6G商用由远及近,低轨卫星和元宇宙产业闻“风”而动

微观人 2022-03-22

通信5g网络5g通信

2976 字丨阅读本文需 7 分钟

在5G大规模商用的时期,关于6G的探索已经开始。

3月22日—3月24日召开的第二届“全球6G技术大会”,因此将成为全球6G发展重要论道场。

IMT-2030(6G)推进组2021年发布的《6G总体愿景与潜在关键技术白皮书》描述,6G将在5G基础上从服务于人、人与物,进一步拓展到支撑智能体的高效互联,实现由万物互联到万物智联的跃迁,最终助力人类社会实现“万物智联、数字孪生”的美好愿景。

6G的“超能力”

华为技术有限公司无线CTO童文表示, 5G是由eMBB(增强型移动宽带)、uRLLC(超可靠、低时延通信)、mMTC(海量机器类通信)三大应用场景构成的,6G将在此基础上增加了两个新元素Intelligence(智能)和Sensing(感知),6G时代所有的技术创新都将围绕这5大元素构建。

童文表示,技术上6G的峰值将达到1Tbps,整网容量是5G的1000倍,能效是5G的100倍,平均用户速率在室外是10-20Gbps,室内达到10Gbps以上。

中国工程院院士张平认为,6G的通信指标相比5G应该有10-100倍的提升,包括体验速率要高10-100倍,峰值速率达到10-20倍,流量密度100倍,连接密度100倍等。

美国电信运营商AT&T首席技术官Andre Fuetsch表示,6G所需的极高速率和容量,将把无线电通信推向更高的频段,甚至到太赫兹区域,吞吐量是5G的100倍,而较低的频段也会大量存在,将继续作为广域覆盖的骨干。

6G要为人类社会做什么?

沿着数字经济的趋势,虚拟世界和物理世界正走向一个交融。童文表示,从5G到6G时代分水岭的标识,是将物理世界与数字世界融为一体,而6G开始,就要构建数字世界对物理世界的感知。本质上6G就像一个神经系统,它不仅要让数字世界融合于物理世界,还要进一步地去操作物理世界。

6G比5G增加了智能和感知,张平对此的理解是,6G的多出一个特点——“灵”, 在6G时代,信息处理和交互又了增加了新的维度——意识,也就是“灵”,这是一个象征智慧、智能的词语,5G和6G之间,是“万物互联”和“万物智连”的区别。

5G网络实现了人类社会空间、信息空间、物理空间的互联,6G网络在实现前三者互联的基础上,还纳入了意识空间,意识也加入了其中的互动。所以,5G是人、机、物之间通信,6G是人、机、物、灵之间通信。

6G的“灵”可以做什么?

张平认为,具体的场景看,比如在虚拟世界为人类建造一个智能助手,它能采集人类的所说、所见、所感与所思,了解与掌握人类的生理和心理特征,并通过人工智能对人类各种行为和思想进行分析,甚至比人类更了解自己。它甚至可以代替人做出决策,成为这个人的人生“导师”,指导就医、婚恋、职业规划、商务谈判。这已经是一种具备高度智能的“灵”。

另一种场景,6G可以实现全息、全感官类的业务,相比1-5G时代,都是视频、音频、图片等客观信息的感知、编码、传输,6G可以传播主观信息,人类的视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉都可能和机器实现交互,这将是一种身临其境的体验。

例如人体的数字孪生,就是构建一个虚拟世界,通过数字化将物理世界的人抽象地模拟出来,而且是一种全方位立体化模拟,也叫数字孪生,可以说实现了人的数字永生。

IMT-2030(6G)推进组(在工信部指导下,由中国信息通信研究院牵头成立在2019年牵头成立的组织),为6G时代规划了几大重点技术方向,超大规模天线,比如更精准定位、更立体化覆盖、高速移动场景的覆盖;太赫兹通信,太赫兹频谱资源丰富,可满足6G极高容量,极高速率的频谱需求,但频段高、传输距离短,更适合特点场景的热点覆盖;通信感知一体化,利用无线信号同时实现无线通信和无线感知功能,网络将有一种原生的感知能力;无线人工智能,将人工智能技术与无线通信相结合;智能超表面,比如服务小区边缘用户,解决多小区同频干扰,加强通信的安全性,防止窃听。

6G可以实现中国版元宇宙

中国工程院院士、北京邮电大学教授张平表示:“6G将走向人机物灵充分联结、虚实结合、智慧涌现的泛在智简网络。”

张平指出,智简无线网络既作为智慧化的服务基础设施和创新生态的数字化材料元素,又因其引入的人灵境协同,提供了先进智能涌现、创新创造赋能的生态环境。“6G和智简无线网络将有力支撑数字孪生,数字孪生也将进一步为智简网络演进提供持续的自主内生优化。”

另外,张平还提出了灵境网,“这是中国版的元宇宙。我认为元宇宙实际上体现了人类互联网经济的一种体验模式,而不是人类发展的未来。”据介绍,灵境网在信息上有三个层次的高效协同:意图驱动、语义交互、比特传输。网络也有三个层级的高效协同:节点极智、链路极柔、网络极简。

与其说是元宇宙,不如解释为大型虚拟世界社交系统,到了6G时代,随着传输速率的提升, 加上连接数量的增加。既能够满足虚拟世界低时延的需求,又能够保证足够高清的画质以及复杂的社交系统,这在当前是5G还无法做到的。

当然,6G技术必然会产生与5G一样的技术问题,那便是需要建设更为密集的6G基站才能做到完全覆盖,传输距离也更多,并且容易被障碍物遮挡。

比如6G的短波段与红外光相重合,或许一张纸就能够阻挡6G的信号传输,这对于6G基站的建设是一个挑战。

此外,移动设备应用6G技术后,其功耗必然更上一个台阶,如今5G已经让不少设备面临续航更短的挑战,6G时代如果在锂电池技术没有得到革命性突破的情况下,如何降低功耗与散热设计,将是一个巨大的挑战。

6G可能会和低轨卫星网络结合

据科技日报报道,最近关于6G及其商用化,业内有多位专家给出了自己的看法。从中我们也能感觉到,6G技术可能不同于5G,它在技术指标等多个方面似乎更加复杂,甚至可能和低轨卫星结合到一起。

中国工程院院士邬江兴就表示,对于6G来说,传统的追求覆盖、带宽、延迟等单项技术指标跃升的道路已不适合,必须探索和开辟技术性能、成本投入、能源消耗、安全可靠、持续高效等多目标可持续协同发展的新范式。

而东南大学信息科学与工程学院教授洪伟的看法是,最革命性的进步将是中低轨卫星网络与地面后5G网络的融合。中兴通讯首席科学家向际鹰也认为,卫星通讯是地面网络的重要补充。不过,他表示,中低轨卫星网络不能替代地面网络,尤其是在密集地区,其容量远远不能满足要求。

谈及低轨卫星,很多人会想到马斯克旗下的“星链”。但中国电信首席专家毕奇表示,6G网络出来以后,有多少用户愿意支付卫星服务的费用还是个问题。

当前,最重要的还是6G技术的积累。对此,中国移动研究院首席科学家易芝玲指出,未来3到5年将是6G潜在关键技术的窗口期。也就是说,谁能在此期间取得6G关键技术的突破,就可能抢占通信领域技术制高点。

把握6G潜在关键技术窗口期

6G涉及领域及技术繁多,紫金山实验室副主任兼首席科学家、东南大学教授尤肖虎强调,空天地一体化、毫米波太赫兹等面向6G的技术与5G技术的结合,将使5G投资更为有效,使6G的发展更为踏实。建立多层次多学科相互融合的人才队伍尤为重要。

在中国移动研究院首席科学家易芝玲看来,未来3—5年将成为6G潜在关键技术的窗口期,是抢占通信领域技术制高点和培育产业基础的关键。

如洪伟所言,移动通信发展到现在为止,几乎每一代都是全球学者和产业界通力合作的结果,建立全球统一的6G标准亦是必然。

易芝玲建言,我国应继续保持3G—5G时代在国际标准组织中积淀的影响力,加大与相关国际标准组织和平台的紧密合作,扎实做好技术标准储备,为6G国际标准制定布好局,全力推动6G朝着全球统一标准和生态的方向发展。

但在波诡云谲的地缘环境中,标准存在着分裂的风险。

“坚持好全球化路线,包括技术合作,标准协同,产业协同和开放,才是实现6G提出的美好愿景最好的支撑。”向际鹰说,“从1G到5G,虽然存在着不同的技术体系,但本质上,移动通信一直追求的是全球统一标准,也正因此,才有了移动通信技术和产业几十年的高速发展和对人类信息社会全方面的赋能。”

数字经济时代,移动通信网络已成为构筑社会经济的关键信息化基础设施,在世界各国关于6G愿景、需求和关键技术的初期探讨中,安全、弹性、可持续性等受到了异乎寻常的重视。

对此,邬江兴院士强调,面向人机物三元融合的世界,6G需对移动通信网络安全内涵和外延做出新的拓展,在注重传统信息安全机密性、完整性、可用性和隐私保护基础之上,还需特别重视6G网络的广义功能安全,以便有效应对“高强度网络战”对数字基础设施的“致瘫致乱”攻击。

文章来源:电子发烧友观察,光明网,经济观察报,手机中国,手机中国

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