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6G:讓萬物智聯成為可能
圖為2023中關村論壇“下一代6G通信技術”展臺。
6G是5G的下一個階段,它擁有更高的速率,更低的時延,更廣的連接,更高的智能,以及通信與感知融合能力。與5G相比,6G將成倍提升系統性能:其用戶帶寬可達1Gbps,系統帶寬可達100Gbps,時延低至0.1毫秒,網絡速率高達每小時1000公里,可實現亞米級感知定位等功能,并將全方位引入人工智能。
◎本報記者 劉 艷
在未來移動通信、空間通信和探測感知等領域具有重要應用前景的6G典型技術太赫茲通信小試牛刀,8月3日,電子科技大學最新技術成果——80Gbps太赫茲實時通信系統在成都大運會田徑項目中示范應用,首次實現了體育賽事無壓縮8K超高清視頻的超低時延無線傳輸。以國際電信聯盟(ITU)近期發布的《IMT面向2030及未來發展的框架和總體目標建議書》(以下簡稱《建議書》)為標志,6G研究方向在全球達成初步共識,關鍵技術逐漸聚焦,業界圍繞6G的部署探索進入實質性開拓階段,向著2030年商業落地這一預期目標進發。
商用4年以來,5G已成為我國新型基礎設施的重要組成和推動實體經濟數字化轉型升級的關鍵驅動,并為6G發展打下了良好基礎。工業和信息化部總工程師趙志國近日在國務院新聞辦公室舉行的新聞發布會上表示,將大力推動6G技術研究,開展技術試驗,深化交流合作,加快6G創新發展。
全球研發競賽拉開帷幕
盡管6G仍處于早期研究階段,尚未形成統一標準,但業界早已積極行動起來,推進6G相關技術研發,搶抓6G競爭先機。
正如中國聯通研究院無線技術研究中心總監李福昌所言,6G是5G的下一個階段,與以前的移動通信技術相比,它擁有更高的速率,更低的時延,更廣的連接,更高的智能,以及通信與感知融合能力。
“如果說5G是物聯網,那么6G就將是萬物智聯網。”中興通訊副總裁、無線架構總經理段向陽介紹,與5G相比,6G將成倍提升系統性能:其用戶帶寬可達1Gbps,系統帶寬可達100Gbps,時延低至0.1毫秒,網絡速率高達每小時1000公里,可實現亞米級感知定位等功能,并將全方位引入人工智能。
中國電子信息產業發展研究院院長張立指出,6G是典型的未來產業,按照“使用一代,建設一代,研發一代”的移動通信發展節奏,全球6G競賽已經拉開了帷幕。中國電子信息產業發展研究院未來產業研究中心副研究員周鈺哲介紹,美國已聯合盟友開展技術標準研究,并建立了由美國主導的Next G產業生態聯盟;歐盟整合多個成員國力量,實施了6G旗艦計劃Hexa—X項目,共同推動6G研究;韓國成立了“6G研究小組”推動6G核心技術與應用的發展,并宣布將率先實現6G商用;日本設立了由政產學研各方組成的Beyond5G推廣聯盟,負責6G綜合戰略的推進落實和跨部門協調。
我國2019年就建立了完善的6G推進組織,由工信部牽頭成立了中國IMT—2030(6G)推進組,為產業界、研究機構、基礎運營商等搭建了產學研用平臺。上述舉措旨在加強國際合作交流和技術研發。
作為5G建設的主力軍,我國三大運營商也都在積極開展針對6G的研究工作。在6G網絡架構研究方面,中國電信牽頭承擔國家項目“6G網絡架構及關鍵技術”,提出“三層四面”的數據驅動分布自治的新型網絡架構,并聯合產業鏈開展原型系統的技術攻關。在全球最早布局6G研究的中國移動主導了愿景與需求制定,攻關了多項標志性技術,協同產業上下游共建開放的聯合研發與試驗環境,培育和孵化了一系列原創技術。中國聯通負責搭建6G網絡仿真平臺,攻關6G網絡架構、6G內生安全等關鍵技術,牽頭成立了毫米波太赫茲聯合創新中心。
融合技術構建未來網絡
6G將突破從1G到5G的傳統陸地移動通信系統,通過星間鏈路、測控鏈路、饋電鏈路等實現空天地海一體化有機全面聯通。
段向陽介紹,目前業界公認的6G關鍵技術主要包括超大規模MIMO(即多入多出技術)、帶內全雙工、智能超表面、通感一體化、分布式自治網絡架構、太赫茲、星地一體融合組網、網絡內生安全等。段向陽強調,要實現6G超前的性能和功能,既要通過演進升級,發揮傳統技術的潛力,也要引入很多新興技術到通信技術領域。
5G已經基本完成了信息通信技術(ICT)的融合。在向6G演進的過程中,ICT將進一步與大數據和人工智能技術融合,呈現ICDT(Information,Communication,big Data Technology)融合的特征,大量新技術與新功能已成為6G設計候選方案。
不可否認,6G發展還面臨理論創新有待突破、關鍵技術點多面廣、技術標準存在分化風險等諸多挑戰。
中國通信標準化協會理事長聞庫表示,把原來5G的三項全能(增強移動寬帶、海量物聯網、低時延高可靠),變成現在6G的六項全能(沉浸式通信、超大規模連接、極高可靠低時延、人工智能與通信的融合、感知與通信的融合、泛在連接),對技術提出了相當大的挑戰,中國業界包括研究院所、運營企業、制造企業,要為實現六項全能下大力氣,爭取將每項指標都做到最優。
中國聯通研究院高級工程師王友祥指出,6G的生態構建面臨著更加復雜的挑戰,通信行業需要與垂直行業緊密結合,共同做深做實6G業務需求研究,進而凝練6G網絡特征、指標體系、網絡架構,提升6G賦能垂直行業的原生能力。
“《建議書》確定的6G發展目標具有標志性的意義,它將決定6G移動通信系統愿景及未來的產業生態。”中國工程院院士張平指出,ITU對未來6G的愿景描述綜合考慮了世界上不同國家的意見,是在全球6G標準化共識基礎上得出的符合未來發展的技術方向。這對全球移動通信產業界來說是一個信號,需要大家在創新的基礎上,研制出新的技術體制逐步完成6G愿景設置的目標。
向“連接任何人與物”愿景躍升
作為6G發展的綱領性文件,《建議書》描繪了6G的目標與趨勢,提出了6G的典型場景及能力指標體系,為全球業界6G的研發和產業化給出了基本遵循。
中國移動研究院院長黃宇紅表示,6G框架和總目標顯示,6G將超越通信——提供通感算智多維信息服務,超越平面——支持立體空間沉浸體驗,超越地面——實現無縫的天地一體覆蓋,有望構建起普惠、綠色、安全的“智慧泛在,虛實交融”的新世界。
愛立信中國區技術部副總經理張永濤說:“6G將帶來更具顛覆性的變革。借助6G,人們將能夠創建‘虛擬世界’和‘現實世界’的‘統一體’,在由知覺、行為和體驗組成的‘物理世界’和可編程的‘數字世界’之間架起一座橋梁。”
在段向陽看來,6G的潛在應用場景包括沉浸式云XR、全息通信、感官互聯、智慧交互、通信感知、普惠智能、數字孿生、全域覆蓋等。
從《建議書》看,6G應用場景分為“增強5G應用場景”和“6G全新應用場景”兩大類,雖然大部分應用場景在5G時代就已經存在,但相比于5G,6G將更加深入行業應用。對此,中國信息通信科技集團有限公司副總經理、總工程師陳山枝強調,6G除了要解決2030年及其以后的新需求,更要解決5G的行業應用挑戰。
他表示,從5G賦能行業過程中顯現出的痛點來看,行業應用的分散性決定了5G難以一蹴而就地解決行業萬物互聯/智聯這一難題。可以預見的是,由于技術能力的全面增強,5G沒有解決的難題將有望在6G時代獲得解決。
編輯:王慧文