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未來(lái)三年6G將迎研發(fā)窗口期
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)？
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(zhuān)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(mén)，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(zhuān)家的主要觀點(diǎn)，發(fā)布全球首份6G白皮書(shū)；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(chēng)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(zhuān)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NTT DoCoMo在6G白皮書(shū)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(zhuān)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（<1ms）級(jí)甚至是微秒（μs）級(jí)，而5G的時(shí)延為毫秒級(jí)。
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。“如果說(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。”徐子陽(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(shū)》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(zhuān)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)。”網(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(zhuān)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(shū)”，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(zhuān)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。
