4G不穩(wěn)定,5g不流行,6G即將到來?

過后就會離開
在使用場景中,數(shù)字雙胞胎基于物理世界生成數(shù)字雙胞胎虛擬世界。信息可以通過數(shù)字世界在人與人、人與物之間以及物理世界中的物與物之間傳輸。它最早用于飛機發(fā)動機的預(yù)測性維修,而“人-數(shù)字孿生”就是利用人體內(nèi)的大量智能傳感器采集真實人體的各種器官數(shù)據(jù),經(jīng)過數(shù)字重建后形成數(shù)字人。

自從5g逐步大規(guī)模應(yīng)用以來,關(guān)于6G的討論層出不窮。

從2018開始,我們在中國學(xué)習(xí)6G,并在紐約大學(xué)和加利福尼亞大學(xué)對太赫茲的6G方向進(jìn)行了初步研究;從成立6G聯(lián)盟到sktelecom與諾基亞、愛立信簽署相關(guān)協(xié)議,加強6G網(wǎng)絡(luò)研發(fā)合作;除中國外,美國、俄羅斯、日本和歐盟都在積極開展6G討論。有一段時間,6G似乎比元宇宙更憤怒。

根據(jù)以往的經(jīng)驗,移動通信技術(shù)基本上保持著“十年1G”的迭代周期。

每一代移動通信技術(shù)的誕生都是為了解決行業(yè)發(fā)展所面臨的問題。此外,由于新一代通信技術(shù)的改革,上一代的降維攻擊往往具有顛覆性。例如,最早的1g只提供手機語音解決方案,類似于大哥大等尋呼機;到了2G,移動語音和短信應(yīng)用已經(jīng)很流行;3G是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信的時代,互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用生態(tài)從此開始扎根;4G是移動互聯(lián)網(wǎng)的黃金時代;5g在于萬物的互聯(lián)。

可能是3G到4G太柔滑了,5g的到來并沒有在全民中引發(fā)一波機器變革。此外,公眾對6G的看法也出現(xiàn)了兩極分化:積極的聲音認(rèn)為6G是大勢所趨;負(fù)面觀點認(rèn)為6G是投機的概念,沒有人真正需要6G。當(dāng)然,爭議不是最重要的問題。許多人仍然不明白什么是6G,以及6G會發(fā)生什么變化。

從人類到代理人

早在2019年,沃達(dá)豐網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)總監(jiān)圣地亞哥·特諾里奧(SantiagoTenorio)就表示,“業(yè)界應(yīng)該把6G變成‘no-g’。”在他看來,目前的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了頂峰,除了升級服務(wù)和應(yīng)用程序之外,根本沒有改進(jìn)的余地。6G是沒有用的。到去年8月,IEEE已經(jīng)為數(shù)百名電信網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的專家進(jìn)行了一項關(guān)于6G觀點的調(diào)查。結(jié)果顯示,超過一半的人更愿意相信6G是基于5g的升級和延續(xù),而不是subversion。

與廣泛使用的4G一樣,基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率顯著提高,移動互聯(lián)網(wǎng)催生了大量新格式。直播是最典型的例子。然而,4G可以更好地匹配消費者應(yīng)用場景,但很難適應(yīng)更高級的計算場景:例如人工智能領(lǐng)域的信息收集和處理,因此人們對5g的最初理解停留在網(wǎng)絡(luò)速度更快的水平上。

但事實上,5g不僅將逐步實現(xiàn)智能家居、智能穿戴、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能城市等新概念,還將帶來新的商機,改變個人和行業(yè)。

根據(jù)《華為6G白皮書》,與前幾代移動通信技術(shù)相比,6G將在5g的基礎(chǔ)上從“互聯(lián)物”向“互聯(lián)智能”演進(jìn)。結(jié)合人工智能、云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展,它可以賦予一切力量,實現(xiàn)智能泛在連接。6G的主流應(yīng)用還包括XR云服務(wù)、觸覺反饋、全息顯示等。

這里我們必須提到一個古老的概念:數(shù)字雙胞胎。

在使用場景中,數(shù)字雙胞胎基于物理世界生成數(shù)字雙胞胎虛擬世界。信息可以通過數(shù)字世界在人與人、人與物之間以及物理世界中的物與物之間傳輸。它最早用于飛機發(fā)動機的預(yù)測性維修,而“人-數(shù)字孿生”就是利用人體內(nèi)的大量智能傳感器采集真實人體的各種器官數(shù)據(jù),經(jīng)過數(shù)字重建后形成數(shù)字人。

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在6G的一些假設(shè)中,在未來,人們可以傳遞觸覺、嗅覺、味覺,甚至人類的情感。當(dāng)然,在這種情況下,科幻小說的色彩太濃,所以有些人認(rèn)為6G是不必要的。

6g的技術(shù)原理

接下來,我們來談?wù)?G的技術(shù)水平。

眾所周知,從1g到5g,為了提高無線鏈路的速率和容量,移動通信總是擴展到更大的頻譜和更高的頻帶。根據(jù)《日經(jīng)新聞》據(jù)報道,日本目前的5g通信主要在6GHz以下的頻段,速度與4G相差不大。6G技術(shù)攻防戰(zhàn)之所以提前展開,是為了應(yīng)對未來的科技競爭,比如太赫茲的應(yīng)用和人造衛(wèi)星技術(shù)。

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增加一點知識:太赫茲是一個頻率單位,1MHz=1000gh。基于太赫茲技術(shù),6G網(wǎng)絡(luò)速度可以達(dá)到5g網(wǎng)絡(luò)速度的50倍以上,即在6G時代,室內(nèi)精度誤差可以降低到10cm以下,室外精度誤差不超過1m。

太赫茲波作為一種高速寬帶通信載體,具有很高的方向性和穿透能力。因此,它適用于惡劣環(huán)境下的短距離安全通信和高帶寬要求的衛(wèi)星通信。國際電信聯(lián)盟認(rèn)為,如果6G要成為基于太赫茲技術(shù)的超高速網(wǎng)絡(luò),它需要擴大100ghz-10thz的頻帶范圍。

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過去,移動通信網(wǎng)絡(luò)主要基于光纖連接的基站接入互聯(lián)網(wǎng)。由于6G的應(yīng)用場景更加豐富,考慮到近空間、海洋、山區(qū)和沙漠等地面基站建設(shè)的困難,將使用低軌道衛(wèi)星和在平流層飛行的高空偽衛(wèi)星無人機。衛(wèi)星通信將是傳統(tǒng)地面移動通信系統(tǒng)的重要補充,空間與空間的融合已成為一種趨勢。

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一些業(yè)內(nèi)專家還認(rèn)為,與目前基于光纖連接基站的移動通信網(wǎng)絡(luò)不同,“6G網(wǎng)絡(luò)將實現(xiàn)地面無線與衛(wèi)星通信的連接”這樣,網(wǎng)絡(luò)信號就可以無縫到達(dá)。理想情況下,它可以覆蓋世界各地,甚至使偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們能夠接受遠(yuǎn)程醫(yī)療和教育。此外,在衛(wèi)星系統(tǒng)和地面網(wǎng)絡(luò)的連接下,它可以進(jìn)行更準(zhǔn)確的天氣預(yù)報,并快速應(yīng)對突發(fā)自然災(zāi)害。

但不得不說,對于太赫茲的技術(shù),我們還是需要理性的。

一般來說,網(wǎng)絡(luò)的迭代分為兩個層次,一個是傳輸,一個是應(yīng)用。傳輸是指基站、芯片等硬件層面,應(yīng)用主要是指軟件。因為4G已經(jīng)實現(xiàn)到特定的軟件應(yīng)用程序中,它可以在一定程度上改變我們的生活方式。4G的成功讓5G和6G的壓力急劇增加,所以我們經(jīng)常聽到:雖然大家每天都在談?wù)?G,但5G在硬件維度上也只是處于成熟狀態(tài),距離實際還有很長的路要走大規(guī)模應(yīng)用。至于6G,還停留在理論層面。

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中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會副會長聞庫曾表示,“太赫茲是6G的重要技術(shù)方向,前提是先培育成熟毫米波。”這背后的原因很簡單,4G和5G使用的毫米波仍然存在覆蓋能力弱、建網(wǎng)成本高、終端生態(tài)不成熟等問題亟待解決。

也就是說,即使是在6G時代,太赫茲也可能會遇到類似的問題。如果說MassiveMIMO(大規(guī)模天線技術(shù))是5G的標(biāo)志性技術(shù),那么6G的主要方向是如何提高場景適應(yīng)性、降低系統(tǒng)開銷、簡化計算、提高多用戶配對效率。

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人們通常認(rèn)為AI為5G打開了一扇窗,5G可以讓AI更加無處不在,“萬物互聯(lián)”就是在此基礎(chǔ)上提出的。那么問題來了,誰來敲6G需求的大門,“萬物智聯(lián)”到底是真命題還是假命題,這些問題只有在6G標(biāo)準(zhǔn)出來之后才能得到解答。

6G離我們有多遠(yuǎn)?

通信技術(shù)的變化不亞于他人。一般來說,先有標(biāo)準(zhǔn),后有應(yīng)用。

但需要注意的是,標(biāo)準(zhǔn)往往來自場景規(guī)模應(yīng)用的直接反饋,6G也不例外。與其說是行業(yè)在爭奪6G技術(shù),倒不如說是找到一個真正的標(biāo)準(zhǔn)測試場。目前,雖然業(yè)界還沒有針對6G制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),但對于6G的商用進(jìn)程已經(jīng)達(dá)成初步共識,并規(guī)劃了初步時間表。在去年的科技風(fēng)云榜大會上,王建宙(中國移動前董事長)曾表示,“到2030年,6G將商用。”

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在5G還沒有完全普及的時候,很多人抱怨6G注定“早起趕晚集”,但提到移動通信行業(yè)的發(fā)展規(guī)律“用一代,做一代,看一代””,提前為下一代做準(zhǔn)備在通信技術(shù)方面進(jìn)行前瞻性研發(fā)和專利儲備一點都不為過。

畢竟上升到戰(zhàn)略層面,這很可能是搶占未來信息產(chǎn)業(yè)制高點的關(guān)鍵。

據(jù)中國移動研究院首席專家劉光毅介紹,基于5G研發(fā)流程,整個6G研發(fā)將大致分為兩個階段。第一階段(2018-2025),愿景定義、需求定義及關(guān)鍵技術(shù)研究與驗證、系統(tǒng)概念設(shè)計及樣機驗證;第二階段(2026-2030),3GPP開始研究制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)“端到端”的產(chǎn)業(yè)化推廣、業(yè)務(wù)和應(yīng)用培育、商業(yè)部署。

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放眼國外,芬蘭率先發(fā)布全球首份6G白皮書,Horizon2020組織“智能網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)”6G研究項目,美國一直重視太赫茲和天地融合技術(shù)領(lǐng)域.等低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)編隊為核心成員;日韓6G研究偏向校企合作,其中LG和三星建立了6G研究中心并發(fā)布了6G白皮書,涵蓋6G愿景、演進(jìn)趨勢、應(yīng)用場景、標(biāo)準(zhǔn)化時間表等。

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當(dāng)我們將傳播網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求與馬斯洛的需求層次理論進(jìn)行比較時,我們不難發(fā)現(xiàn),后者從人的動機的角度,將人的需求從低到高依次劃分為生理、安全、社交、尊重和自我。到高。實現(xiàn),前者從1G發(fā)展到現(xiàn)在,從基本滿足人與人之間的通信需求,到滿足各種生活場景的需求,再到人與物、物與物之間的高速連接,通信技術(shù)已經(jīng)成為一個真實的物理世界。與虛擬數(shù)字世界的連接。

但摩爾定律的失敗不可避免地讓我們停下來思考:現(xiàn)在談6G還為時過早嗎?

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