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整体来看,目前国际对于6G的投入处于研发规划阶段,业界的研究已勾勒出多种潜在的6G应用场景,未来将主要从万物联网的角度切入,透过太赫兹波和大规模数组天线等技术实现混合现实、远程呈现、无人驾驶、智能工厂等典型市场应用。作为一项先导性技术,6G网络的建置时间点可能落在2030年左右。到2030年,数字世界和物理世界将纠缠在一起,人们的生活将取决于网络的可靠运行。
混合现实 VR、AR正在合并到混合现实技术(XR)中,该技术包含可穿戴的显示器以及产生并保持感知错觉的交互机制。XR体验很可能由轻巧的眼镜提供,它们以前所未有的分辨率,帧速率和动态范围将图像投射到眼睛上。此外,将通过耳机和触觉界面反馈其他感觉。传感和成像设备可以捕获我们的整个生活经历以及详细的物理环境,而虚拟世界的保真度则不断提高。这些进步与分发计算的需求结合在一起(因为计算需求超过了诸如眼镜之类的小型设备)突显了无线网络对性能的需求。
远程呈现 远程呈现作为实际旅行的替代品,随着以下支持技术的空前发展,最终将成为现实:高分辨率成像和传感、可穿戴显示器、移动机器人和无人机、专用处理器以及下一代无线网络。通过实时捕获,传输和渲染会议中每个参与者的3D全息表示,或通过图形表示(例如化身)和传感器捕获的移动数据的组合来实现存在感,让地理上分散的人群获得位于同一位置的感受。由此,远程教育、协作设计、远程医疗、远程办公、高级三维模拟和训练及国防应用具有了更深的想象空间。
无人驾驶 随着自动驾驶汽车的使用增加,传感器融合和控制系统的进步不断提高交通运输系统的安全性,但这是以增强网络需求为代价的。未来网络中的每辆车都将配备许多传感器,包括相机、激光扫描仪、可能用于3D成像的THz阵列、里程表和惯性测量单元等。算法必须快速融合来自多个来源的数据,并考虑本地生成的当前周围环境地图、在该环境中的位置、有关其他可能导致人身伤害的其他车辆、人员、动物或建筑物信息的同时,快速决定如何控制车辆碰撞,还必须开发接口,以警告乘客或车辆注意潜在风险,以便采取适当措施避免发生事故。为了使车辆网络高效、安全地运行,无线网络除了具有低延迟和高带宽外,还必须提供超高的可靠性。
从5G研发起,中国已处于世界移动通信行业的第一阵营,希望在6G能够达到全面领先,在通信业的国际竞争中占据优势。
顶层设计推动 2019年11月,科技部会同国家发展改革委、教育部等多部门召开6G技术研发工作启动会,会议宣布成立国家6G技术研发推进工作组和总体专家组,标志着我国6G技术研发工作正式启动。科技部表示,目前全球6G技术研究仍处于探索起步阶段,技术路线尚不明确,关键指标和应用场景还未有统一的定义。下一步,科技部将会同有关部门组织总体专家组系统开展6G技术研发方案的制订工作,开展6G技术预研,探索可能的技术方向。
领先机构进展 2018年12月,我国三大运营商带头并联合中国信通院、华为、中兴、大唐、OPPO、vivo等国内一系列通讯设备厂商,开始启动了《“后5G”系统愿景与需求》项目,该项目执行时间为2018年12月到2020年12月,将共同针对“后5G/6G网络”进行研发,推动国内5G/6G网络的发展和探索。
2019年3月,华为确认在加拿大渥太华的研发中心开始了6G网络研究。华为提出, 6G时代将超出5G时代“物联网”,实现“万物互联”,即整个人文社会和外部物理世界实现紧密连接,因此6G的数据不是一个一个的大数据,很可能是无数的小数据汇成大数据。在通信维度方面,除了更高的速率、更宽的频谱,6G应该拓展到海陆空甚至水下空间。硬件方面,天线的角色也更为重要。随着通信频率提高,天线将会越来越小,甚至可能做到每颗芯片都有属于自己的天线,这对材料要求越来越高,对材料和加工精度都提出了更高的要求。软件方面,人工智能在6G通信中将扮演重要角色。
清华大学牛志升教授针对6G网络需要更多基站的问题,提出可以将电动汽车和自动驾驶汽车作为移动云服务器或基站,建立能够快速部署的无线网络,既能服务汽车自动驾驶,又能沟通汽车内外。
中国联通将成立毫米波太赫兹联合创新中心,共同探讨太赫兹通信愿景和场景需求,推动太赫兹通信技术研发和产业化进展,孵化基于太赫兹通信的行业应用,具体地,中国联通提出太赫兹通信发展“三步走”计划,如图1,分别为2019-2021年是太赫兹通信关键技术预研、跟进和推动阶段,中国联通将与国内产学研机构和组织建立多种形式的合作关系,成立太赫兹通信开放实验室,建立开放创新平台,跟进、参与和推动太赫兹通信关键技术发展;2021-2023年是太赫兹通信产业引导阶段,中国联通的太赫兹通信愿景、应用场景和技术需求,由应用需求牵引,深度开展平台工作,引导太赫兹通信技术产业应用发展方向,推动太赫兹通信系统研发进展;2024年及以后太赫兹通信产业持续推进,太赫兹通信行业标准也将逐步成型,中国联通将长期持续推动太赫兹通信产业应用发展。
图1:中国联通太赫兹通信推进计划
参考文献:
1、何楷等.6G移动通信技术发展与应用前景预测分析.通信与信息技术.2019.3
2、张平等.6G移动通信技术展望.通信学报.2019.1
3、太赫兹通信是实现6G愿景的关键技术 中国联通将分三步推进太赫兹通信.https://www.mscbsc.com/viewnews-2281745.html.2019-11-15
4、6G wireless: What it is and when it's coming
https://www.spglobal.com/marketintelligence/en/news-insights/latest-news-headlines/6g-wireless-what-it-is-and-when-it-s-coming-62956538.2021-03-04
5、What Is 6G.https://www.pcmag.com/news/what-is-6g.2020-12-11