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10年后6G将问世,有望比5G快100倍,信号覆盖“盲区”

2019-11-07 21:35:27 浏览次数:3644
  

5g尚未完全推出,6g“准备好尝试”。

不久前,华为的内部员工社区平台“语音社区”在本月早些时候发布了该公司创始人任郑飞接受《经济学人》采访的纪要。任郑飞在采访中表示,华为6g的研究领先于世界,但预计6g要到10年后才会投入使用。

那么,6g到底是什么?6g相关研究进展到了什么阶段?6g的关键核心技术是什么?近日,在2019年全国通信理论与技术大会和通信领域创新与发展论坛上,业内许多专家表示6g研究刚刚开始,需要在技术领域建立国际统一标准。

不同于5g和6g,有必要建立一个网络来实现空中、空中、地面和海上通信的一体化。6g波段将从5g的毫米波波段扩展到太赫兹波段。数据传输速率预计比5g快100倍,时间延迟将达到亚毫秒级。6g将在用户个性化服务、物联网、工业互联网、无人驾驶、智能工厂等领域有广阔的应用前景。

“在6g时代,也许我们可以在飞机上上网而不影响飞行安全。登山运动员在攀登中遇到危险时,可以及时发送位置信息和求救信号。在海上航行时,船上的船员也不用担心与陆地失去联系。6g可以确保实时通信。”南京航空航天大学电子信息工程学院常务副院长吴戚慧向《科学技术日报》记者介绍说,利用卫星、航空平台和船只建立了一个连接空中、空中、地面和海上的通信网络。支持网络的核心技术是6g。

6g网络将努力建设一个集地面通信、卫星通信和海洋通信于一体的完全互联的通信世界。今天的移动通信“盲区”,如沙漠、无人居住区和海洋,预计将实现信号覆盖。

“6g网络的速度将比5g快100倍,几乎达到每秒1tb,这意味着下载电影可以在1秒内完成。无人驾驶和无人驾驶飞行器将被非常自由地控制,用户甚至不会感到任何延迟。”吴戚慧表示,目前中低无线电频谱资源非常稀缺,发展6g高速传输网络需要足够的频谱资源作为支撑。这意味着6g通信将扩展到高频频谱资源,从5g时代的毫米波(波长为10毫米至1毫米的电磁波)频带到太赫兹(波长为3000微米至30微米的电磁波)。

6g带来的通信革命不仅体现在网络速度上,而且用户的交互体验也会大大提高。单位时间的信息传输容量将更大,传输延迟将更短。

中国电子协会通信分会主任、南京邮电大学物联网学院院长朱洪波表示,在1g到4g时代,通信技术仍然是一种消费应用,5g及以后将走向工业互联网和智能交通等工业应用。

“目前学术界对6g的定义有不同的看法。5g主要用于工业4.0的初步基础设施,而6g的具体应用方向仍处于探索阶段。”朱洪波表示,一些专家认为6g未来将用于空间通信、智能交互、触觉互联网、情感和触觉通信、多感官混合现实、机器间协调、全自动交通等场景。

从1g时代到5g时代,基站就像一个“交通枢纽”,在用户和移动运营商之间搭建信息交流的“桥梁”。然而,在6g时代,“桥梁”的建设将面临巨大挑战。

“未来,基站的建设将面向天空和海洋,而空中传输距离很长,水下传输的信号损耗很大,无人机与海上舰船之间的通信是动态的,需要协调部署和研究。”合肥工业大学副校长兼教授李建东告诉《科技日报》记者。

目前,中国有600多万个4g基站。5g基站的数量预计是前者的10倍,6g基站可能会建得更密集。如今,大多数地面基站都安装在建筑物的顶部。为了实现地面基站与无人机和卫星之间的通信,6g网络不仅需要面向地面,还需要面向空中进行信号传输。

"地面、空中和海上的航道模型是不同的."吴戚慧说,地面基站沿着地面传输信号。由于建筑物、山脉和河流的阻挡,信号在传输过程中会被严重衰减,有时会出现杂乱和噪声。虽然地对空信道不会遇到干扰地面传播的各种障碍,但是由于信道的大俯仰角,每个角度的传播特性将会不同。同时,6g网络在空中、地面和海上传输信号时将使用不同的频率。这些频率可能相互干扰。如何“相互合作”也是一个需要解决的技术问题。

此外,因为6g通信需要扩展到高频频谱资源,并且受到高频的影响,6g时代可能需要更多的基站来“中继”信号。

南京航空航天大学信息工程学院教授张肖飞向《科技日报》记者详细解释说:“6g网络将使用太赫兹频段,这是一种高频频谱资源,频率高达100ghz至10thz。然而,信号频率越高,波长越短,信号传输范围越小,这意味着基站的覆盖范围将相应减小。此外,信号频率越高,就越容易被空气中的水分子吸收。在雨天和下雪天,6g信号更容易受到干扰,因此6g信号的传播距离不会像5g信号那样远,这需要更多的基站来完成信号的“中继”传输

随着工业互联网、无人驾驶、远程医疗等应用场景的出现,以及用户和智能设备数量的增加,有限的带宽不得不承载越来越多的终端,提高带宽已经成为6g技术研究者迫切需要解决的问题。在吴戚慧看来,要提高带宽,必须依靠芯片技术和射频电路技术的发展。

同时,一些专家指出太赫兹芯片的散热问题也亟待解决。如今,芯片越来越小,传输功率的增加将使芯片更容易“燃烧”,因此微散热技术也亟待改进。

此外,传输的数据量很大。为了实现低延迟、高可靠性的传输,6g网络系统必须更加智能化。吴戚慧表示,目前,他的团队正在研究6g网络的智能信息处理算法,包括智能云计算、边缘计算、终端智能应用,以及各级智能算法如何协同工作。

“但是没有智能算法能够满足6g通信的所有要求。例如,我们在图像识别中使用“深度学习”算法,但该算法可能不适用于动态无线通信领域,相比之下,“强化学习”算法可能更合适。”吴戚慧说,就像5g时代一样,6g时代也需要建立一个“算法库”来智能地调度各种系统,并使用任何算法来解决任何场景中的相应问题。

“例如,在接收到火警信号后,6g网络系统应该能够快速识别现场并传输信号。智能算法应根据应用场景的要求给出信息传输决策。”吴戚慧说道。

从3g到4g到5g,每一代通信技术都经历了大约10年的发展周期。在采访中,许多专家告诉记者,6g真正“飞入普通人的家中”至少需要10年时间

“目前,6g的国内外研究刚刚起步,但迫切需要建立相关的国际技术标准,包括6g频谱、网络架构、多址接入、无线能量传输、智能等技术。”张肖飞说道。

9月16日,华为的“声音社区”发表了任郑飞对《经济学人》的采访。任郑飞表示,华为6g的研究也是世界领先,预计6g技术要到十年后才会投入使用。

事实上,这并不是华为的“6g研究”第一次被披露。

据了解,今年8月中旬,加拿大媒体逻辑报道称,华为已向其证实,该公司已在加拿大渥太华启动6g网络研究。

报告还提到,华为已经证实,该公司已经开始在其位于加拿大安大略省的中心进行6g网络研究。华为还表示,该公司已经与几所加拿大大学的研究人员进行了会谈。业内人士预计,华为此举将从加拿大主要知名大学招聘6名通信技术人才。

在此之前,任郑飞在一次采访中公开声明,华为有兴趣向西方公司出售华为的5g技术。当时,任郑飞说他想在5g领域与华为竞争。

现在华为6g的报告显示,任郑飞敢于出售华为5g技术的原因更加明显:华为已经在6g领域领先。

尽管5g尚未普及,6g技术仍处于理论研究和开发阶段。然而,在通信领域有一个普遍的说法,“用一代人,研究一代人,保留一代人”。谁享有更多的知识产权和专利,谁就能在国际移动通信中享有更多的发言权。这显然是华为的目标之一。

任郑飞在一次采访中说,我们也是6g研究的世界领导者,但我们判断6g要到十年后才会投入使用。因此,技术转让不是我们进步的终点,当我们获得资金时,我们将取得更大的进步。

任郑飞表示,华为转让5g许可证后将获得一些资金。这笔钱就像柴火,将来可以燃烧更多的科学研究。

在这个阶段,6g还处于初级阶段。要取得显著成效,华为显然需要大量资本投资。对于6g研究,华为表示将增加15%的研发投资。因此,也许为了进一步的研发,华为希望通过实现5g来全力支持6g的发展。

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