天空地一體、數字孿生、全息交互:十年後,我們或將與6G相遇

2021-01-20 澎湃新聞

圖源/東方IC

30秒快讀

1、5G商用還在普及階段，6G研究已經提上日程。

2、普遍觀點認為，6G將在10年後到來，多數性能指標比5G提升10倍。

2018年美國移動世界大會上，美國聯邦通訊委員會的一位官員首次在公開場合展望6G，即第六代移動通信技術。2019年11月，中國科技部會同發展改革委、教育部、工信部、中科院、自然科學基金委組織召開6G技術研發工作啟動會。

近日，美國、日韓、歐洲等紛紛投入6G研究計劃，而中國移動、紫光展銳、vivo、賽迪智庫等國內機構相繼發布了6G系列白皮書。普遍觀點認為，6G將在2030年左右到來。

還有十年，我們或將和6G相遇，6G的關鍵詞有哪些？當6G來臨，我們的生活會發生怎麼樣的變化？

01

空天地一體化的網絡覆蓋

運營商行動網路專家許浩認為，6G和5G的主要區別是更大的範圍和更強的網絡能力：「後者代表更高的帶寬、更低的時延、更多的連接數，而前者指的是天空地一體通信。」

按照芬蘭奧盧大學發布的全球首個6G白皮書《6G無線智能無處不在的關鍵驅動與研究挑戰》，6G的大多數性能指標相比5G將提升10~100倍，比如峰值傳輸速度將達到100Gbps-1Tbps，而5G僅為10Gbps。

除了傳輸能力顯著提升，無線網絡不再困於地面，而將實現地面、衛星和機載網絡的無縫連接，可以說，6G幾乎沒有「盲點」。

6G頻譜和kpi目標
圖源/《6G無線智能無處不在的關鍵驅動與研究挑戰》

5G和衛星網際網路均已納入我國「新基建」範疇，探索兩大新基建的融合、實現空天地一體化發展是6G趨勢之一。

SpaceX公司計劃在2024年前發射1.2萬顆衛星，組成一個龐大的星鏈網絡，為全球所有地區的人提供網際網路服務。而在6G網絡下，衛星通信終端和地面通信終端正朝著一體化方向發展，空天地海一體化、立體化的融合網絡將成為現實，6G還可為深空通信的探索和發展提供支持。

6G將頻段擴展到了處於整個電磁波頻譜的最後一個跨度太赫茲。「太赫茲通信是6G的新型頻譜資源技術，如同5G將頻譜資源擴展到了毫米波。」電子科技大學通信抗幹擾技術國家級重點實驗室主任李少謙教授解釋，太赫茲頻段（0.1-10THz）頻譜資源具有100Gbps以上大容量傳輸能力，帶寬更大，在傳輸信號時速度更快。

圖源/Research Gate

中國移動研究院在白皮書中指出，6G網絡發展的重要趨勢是集中與分布式的網絡架構。5G及前幾代網絡架構設計是集中式控制，隨著空天地多樣化的場景與網絡性能需求，集中式網絡架構無法滿足所有場景，6G網絡設計需要考慮分布式架構。同時，6G網絡需要識別出不同類型終端所處的環境，選擇合適的空口技術為其服務。

中國信息通信研究院標準所副所長萬屹認為，實現空天地一體化，一是要打通專業壁壘，實現技術互通、業務互補、人才互動和產業鏈互融；二是以商業化需求為牽引，引導系統設計，通過需求分析、場景定義、技術指標梳理，推動標準制定；三是聯合起來共同推動行業標準和國家標準的建設，同時積極在國際標準化組織發聲並形成智慧財產權。

02

數字孿生、全息交互成新應用場景

除空天地一體化的網絡覆蓋，6G的應用場景又有哪些？數字孿生、全息技術是多本6G白皮書共同提到的應用場景。

生產流程數字孿生模型 圖源/德勤大學出版社

孿生虛擬世界是物理世界的模擬和預測，它能精確反映和預測物理世界的真實狀態，對物理世界進行預測性維護，避免其偏離正常軌道。

數字孿生在5G時代已經有所應用，在今年的工博會上，三大運營商展出了工業場景下起到模擬分析和產品監測功能的數字孿生。而在6G時代，數字孿生將被應用到數字孿生人、孿生農業、孿生工業等更多行業。「例如一個獨居老人，可以通過數字孿生人監測他的健康狀況，如果發現異常，及時告警家人。」運營商行動網路專家吳強說。

全息技術是一種通過錄製物體的三維圖像、網絡傳輸最終在目標空間內呈現出具有立體視覺效果的影像方法。理想的全息顯示應該是基於裸眼實現的，在必要的時候，也可以藉助頭顯並通過 AR/VR 等技術輔助實現。

依託6G網絡，全息技術將會融入通信、遠程醫療、辦公設計、軍事和娛樂遊戲等應用場景，並實現投影內容和用戶之間的互動，大大拉近傳播信息與用戶之間的距離，建立以「人的體驗」為核心的信息傳播方式。就像電影《鋼鐵俠》中的場景一樣，只要手在空中滑動，就能實現顯示內容的切換，還能組裝一些數字機械器件，並測試其性能。

圖源/電影《鋼鐵俠》

但吳強認為，6G的這些應用本質上還是5G應用的深度發展，而其核心在於AI。「6G目前沒有很革命性的新技術（比如不再用OFDM，而是用命的多址方式、資源承載方案），而是在現有5G技術框架內的技術精細化使用，6G就像是AI的『最後一公裡』。」

吳強同時表示，大數據是驅動6G發展的動力，「大數據需求會讓6G更早到來，大數據需要高算力、大帶寬，從大數據的角度來說，假如全網所有的汽車都要自動駕駛，對算力的要求極高，那就需要6G的演進」。

03

5.5G，是一個過渡嗎？

在2020全球移動寬帶論壇上，華為常務董事汪濤提出了「5.5G」概念。5G有ITU定義的三大標準場景，即eMBB（增強型移動寬帶）、mMTC（海量機器類通信）和URLLC（超高可靠低時延通信）。當前，5G的三大場景中，主要應用場景是eMBB，URLLC在無人駕駛、無人機中有所應用，mMTC還沒有太多案例。

華為提出的5.5G，在5G基礎上擴展了三大新場景，包括UCBC（上行超寬帶）、RTBC（寬帶實時交付）、HCS（通信感知融合），把5G場景定義的「三角形」變成5.5G的「六邊形」，支撐萬物互聯到實現萬物智聯。

圖源/網絡

UCBC實現上行帶寬能力10倍提升，滿足企業生產製造等場景下，機器視覺、海量寬帶物聯等上傳需求，同時也能大幅提升手機在室內深度覆蓋的用戶體驗；RTBC場景支持大帶寬和低交互時延，打造人與虛擬世界交互時的沉浸式體驗，比如XR Pro和全息應用等；HCS融合感知通信助力自動駕駛和無人機兩大場景，通過M-MIMO的波束掃描技術，使HCS場景下既能夠提供通信，又能夠提供感知，如果延展到室內，還可提供高精度釐米級低功耗的定位服務。

對於華為提出的5.5G，許浩認為，5.5G是對現在5G應用的一個細分，更像是「5G+」，「不論是5.5G還是6G，目前還沒看到革新技術」。

作者／IT時報記者 錢奕昀

編輯／挨踢妹

排版／馮誠傑

圖片／Research Gate 德勤大學出版社 網絡

來源／《IT時報》公眾號vittimes

原標題《10年後6G到來，多數指標是5G的10倍》

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