wǎng)

  從2G、3G、4G到5G,每一次移動通信技術(shù)的換代,都帶來了速率、時延、連接能力等性能的升級。

  而網(wǎng)絡(luò)性能的升級,推動了新應(yīng)用場景的爆發(fā),從而改變社會生活。諸如,2G時代,只能打電話、發(fā)短信;3G時代能夠上網(wǎng)、聊QQ;4G時代,可以玩手機游戲、看直播;5G時代,4K/8K超高清直播、VR/AR、遠程醫(yī)療、智能制造等應(yīng)用正在興起……

  那么,6G時代,網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)性能指標,即網(wǎng)絡(luò)峰值速率達到太字節(jié)(Tbps);用戶體驗速率達到千兆水平(Gbps);用戶時延接近海量數(shù)據(jù)的實時處理;無線網(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;支持移動高速通信,速率超過1000公里/小時,不僅支持高速鐵路通信覆蓋,還支持飛機覆蓋;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)性能將實現(xiàn)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?qū)r延縮減至亞秒(

  在連接范圍方面,5G尚聚焦在地面連接,沒有實現(xiàn)空中、海洋連接。而6G將聚焦實現(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。“如果說5G是萬物互聯(lián),6G則加上‘智’,智聯(lián)萬物,即陸地、海洋、太空等能想到的空間均實現(xiàn)連接。”徐子陽表示。

  同時,賽迪智庫無線電所發(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),如移動蜂窩、衛(wèi)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(gòu)建跨地域、跨空域、跨海域的空天海地一體化網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)真正意義上的全球無縫覆蓋。

  人工智能﹢太赫茲成為主角

  “為了達到這些指標,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。”劉光毅表示。

  同時,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,深入挖掘用戶的智能需求,甚至每個用戶都可能擁有一個數(shù)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(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。”網(wǎng)絡(luò)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(shù)。

  在全球移動通信發(fā)展中,中低頻譜由于覆蓋遠,一直是移動通信發(fā)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(shù)挑戰(zhàn)。

  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(yīng)用于衛(wèi)星通信、安全檢測等場景。

  中國聯(lián)通網(wǎng)研院5G創(chuàng)新中心負責人馮毅表示,未來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線接入和光纖替代場景,搭載衛(wèi)星、無人機、飛艇等平臺,作為無線中繼設(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,成為未來社會信息融合連接的重要支撐技術(shù)。

  未來三年將迎來窗口期

  盡管全球6G研發(fā)的號角已吹響,但作為未來十年的技術(shù),目前6G還是鏡花水月,尚不能形成統(tǒng)一的標準和應(yīng)用場景。而隨著移動通信技術(shù)迭代不斷加快,未來2~3年將是6G研發(fā)的窗口期。

  ITU計劃在2021年上半年啟動“未來技術(shù)愿景建議書”,于2023年6月完成,主要內(nèi)容包含面向2030年及未來的IMT系統(tǒng)整體目標,如應(yīng)用場景、主要系統(tǒng)能力等。

  同時,中國移動、中興等國內(nèi)運營商和通信企業(yè)均提出未來三年將是6G技術(shù)的研發(fā)窗口期。

  中興通訊下一代無線通信技術(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,中國移動也希望在未來兩到三年,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)