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2018年在紐約大學(xué)和加州大學(xué)開始在中國學(xué)習(xí)6G,對太赫茲6G進(jìn)行初步研究;從成立6G聯(lián)盟到與SK電訊的諾基亞和愛立信簽署相關(guān)協(xié)議,加強(qiáng)6G網(wǎng)絡(luò)研發(fā)合作。除美國外,俄羅斯、日本和歐盟都在從事6G研發(fā)。一時(shí)間6G似乎比元界更受歡迎。
根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn),蜂窩技術(shù)一般保持“10年10G”的迭代周期。
每一代移動(dòng)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,而新一代通信技術(shù)的轉(zhuǎn)型,對上一代的降維打擊往往是顛覆性的。比如最早的1G只提供手機(jī)語音電話解決方案,類似于老大哥這樣的尋呼機(jī); 2G時(shí)代,手機(jī)語音和短信應(yīng)用開始流行; 3G是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信的時(shí)代,也是這個(gè)時(shí)代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的生態(tài)。開始吧; 4G是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的黃金時(shí)代; 5G是萬物互聯(lián)。
可能是3G轉(zhuǎn)4G太順了,5G的推出還沒有引發(fā)全國換機(jī)潮,6G輿論也兩極分化:正面的聲音認(rèn)為6G是大勢所趨,負(fù)面的聲音認(rèn)為6G是弗萊的概念,沒有人真正需要6G。當(dāng)然,爭議并不是最重要的問題,很多人還沒有弄清楚6G是什么,6G會(huì)改變什么。
從人類到智能
早在 2019 年,Santiago Tenorio(沃達(dá)豐網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)總監(jiān))就曾表示:“業(yè)界應(yīng)該把 6G 變成‘no-G’(no-G)。在他看來,目前的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了頂峰,還有除了更新服務(wù)和應(yīng)用程序之外,基本改進(jìn)的空間很小。 6G是不存在的東西。去年 8 月,IEEE 對數(shù)百名電信網(wǎng)絡(luò)行業(yè)專家對 6G 的看法進(jìn)行了調(diào)查,導(dǎo)致超過一半的受訪者更愿意認(rèn)為 6G 是基于 5G 的升級而不是顛覆。
普及到什么程度4G,在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率大幅提升的基礎(chǔ)上,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)催生了大量新業(yè)態(tài),直播就是最典型的案例。但是,4G能更好地適應(yīng)消費(fèi)級應(yīng)用場景,但很難適應(yīng)更高級的計(jì)算場景:比如AI領(lǐng)域的信息獲取和處理,所以人們對5G的初步認(rèn)識更多是在更快的網(wǎng)絡(luò)層面速度出眾。
但事實(shí)上,5G不僅讓智能家居、智能穿戴、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智慧城市等新概念逐步落地,也帶來了新的商機(jī),將改變個(gè)人和行業(yè)。
根據(jù)《華為6G白皮書》,與前幾代移動(dòng)通信技術(shù)相比,6G將從“物聯(lián)網(wǎng)”向基于5G的“互聯(lián)智能”演進(jìn)。結(jié)合人工智能、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展,使能一切,實(shí)現(xiàn)智能泛在連接,6G的主流應(yīng)用還將包括XR云服務(wù)、觸覺反饋、全息顯示等。
這里不得不提一個(gè)老概念:數(shù)字孿生。
在使用場景方面,數(shù)字孿生基于物理世界生成數(shù)字孿生虛擬世界,信息可以通過數(shù)字世界在物理世界中的人、人、物、物、物之間傳遞。它最早用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)測性維護(hù),“人體數(shù)字孿生”旨在利用人體中的各種智能傳感器,收集真實(shí)人體的各種器官數(shù)據(jù),數(shù)字化重建一個(gè)數(shù)字人。
在一些6G場景下,未來人們可以傳遞觸覺、嗅覺、味覺甚至人類情感,在這種背景下,科幻色彩有點(diǎn)太濃了,所以有人認(rèn)為6G是沒有必要的。
6G技術(shù)原理
接下來我們談?wù)?G的技術(shù)方面。
眾所周知,移動(dòng)通信正在從 1G 向 5G 擴(kuò)展,以提高無線連接的速率和容量,越來越多的頻譜和更高的頻段。據(jù)日經(jīng)新聞報(bào)道,日本目前的5G通信主要基于sub-6GHz頻段,速度與4G相差不大。 6G技術(shù)攻防戰(zhàn)較早打響的原因如下能夠經(jīng)受住太赫茲應(yīng)用和人造衛(wèi)星技術(shù)等未來的技術(shù)競爭。
補(bǔ)充一個(gè)知識點(diǎn):太赫茲是頻率的單位,1THz=1000GH,基于太赫茲技術(shù),6G網(wǎng)絡(luò)的速度可以達(dá)到5G網(wǎng)絡(luò)速度的50倍以上,也就是在6G時(shí)代,室內(nèi)精度的誤差可以縮小到10cm,室外精度不超過1米。
太赫茲波作為高速寬帶通信載體,具有極高的指向性和穿透能力,既適用于惡劣環(huán)境下的安全短距離通信,也適用于需要高帶寬的衛(wèi)星通信。國際通信聯(lián)盟認(rèn)為,6G要成為基于太赫茲技術(shù)的超高速網(wǎng)絡(luò),必須開發(fā)100GHz到10THz的頻率范圍。
由于早期的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)主要是基于連接互聯(lián)網(wǎng)的光纖基站,考慮到地面基站建設(shè)的難度,6G的應(yīng)用場景將是靠近天空、海洋、山脈、沙漠等,用于高空、平流層飛行的低軌衛(wèi)星和偽衛(wèi)星無人機(jī)。衛(wèi)星通信將成為傳統(tǒng)移動(dòng)地面通信系統(tǒng)的重要補(bǔ)充,空天地覆蓋一體化成為趨勢。
也有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,6G網(wǎng)絡(luò)將“實(shí)現(xiàn)地面無線與衛(wèi)星通信的連接”,不同于目前基于光纖連接基站的手機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)來理想,無縫。它可以覆蓋世界的各個(gè)角落,甚至偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們也可以接收到遠(yuǎn)程醫(yī)療和偵察,并且在衛(wèi)星系統(tǒng)和地面網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)動(dòng)下,可以做出更準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào),以快速應(yīng)對突發(fā)的自然災(zāi)害。
但不得不說,對于太赫茲技術(shù),我們還是要理性的。

一般來說,網(wǎng)絡(luò)的迭代分為兩個(gè)層次,一個(gè)是傳輸,一個(gè)是應(yīng)用。傳輸是指基站、芯片等硬件層,應(yīng)用主要是指軟件。因?yàn)?G已經(jīng)落地到某些軟件應(yīng)用中,它可以在一定程度上改變我們的生活方式。4G的成功意味著5G和6G的壓力增加了很多,以至于我們經(jīng)常聽到:雖然每個(gè)人都在談?wù)?G天,5GG只是在硬件維度上比較成熟,離實(shí)際規(guī)模應(yīng)用還有很長的路要走,在理論上還是會(huì)影響6G的。
文庫(中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)副會(huì)長)曾表示,“太赫茲作為6G的重要技術(shù)方向,首先要培育成熟的毫米波。”原因很簡單,現(xiàn)在4G,毫米波換5G還是有問題的如覆蓋范圍較弱、網(wǎng)絡(luò)部署成本高和端點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)不成熟等亟待解決。
也就是說,即使是在6G時(shí)代,太赫茲波也可能會(huì)遇到類似的問題。如果說Massive MIMO(Massive Antenna Technology)是5G的標(biāo)志性技術(shù),那么6G的主要方向就是提高場景匹配、降低系統(tǒng)開銷、簡化計(jì)算、提高多用戶耦合效率。
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,并在此基礎(chǔ)上提出了“萬物互聯(lián)”。那么問題來了,誰來敲6G需求的大門,“萬物互聯(lián)”究竟是真話還是假話,這些問題只有在6G標(biāo)準(zhǔn)出來后才能得到解答。
6G離我們有多遠(yuǎn)?
通信技術(shù)變革并不比別人好,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,與其說是業(yè)界在爭搶6G技術(shù),倒不如有一個(gè)真正的標(biāo)準(zhǔn)測試場。雖然目前業(yè)界還沒有針對6G制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),但已經(jīng)就6G的商用進(jìn)程達(dá)成初步共識,并規(guī)劃了原型時(shí)間表。 )曾說過,“到2030年,6G將商用。”
如果說5G還沒有全面普及,很多人抱怨6G注定要“早起趕晚集”,而是指移動(dòng)通信。毫不夸張地說,提前為下一代通信技術(shù)做準(zhǔn)備,按照“用一代、造新一代、看新一代”的行業(yè)發(fā)展規(guī)律進(jìn)行超前研發(fā)和專利保留。
最后,上升到戰(zhàn)略層面,才有可能抓住未來制高點(diǎn)信息產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵。
據(jù)中國移動(dòng)研究院首席專家劉光義介紹,整個(gè)6G研發(fā)在5G研發(fā)過程的基礎(chǔ)上大致分為兩個(gè)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(yàn)證,系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)及樣機(jī)驗(yàn)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。

放眼國外,芬蘭率先發(fā)布了全球首份6G白皮書,Horizon2020組織了6G研究項(xiàng)目“智能電網(wǎng)與服務(wù)”,美國一直高度重視太赫茲和空間領(lǐng)域。空地一體化技術(shù),形成以SpaceX、亞馬遜、阿斯特拉、波音等低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)編隊(duì)為核心成員的體系;日韓6G研究面向校企合作,包括LG、三星成立6G研究中心,發(fā)布6G白皮書,涵蓋6G愿景、發(fā)展趨勢、應(yīng)用場景、標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間表等。
如果我們將通信網(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,我們不難看出,后者將人類的需求分為生理、安全和社會(huì)需求、尊重和自我實(shí)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,通過滿足不同生活場景的需求,到人與物、物與物之間的高速連接,通信技術(shù)。她已經(jīng)成為連接真實(shí)物理世界和虛擬數(shù)字世界的紐帶。
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(shí)過早嗎?