10年后6G将问世? 速度有望比5G快100倍

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  5G还未全面铺开,6G已“跃跃欲试”。

  前不久,华为內部员工社区平台“心声社区”刊登了该公司创始人任正非于本月上旬接受《经济学人》采访的纪要。在采访中,任正非称,华为的6G研究是领先世界的,但预计10年后6G才会投入使用。

  那么 ,到底哪些是6G?6G相关研究目前已进展到哪些阶段?6G的关键核心技术哪些?近日,在2019年全国通信理论与技术学术会议暨通信领域创新发展论坛上,多位业内专家表示,目前6G研究前一天 起步,在技术领域都要建立国际统一标准。

  区别于5G,6G要构建出一张实现空、天、地、海一体化通信的网络。6G频段将从5G的毫米波频段拓展至太赫兹频段,数据传输速率有望比5G快3000倍,速率达到亚毫秒级水平。在用户的个性化服务以及物联网、工业互联网、无人驾驶、智能工厂等领域,6G都将有较广阔的应用前景。

  信号可覆盖通信“盲区”

  “在6G时代,或许大家在飞机上不能上网,一同不想影响飞行安全。登山运动员在登山遇到危险时,可实时发送位置信息与求救信号,不想突然出现速率。在海上航行时,船上的工作人员不会用担心与陆地失联,6G可保证着实 时通信。”这是南京航空航天大学电子信息工程学院常务副院长吴启晖为科技日报记者描绘的、用卫星、航空平台、舰船搭建起的一张连接空、天、地、海的通信网络。而支撑该网络的核心技术,不会6G。

  6G网络将致力于打造另有四个 集地面通信、卫星通信、海洋通信于一体的全连接通信世界,沙漠、无人区、海洋等如今移动通信的“盲区”有望实现信号覆盖。

  “6G网络的速率将比5G快3000倍,几乎能达每秒1TB,这是因为下载一部电影可在1秒内完成,无人驾驶、无人机的操控都将非常自如,用户甚至感觉不想能任何速率。”吴启晖说,如今中低无线电频谱资源十分紧缺,而发展高速传输的6G网络都要充沛的频谱资源作为支撑。这是因为,6G通信要向高频段频谱资源拓展,从5G时代的毫米波(波长为10毫米到1毫米的电磁波)频段拓展到太赫兹(波长为30000微米到300微米的电磁波)频段。

  6G带来的通信变革,不仅体现在网速上,用户的交互体验也将得到大幅提升,单位时间内信息传输容量将更大,传输速率也会变得更短。

  在中国电子法学会通信分会主任委员、南京邮电大学物联网学院院长朱洪波看来,在1G到4G时代,通信技术还有的是消费型应用,5G及前一天 将走向产业型应用,类事于工业互联网、智能交通等。

  “现在学界对6G的界定有不同的观点,5G主不会为工业4.0做前期基础建设,而6G的具体应用方向目前还发生探索阶段。”朱洪波说,有专家认为,将来6G肯能被用于空间通信、智能交互、触觉互联网、感情的说说的句子和触觉交流、多感官混合现实、机器间协同、全自动交通等场景。

  需更多基站完成信号“接力”

  从1G时代到5G时代,基站就像另有四个 “交通枢纽”,在用户和移动运营商之间,架设起一座座信息交换的“桥梁”。但在6G时代,“桥梁”建设或将面临巨大的挑战。

  “未来,基站建设要面向天空、海洋,而空中传输的距离很远,水下传输的信号损耗又大,无人机和海上舰船的通信,又是动态的,这都都要协同部署攻关。”合肥工业大学副校长、教授李建东对科技日报记者说。

  目前,我国已拥有3000多万个4G基站,5G基站的数量预计将是前者的10倍,6G基站肯能会建得更密。如今,地面基站大多架设在建筑物顶部,6G网络要实现地面基站与无人机、卫星的通信,那么 基站就不仅要面向地面,也要面向空中进行信号传播。

  “而地面、空中、海洋的信道模型有的是不同的。”吴启晖说,地面基站是沿着地表进行信号传播的,肯能有建筑物、山川河流的阻隔,传播过程中信号会被衰减得十分严重,有时也会突然出现杂波、噪声。而地空信道虽不想碰上困扰地面传播的各种阻隔物,但因信道的俯仰角较大,每个层厚的传播特性也会发生差异。一同,在空中、地面、海洋传播信号时,6G网络会使用不同的频率,哪些频率肯能形成相互干扰,咋样使之“通力企业协作”也是要补救的技术大问题。

  此外,因6G通信要向高频段频谱资源拓展,受高频影响,6G时代或都要更多基站,“接力”完成信号传递工作。

  南京航空航天大学信息工程学院教授张小飞向科技日报记者具体解释道:“6G网络将使用高频段频谱资源——太赫兹频段,其频率可高达3000GHz到10THz。而信号频率越高,波长越短,信号传输范围也就越小,这是因为基站的覆盖范围随之缩小。加在在信号的频率越高,就越容易被空气中的水分子吸收掉,遇到雨雪天气,6G信号更容易受干扰,一些6G信号的传播距离不想像5G信号那么 远,这就都要更多的基站完成信号的‘接力’传递。”

  芯片技术和算法有待完善

  随着工业互联网、无人驾驶、远程医疗等应用场景的突然出现,以及用户数和智能设备数的增加,有限的速率要承载不多的终端,提升速率成了6G技术研发人员亟待补救的大问题。在吴启晖看来,要想提升速率,就要依靠芯片技术和射频电路技术的发展。

  一同,还有专家指出,太赫兹芯片的散热大问题也亟待补救。如今,芯片越做越小,而传输功率的增加会让芯片更容易“发烫”,一些微散热技术也亟待提升。

  此外,传输的数据量大了,想要实现低速率、高可靠的传输,就要求6G网络系统都要更加智能化。吴启晖介绍道,目前,他的团队正在研究6G网络的智能信息补救算法,这包括智能云计算、边缘计算、终端智能应用,以及各个层面的智能算法咋样协同。

  “但那么 另有四个 智能算法能满足6G通信的所有需求。类事于,大家在做图像识别时用‘层厚学习’算法,但在动态性强的无线通信领域,這個算法就不想适用,相比之下,‘强化学习’算法肯能更最少。”吴启晖说,和5G时代一样,6G时代同样都要构建“算法库”,智能调度各个系统,遇到哪些场景,就用哪些算法去补救相应的大问题。

  “类事于,在收到火警信号后,6G网络系统不能比较慢识别出這個场景,将這個信号传送出去,智能算法要根据应用场景的需求,给出信息传输决策。”吴启晖说。

  从3G到4G再到5G,每一代通信技术的迭代都经历了约10年的发展周期。在采访中,不少专家对记者表示,离6G真正“飞入寻常百姓家”,最少也还都要10年左右的时间。

  “目前,国内外的6G研究前一天 启动,但亟需建立与此相关的国际技术标准,包括6G的频谱、网络架构、多址接入、无线能量传输、智能化等方面的技术。”张小飞说。(金 凤)