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5G来了,6G还会远吗?

书稿人:快三彩票平台 发布时间:2020-01-08 16:26

  5G商用的启动,意味着6G研发的开。始。对各、国而言,移动通信技术早已不仅是便利人们沟;通的桥梁,更是国家科技、竞争力乃至国;家实力的体现

  5G来了,6G&#;还会远吗?

  中国周;刊/杜玮

  发于2019.6.17总第903,期《中国周刊》

  电影《头号玩家》中,男主角宅在家中,就&#;能环游世界、,戴着虚拟现实;设备,就能和小伙伴一起联合作战,&#;在游,戏中获得身临其,境的极致沉浸式体验……这样的场景发生在2045年,但现;实中,这在2030年后就有可能实现,也、就是在第六代移动通信(6G)时代。

  6月6日,工信部向中国移动等4家企业发放!了5G商,用牌照,标;志着。中国5G商用元年开启。商用移动通信网络每10年更新一代,5G的商用同时也意味着下一代技术研发的开始。

  201。8年7月,国际电信联盟成立了203!0网络!技术的研究组。目前,美,国;、中国;、日本、韩国、芬兰等国家,都已踏上6G研发赛道。今年2月,美国总统唐纳德·特朗普连发推特称:我想要5G,甚至6G尽快进入美国。此后不到1个月,美国开始部署6、G的研究。

  对各国。而言,移动通信技术早已。不仅是便利人们沟通的桥梁,更是国家科技竞争力乃至,国家实力的体现。6G是。什么,离我们有多远?

  6G,“6”在哪,儿?

  对普通用户来说,网速是衡量每一代网络性能的KPI。4G时代,每秒数据的传输量为几十兆比特,到了5G,数据传输速率将提高10倍以上,最高可达1Gbit/s(千兆比特每秒),而当6G开启,网速将迎来、新的飞跃。电&#;子科技大学教授、通信、抗干扰国家级重点实验室主任李;少谦在接受《中国周刊》采访时称,从技术指标&#;设定来说,每一代网络的速率都要比上一&#;代提升一个数量级,!“(如!果)再高,就超越了技术,是达不到的”,因此,一&#;般&#;场景下,6G的网速大致会是5G网速的10倍。

  大带宽、高速率能做什么?除了满足超高清网络电视、虚拟现实游戏等常见需求,全息技术成为业界看好、的方向。国际电信联盟也将其列&#;入了《2030年及之、后新。型网络技术展望》的白皮书中;。

  所谓全息技术,就是指不光能看到图像,听到声音,还能实现触。觉、味、觉等五官全方位感知的技术。举个例子,通过全息影像,足不出户,就可以置身千万里之外的热带雨林,不仅能看到瀑布,听到水流声,还能感受到当;地的温度、湿度,闻到泥土的芬芳。再如,、全息,远程会议,可以触摸到对方,全息手、术,、远端医生如同在现常

  这一技术对传感器数量、数据传输速率有着较高要、求。国际电信、联盟2030网络技术研究组主席、华为美国总部未来网络&#;首席科学、家Rich&#;ard;Li在一份报告中提到,如果要!实现对一个人高清晰度全息投影,传输速率要达到4.62Tbit/s(太比特每!秒),相当于5G网速的成百上千倍,这对6G网速也是个挑战。

  、6G更大的神通还将在于建&#;立物和物的联接。事实上,关。于5G,业内就提、出了高速率大带宽、超可靠低时延通、信、快三彩票平台海量机器联接三大应用场景。5G的理论延时要从!4G的50毫秒降至1毫秒。海量机器联接则是&#;指每平方公里接入。的传感器数量达到100万个。

  北京邮电。大学信&#;息与通信工程学院教授、网络与交换技术国家重点实验室主任张平分析说,过!去,从1G!升级到4G,只强调高速率这一个维度,5G首次提出了三个目标,但就目前而言,;只有第一类场景达成了国际统一的技术标准,5G、商用满足!的依然也只是这一场景。“超可靠低时延通信到现在为止国际上都没有标准化,要等到明年3月才定”,而实际部&#;署后,运行效果如何也尚不得而知。海量机器联接标准化的优先级则更低。&#;当下,国内采用的是依然4G时代速率较低的窄带物联网等作为技术实现手段。这意味着,6G在这三个维度上都有着进一步的改进空间。

  “‘。4G改、变生活,5G改变社会’这句话其实并不科学!”,李少谦认、为,5,G也有些被神化。在他看来,5G时代只是开;启了万物互联的大门,随着未来需求的增长和技术的迭代,要真正实现万物互联的路还有很长,这正是6G时;代要做的事情。比如,要构建完整的车联网,首先要解决广覆盖的问题,“某个地方突然没信号了,车就会撞。到一起”。

  张平称,由于技术等限制,现在的5G技术只是相对独。立地针对三大应用场景中的某一类,未来6G要同时、覆盖两类&#;甚至三类场景的。需求。比如说,整个城市的智能交,通系统,、既要处理车与车、车与人、车与交通设施等实时的大量数据,需要大带宽,又要保证低延时,避免发生事故。

  在不少业内人、士眼中,AI和6G在未来的发展中将相辅相成,融为一体。清华大学电;子工程系教授牛志升称,“6G时、代将充满AI”。他分析说,无论是帮助用户识别场景,还、是优化网&#;络资源配置,AI都将发挥重要的作用。、O。PPO研究院标准研究中心5G资深研究员沈,嘉说,随着AI技术与应用场景的普及,以智能体交互为代表的新型业务场景将会在6G时代出现。比如说,一个围棋高手要将知识和技能传给徒弟,可能需要几十年,&#;但依靠6G,机器人和。机器人之间能够快,速相互学习,几秒钟就能将智慧倾囊相授。

  李少谦说,实际上,到目前为止,关于6G,仍没有明确的定义,到2023年前,世界范围内都将处于提出愿景、分析需求、研究潜在可用技术的阶段,之后,学界、业界将进,行讨论,&#;达成共识,制定、标准。。

  6G、,有多远?

  为达成6G的美好愿!景,世界各国已竞相布局。

  从5G研发起,中国已;处于世界移动通信,行业的第一阵营,去年3;月,工信部部长苗圩在接受媒体采访时称,中国已开始着手在研究6G的发展。去年4月,芬兰科学院将芬兰奥卢大学主导的“6G支持、的无线智能社会和生态系&#;统”列为国家研究资助计划。的旗舰项&#;目,该项目在未来8年将获得超过2.5亿欧元的资助。今年1月和6月,韩国两大电子巨头LG和三星分别被报道成立了6G研发中心。今年3月,据《日本、经济》称、,早稻田大学、电子制造商NEC和德国斯图加特大学等将联手开发后5G时代移动、通信技术。

  在去年9月举,行的世界移动通信大会美洲展上,作为美国联邦通信、委员会(FCC)首位谈及6G,技术的专员,杰西&#;卡·罗森沃瑟、提到了太赫兹波、区块链等技术。今年3月,在特朗普连发推文后不久,FCC宣布。开放频率范围为95GHz(千兆赫兹)至3THz(太赫兹)、以“太赫兹波”为主的实验频段、,给研发者提供10年的使用期限,。

  太赫兹波频率为100GHz到10THz,波长介于,毫米波和红外线之间,属于高频率电磁波,被视为6G潜在可、用的关键技术之一,用李少谦的话讲,这是一块在、移动通信领域从未开垦过的新大陆。在1G到5G的发展征程中,有限的低频段资源被优先开发,移,动通信的所用频段不断走高,而依据电磁波&#;特性,频率越高,可用的带宽越大,,这也正是太赫兹;波被业界看好的原因。

  但如同硬币两面,太赫,兹波也有着致命缺陷,电磁;波频率越高,也意味着波长越短,;这样一来,太赫兹波绕过障碍物的能力就很差。太赫兹波无法穿透水泥墙,而且容易被水分子吸收,雨雾天气,树叶、建筑物、行人等遮挡;也对其有影响,这意味着太赫&#;兹波信号衰减强度大,无法远距、离传播,覆盖范围有限。

  事实上,类似问题在5G时代已有所体现。我国的5!G网络中,现在采!用的是!6GHz以,下的频段,未来还将、使用毫米波段,频率都高于4G时代所用电磁波,而毫米波和太,赫兹波!有着类似的短板。这将造成因;电磁波传播距离短,基站建设数量大且密集的境况。

  现有的一!些实验研究中,太赫兹波的传播距离多。为几十&#;米至上百米。李少谦团队在,2012年承担了、国家科技部第一个太赫兹通信系统项目,最初他估计,太赫、兹波的传播距离只有5米,但实验测得,在没有任何遮挡的情况下,其传输距离能达到1公里以上。奥卢大学无线通信中心博士后何继光&#;称,如果太赫兹波无法穿墙,则要考;虑从室外到室内的传输问题。

  在北京邮电大学教授牛凯看来,未来,太赫兹波更大的适用范围可能是室内的近距离、高速率传输,速率能达到每秒1太比特,而室外的远距离传输乃至广覆盖,仍需依、靠低频段,“3G退;网后。,可以用这。些频率,也可以在6GHz以下的频段中做一些规划”。同时,为了达到高。速率,还可以仰仗MIMO技术(多输入多输出技术),,“这实际上就相当于在空间维度上增加了信息传输通道”。他分!析说,未来、的网络。覆盖一定是多频段组合。OPPO研究院标准研究中心总监、5G首席科学家唐海称,今后基站是否越建越密,主要还取决于能否有高质量的低频频段可以腾。出使用。

  李少,谦认为,太赫、兹波通信未来可以用于体育赛事从摄像机到&#;电视地面制作中心的超高清信号点对点传。输,局域!大容量传输,是6G可能应用的技术,,而未来太赫兹波是否最终会用于6G,是否!通过建基站的方式采用,仍需进一,步的探讨。

  另一种可能性是,在6;G时代,终端和终端之间的通信不再经过基站这个“中介。”!。沈嘉认为,尤其在短距离、高频段的通信中,这样的机制可能会成为现实。“当我们用高频段的点对点通信把很多通信、流量从基站上移到我们的手机上,那么传统,中低频段的资源也能得到更好。使用,就相当于原来高速公路上都挤满了车,;如果两个人是邻居,就没必要绕道上高速公路”。美国弗吉尼亚理工大学电子与计算机系教授瓦利德·萨阿德则在其论文中提到,未来的6G时&#;代,无论是墙壁、路面,还是整个建筑,都可以采用一种智能材料,表面装配天线,充当基站,实现数据近距离、的收发。

  基站密了,电磁波频率高了,辐射是否会增&#;加?这是在5G到来前,就已在人们心、中泛起的疑问。

  对此,李少谦解、释说,是否频率越高,电磁波&#;对人的辐射就越!大,还缺乏足够的证据支撑,。“但有一个是肯定的,功率大不行,”,衡量电磁波对人体辐射的主要指标是功!率。移动通信用的功率实际上并不大,此外,由于5G基站的覆盖范!围更小,其发射功率&#;也可以进一步降低。

  保证广覆盖的另一种,方式是!卫星通讯。5月23日,美国太空探索技术公司(Sp;a、ceX)就发射了其卫星互联网项目“星链”的首批60颗近地、卫星。从20!19年到2024年,SpaceX共将搭建由约1.2万颗卫星组成的“星链”网络,从太空向地面提供高速互联网接入服务,这也被不少自媒体解读为美国的6G战略。而亚马逊、软银注资的卫星初创公司OneWeb等也都有着构建太空互联网的宏图。

  ;李少谦分析说,全球范围内,移动通信目前覆盖的陆地范围只有30%,荒漠、戈壁、贫困地区、海洋等未来都&#;要通过卫星来实现全域覆盖,但由于卫星的局限,通信速率会、比较低,因此,只能和地面移、动通信互为补充,起&#;不到替代的作用。牛志升称,由于近地卫星与地球自传不同步,意味着完成一次通信过程,要有不同的卫&#;星“接力”,而、轨道&#;受限的问题也需要考虑。

  李少谦说,6G,时代的移动通信将会是天地一体化融合的态势。同时,在几代移动通信技术迭代的过程中、,功能重叠的技术会&#;被取代掉,3G、4G提供的是都宽带服务,3G会消亡,“。2G频率低,覆盖!最好,提供了通信的最基础服务”,会保留,因此,会存在,网络“多代同堂”的情况。而从目,前看,5G时代还面临着基站建设成本高、,运营功耗大的问题。有数据显示,5G基站的电费相当于4G基站的两到三倍,这也将是6G要面对的挑战。李少谦认为,可以通过简化结构、加大元器件集成度、将不必!要设备去掉等方式,20,14世界杯网,把功耗降下来,但“又想马儿跑又想马儿不吃,草”,找这个平衡点很难。

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