10年后6G将问世:速度比5G快百倍,信号覆盖“盲区”

2019-10-27 18:56:13         浏览量:4962

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。

信号可以覆盖通信的“盲区”。

“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记者描述了一个由卫星、航空平台和船只构建的连接海、空、地的通信网络。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。

更多基站完成信号“中继”

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的张肖飞教授向记者详细解释说:“6g网络将使用高频频谱资源——太赫兹频段,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

芯片技术和算法有待改进

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。

总编辑:张武文字编辑:杨蓉专题地图来源:日出图图像来源:视觉中国图像编辑:日出

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