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6G:让万物智联成为可能

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9 月 6, 2023 #热点资讯

6G是5G的下一个阶段,它拥有更高的速率,更低的时延,更广的连接,更高的智能,以及通信与感知融合能力。与5G相比,6G将成倍提升系统性能:其用户带宽可达1Gbps,系统带宽可达100Gbps,时延低至0.1毫秒,网络速率高达每小时1000公里,可实现亚米级感知定位等功能,并将全方位引入人工智能。

在未来移动通信、空间通信和探测感知等领域具有重要应用前景的6G典型技术太赫兹通信小试牛刀,8月3日,电子科技大学最新技术成果——80Gbps太赫兹实时通信系统在成都大运会田径项目中示范应用,首次实现了体育赛事无压缩8K超高清视频的超低时延无线传输。以国际电信联盟(ITU)近期发布的《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》(以下简称《建议书》)为标志,6G研究方向在全球达成初步共识,关键技术逐渐聚焦,业界围绕6G的部署探索进入实质性开拓阶段,向着2030年商业落地这一预期目标进发。

商用4年以来,5G已成为我国新型基础设施的重要组成和推动实体经济数字化转型升级的关键驱动,并为6G发展打下了良好基础。工业和信息化部总工程师赵志国近日在国务院新闻办公室举行的新闻发布会上表示,将大力推动6G技术研究,开展技术试验,深化交流合作,加快6G创新发展。

全球研发竞赛拉开帷幕

尽管6G仍处于早期研究阶段,尚未形成统一标准,但业界早已积极行动起来,推进6G相关技术研发,抢抓6G竞争先机。

正如中国联通研究院无线技术研究中心总监李福昌所言,6G是5G的下一个阶段,与以前的移动通信技术相比,它拥有更高的速率,更低的时延,更广的连接,更高的智能,以及通信与感知融合能力。

如果说5G是物联网,那么6G就将是万物智联网。中兴通讯副总裁、无线架构总经理段向阳介绍,与5G相比,6G将成倍提升系统性能:其用户带宽可达1Gbps,系统带宽可达100Gbps,时延低至0.1毫秒,网络速率高达每小时1000公里,可实现亚米级感知定位等功能,并将全方位引入人工智能。

中国电子信息产业发展研究院院长张立指出,6G是典型的未来产业,按照使用一代,建设一代,研发一代的移动通信发展节奏,全球6G竞赛已经拉开了帷幕。中国电子信息产业发展研究院未来产业研究中心副研究员周钰哲介绍,美国已联合盟友开展技术标准研究,并建立了由美国主导的Next G产业生态联盟;欧盟整合多个成员国力量,实施了6G旗舰计划Hexa—X项目,共同推动6G研究;韩国成立了6G研究小组推动6G核心技术与应用的发展,并宣布将率先实现6G商用;日本设立了由政产学研各方组成的Beyond5G推广联盟,负责6G综合战略的推进落实和跨部门协调。

我国2019年就建立了完善的6G推进组织,由工信部牵头成立了中国IMT—2030(6G)推进组,为产业界、研究机构、基础运营商等搭建了产学研用平台。上述举措旨在加强国际合作交流和技术研发。

作为5G建设的主力军,我国三大运营商也都在积极开展针对6G的研究工作。在6G网络架构研究方面,中国电信牵头承担国家项目6G网络架构及关键技术,提出三层四面的数据驱动分布自治的新型网络架构,并联合产业链开展原型系统的技术攻关。在全球最早布局6G研究的中国移动主导了愿景与需求制定,攻关了多项标志性技术,协同产业上下游共建开放的联合研发与试验环境,培育和孵化了一系列原创技术。中国联通负责搭建6G网络仿真平台,攻关6G网络架构、6G内生安全等关键技术,牵头成立了毫米波太赫兹联合创新中心。

融合技术构建未来网络

6G将突破从1G到5G的传统陆地移动通信系统,通过星间链路、测控链路、馈电链路等实现空天地海一体化有机全面联通。

段向阳介绍,目前业界公认的6G关键技术主要包括超大规模MIMO(即多入多出技术)、带内全双工、智能超表面、通感一体化、分布式自治网络架构、太赫兹、星地一体融合组网、网络内生安全等。段向阳强调,要实现6G超前的性能和功能,既要通过演进升级,发挥传统技术的潜力,也要引入很多新兴技术到通信技术领域。

5G已经基本完成了信息通信技术(ICT)的融合。在向6G演进的过程中,ICT将进一步与大数据和人工智能技术融合,呈现ICDT(Information,Communication,big Data Technology)融合的特征,大量新技术与新功能已成为6G设计候选方案。

不可否认,6G发展还面临理论创新有待突破、关键技术点多面广、技术标准存在分化风险等诸多挑战。

中国通信标准化协会理事长闻库表示,把原来5G的三项全能(增强移动宽带、海量物联网、低时延高可靠),变成现在6G的六项全能(沉浸式通信、超大规模连接、极高可靠低时延、人工智能与通信的融合、感知与通信的融合、泛在连接),对技术提出了相当大的挑战,中国业界包括研究院所、运营企业、制造企业,要为实现六项全能下大力气,争取将每项指标都做到最优。

中国联通研究院高级工程师王友祥指出,6G的生态构建面临着更加复杂的挑战,通信行业需要与垂直行业紧密结合,共同做深做实6G业务需求研究,进而凝练6G网络特征、指标体系、网络架构,提升6G赋能垂直行业的原生能力。

《建议书》确定的6G发展目标具有标志性的意义,它将决定6G移动通信系统愿景及未来的产业生态。中国工程院院士张平指出,ITU对未来6G的愿景描述综合考虑了世界上不同国家的意见,是在全球6G标准化共识基础上得出的符合未来发展的技术方向。这对全球移动通信产业界来说是一个信号,需要大家在创新的基础上,研制出新的技术体制逐步完成6G愿景设置的目标。

向连接任何人与物愿景跃升

作为6G发展的纲领性文件,《建议书》描绘了6G的目标与趋势,提出了6G的典型场景及能力指标体系,为全球业界6G的研发和产业化给出了基本遵循。

中国移动研究院院长黄宇红表示,6G框架和总目标显示,6G将超越通信——提供通感算智信息服务,超越平面——支持立体空间沉浸体验,超越地面——实现无缝的天地一体覆盖,有望构建起普惠、绿色、安全的智慧泛在,虚实交融的新世界。

爱立信中国区技术部副总经理张永涛说:6G将带来更具颠覆性的变革。借助6G,人们将能够创建‘虚拟世界’和‘现实世界’的‘统一体’,在由知觉、行为和体验组成的‘物理世界’和可编程的‘数字世界’之间架起一座桥梁。

在段向阳看来,6G的潜在应用场景包括沉浸式云XR、全息通信、感官互联、智慧交互、通信感知、普惠智能、数字孪生、全域覆盖等。

从《建议书》看,6G应用场景分为增强5G应用场景和6G全新应用场景两大类,虽然大部分应用场景在5G时代就已经存在,但相比于5G,6G将更加深入行业应用。对此,中国信息通信科技集团有限公司副总经理、总工程师陈山枝强调,6G除了要解决2030年及其以后的新需求,更要解决5G的行业应用挑战。

他表示,从5G赋能行业过程中显现出的痛点来看,行业应用的分散性决定了5G难以一蹴而就地解决行业万物互联/智联这一难题。可以预见的是,由于技术能力的全面增强,5G没有解决的难题将有望在6G时代获得解决。