關(guān)于 6G 技術(shù)的五個(gè)重要問(wèn)題

在 5G 轟轟烈烈展開(kāi)部署的同時(shí)，對下一代技術(shù)的研發(fā)工作也已經(jīng)拉開(kāi)帷幕。6G 無(wú)線(xiàn)技術(shù)承諾創(chuàng )造更美好的未來(lái)，其中一個(gè)目標就是實(shí)現人類(lèi)社會(huì )、物理世界和數字世界的融合。通過(guò)融合，6G 有望為實(shí)現聯(lián)合國可持續發(fā)展目標提供巨大助力。

本文回答了關(guān)于 6G 的一些常見(jiàn)問(wèn)題，并深入介紹了 6G 愿景以及如何實(shí)現這些關(guān)鍵目標。

什么是6G?

簡(jiǎn)而言之，6G 是用于蜂窩網(wǎng)絡(luò )的第六代無(wú)線(xiàn)通信標準，將接替當前的5G（第五代）標準。不過(guò)，研究界并不指望 6G 技術(shù)取代前幾代技術(shù)。相反，新舊技術(shù)會(huì )共存協(xié)作，合力改善我們的生活。

雖然 6G 在某些方面可以借鑒 5G，但想要滿(mǎn)足更先進(jìn)的技術(shù)需求，徹底改變我們與世界的連通方式，還有很多空白技術(shù)需要從頭開(kāi)始研發(fā)。

第一個(gè)有待提升的領(lǐng)域是速度。從理論上講，5G 可以實(shí)現 20 Gbps 的峰值數據速率，不過(guò)迄今為止測試中記錄得到的最高速度只有 8 Gbps 左右。在 6G 中，隨著(zhù)我們開(kāi)始采用更高頻率（100 GHz 以上），目標峰值數據速率將達到 1,000 Gbps（1 Tbps），這足以支持立體視頻等使用場(chǎng)景，提供增強的虛擬現實(shí)體驗。

實(shí)際上我們已經(jīng)展示過(guò) 310 GHz 頻率的空中接口傳輸，其峰值速度高達 150 Gbps。

除了速度之外，6G 技術(shù)還會(huì )帶來(lái)另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢：極低的延遲。這意味著(zhù)通信的時(shí)延可以降至極低，讓物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和工業(yè)應用能夠盡情釋放其潛力。 

6G 技術(shù)將提供增強的連通性，賦能未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )造更多奇跡?，F在的 5G 能夠支持每平方千米（或 0.38 平方英里）范圍內同時(shí)連接 100 萬(wàn)臺設備，6G 會(huì )將這個(gè)數字提升至 1000 萬(wàn)臺。

但是，6G 帶給我們的不僅僅是更快的數據速率和更低的延遲。下面我們就來(lái)探討幾項對新一代無(wú)線(xiàn)通信有重大影響的新技術(shù)。

6G技術(shù)的用戶(hù)是誰(shuí)？使用場(chǎng)景有哪些？

在 5G 中，我們開(kāi)始看到機器對機器通信的興起，而 6G 有望推動(dòng)其更上一層樓。大眾都將成為 6G 的最終用戶(hù)，越來(lái)越多的設備也將如此。這種轉變不僅會(huì )影響到人們的日常生活，也會(huì )給企業(yè)和整個(gè)行業(yè)帶來(lái)變革。

除了為最終用戶(hù)提供更快的瀏覽速度之外，我們還可以期待通過(guò)仿佛身臨其境的、有觸覺(jué)的體驗來(lái)增進(jìn)人與人的交流。例如，愛(ài)立信就預測會(huì )誕生“感官互聯(lián)網(wǎng)”，即有可能以數字方式讓人們感受到氣味或味道。新一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )聯(lián)盟（NGMN）的一份報告稱(chēng)，全息遠程呈現和立體視頻（我們可以將其視為 3D 視頻）也將成為一種使用場(chǎng)景。這一切都是為了讓虛擬現實(shí)、混合現實(shí)和增強現實(shí)融入我們的日常生活。

6G 技術(shù)可能會(huì )對企業(yè)和行業(yè)產(chǎn)生更大的影響，歸根到底會(huì )造福我們這些最終用戶(hù)。機器屆時(shí)將能夠同時(shí)處理幾百萬(wàn)個(gè)連接，完成它們現在還無(wú)法勝任的任務(wù)。

NGMN 報告預計，6G 網(wǎng)絡(luò )將實(shí)現超高準確度的定位和跟蹤。這可能會(huì )帶來(lái)多方面的進(jìn)步，例如允許無(wú)人機和機器人運送貨物和管理制造工廠(chǎng)；改善數字醫療保健和遠程健康監測；以及加強數字孿生的使用。

數字孿生將發(fā)展成為一個(gè)值得關(guān)注的使用場(chǎng)景。某些行業(yè)可以借助這個(gè)重要工具來(lái)有效地解決工廠(chǎng)或特定機器的問(wèn)題，類(lèi)似的好處不勝枚舉。我們可以試想一下創(chuàng )建整個(gè)城市的數字孿生，并對復制對象展開(kāi)測試來(lái)評估哪些解決方案最適合交通管理的情景。新加坡政府已經(jīng)著(zhù)手構建一個(gè) 3D 城市模型，為未來(lái)實(shí)現智慧城市做準備。

如何才能實(shí)現6G?

創(chuàng )造新世界需要采用新技術(shù)。在邊緣計算、人工智能（AI）、機器學(xué)習（ML）和網(wǎng)絡(luò )切片等領(lǐng)域，6G 無(wú)疑可以從 5G 中受益匪淺。與此同時(shí)，我們還需要徹底變革才能滿(mǎn)足新的技術(shù)要求。

首先是應了解如何在亞太赫茲頻率范圍內運行。5G 需要在24.25 GHz 至 52.6 GHz 的毫米波（mmWave）頻段內運行才能完全發(fā)揮其潛力，而新一代移動(dòng)連通性很可能會(huì )轉向采用 100 GHz 以上的頻率，即亞太赫茲頻率，甚至可能會(huì )進(jìn)入真正的太赫茲頻率。

為什么要了解這個(gè)？隨著(zhù)頻率增長(cháng)，信號波會(huì )展現出不同的特性。5G 之前的蜂窩通信僅使用 6 GHz 以下頻譜，信號最遠可以傳播 10 英里。在毫米波頻段，信號傳播距離急劇縮減到 1,000 英尺左右。6G 建議使用的亞太赫茲信號傳播距離往往更小，只有幾十到幾百英尺而不是上千英尺。

話(huà)雖如此，我們可以使用新型天線(xiàn)來(lái)盡量擴大信號的傳播距離。天線(xiàn)的尺寸與信號波長(cháng)成正比，因此頻率越高，波長(cháng)越短，天線(xiàn)的尺寸可以縮減到足夠小而能夠大量部署。此外，天線(xiàn)還采用了一種叫做波束賦形的技術(shù)，將信號朝向某個(gè)特定的接收機發(fā)射，而不是像 LTE 之前常用的全向天線(xiàn)那樣向著(zhù)四面八方發(fā)射。

另一個(gè)重要領(lǐng)域是為AI和ML設計6G網(wǎng)絡(luò )。5G已經(jīng)開(kāi)始考慮將AI和ML添加到現有網(wǎng)絡(luò )中。到了6G時(shí)代，我們有機會(huì )從頭開(kāi)始建設與生俱來(lái)就適應這些技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )。

國際電信聯(lián)盟（ITU）的一份報告稱(chēng)，到2030年，全球每月將產(chǎn)生超過(guò)5,000艾字節（或50億太字節）的數據。鑒于互聯(lián)的用戶(hù)和設備數量如此龐大，我們將不得不依靠AI和ML來(lái)執行各項任務(wù)，例如管理數據流量；允許智能工業(yè)機器做出實(shí)時(shí)決策并高效利用資源等等。

6G需要解決的另一個(gè)挑戰是安全性――如何確保數據安全，只有得到授權的用戶(hù)才能訪(fǎng)問(wèn)它。解決辦法是讓系統能夠自動(dòng)預測復雜的網(wǎng)絡(luò )攻擊。

最后一項技術(shù)需求是虛擬化。隨著(zhù)5G的演進(jìn)，我們將逐漸轉向虛擬環(huán)境。如今，Open RAN（O-RAN）架構將更多的處理和功能轉交給云端負責。邊緣計算等解決方案將在未來(lái)變得越來(lái)越普遍。

6G技術(shù)是否可持續？

可持續性是當今電信行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。誠然，隨著(zhù) 5G 的推進(jìn)，6G 也離我們越來(lái)越近，人類(lèi)和機器將消耗越來(lái)越多的數據。以我們在數字世界的碳足跡為例，發(fā)送一封簡(jiǎn)單的郵件相當于向大氣中排放 4 克二氧化碳。

幸好，6G 技術(shù)有望幫助人類(lèi)在各種應用中提高可持續性。優(yōu)化農場(chǎng)自然資源的使用就是一個(gè)例子。通過(guò)使用實(shí)時(shí)數據，6G 還能賦能智能車(chē)輛進(jìn)行路線(xiàn)規劃，這將有助于減少碳排放并更好地分配能源，從而提高能源效率。

此外，研究人員也將可持續性放到了他們 6G 項目的中心。使用新型材料的半導體等元器件應當會(huì )降低功耗。歸根結底，我們預計新一代移動(dòng)連通性將會(huì )有助于實(shí)現聯(lián)合國可持續發(fā)展目標。

6G將在什么時(shí)候可以使用？

業(yè)界一致認為，第一個(gè)包含 6G 的第三代合作伙伴計劃（3GPP）標準版本將在 2030 年完成。6G 技術(shù)的早期版本最早可能在 2028 年投入試運行，像前幾代標準一樣都需要經(jīng)歷十年左右的時(shí)間。這是“下一代通信聯(lián)盟”（Next G Alliance）公布的愿景。

在將新一代移動(dòng)連通性推向市場(chǎng)之前，國際機構會(huì )針對技術(shù)規范展開(kāi)討論，從而實(shí)現互操作性。例如，確保您的手機能在世界各地使用。

ITU 和 3GPP 同為知名的標準化機構，他們也設立了工作組來(lái)評估全球 6G 研究進(jìn)展。

另外技術(shù)的發(fā)展同樣需要時(shí)間。許多6G功能需要借助在材料和方法上都突破常規的新的解決方案才能實(shí)現，開(kāi)發(fā)這樣的方案也同樣需要時(shí)間。

好消息是：電信行業(yè)正在朝著(zhù)下一代通信飛速發(fā)展

以是德科技為例，我們正在充分利用 5G 和 Open RAN 領(lǐng)域的成功經(jīng)驗，協(xié)作開(kāi)發(fā)適合需求的解決方案，共同為 6G 奠定良好基礎。

我們還與市場(chǎng)領(lǐng)軍企業(yè)攜手合作，推進(jìn)新興 6G 技術(shù)的測試和測量。每周都會(huì )有捷報頻傳，看到某公司或某高校取得了突破性的發(fā)現。

更讓人振奮的是，我們每天都離 6G 更近了一步。建設未來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)要從現在做起。我們的征程才剛剛開(kāi)始，我們熱切期待您的加入。