6G

6G-太赫兹

今年(2020年)是5G开始正式商用的第一年。10月传来一个消息,美国的电信行业组团弄了一个“Next G Alliance”的联盟,意在推动北美地区在6G及未来移动技术方面的领导地位。该联盟将聚焦于研发、制造、标准化和市场准备等多方面。

Next G Alliance的创始成员包括AT&T、贝尔加拿大、Ciena、爱立信、Facebook、InterDigital、JMA Wireless、微软、诺基亚、高通、三星、TELUS、Telnyx、T-Mobile、US Cellular和Verizon等,最近Google,Apple,LG也入团了。

这个联盟的用意很明显,5G上北美地区似乎落后了,于是他们准备提前布局6G了。我们的疑惑,这种战略可行吗?

5G移动技术,专利及市场应用上,中国的华为,中兴通信占有很大的份额,美国想通过6G重新获得在移动通信领域上技术领导地位的用意不言而喻。另一个比较诡异的事实,或者能支持其6G战略的例证是,历史上单数命名的移动通信技术发展似乎都不好,比如1G,3G生命周期都很短,而且发展很拉胯。而2G,4G发展都比较好、成功。5G,6G会重蹈覆辙吗?

6G的技术要点

6G的关键性能

6G的关键技术参数
  1. 传输速度提升到100Gbps-1Tbps;
  2. 定位精度达到室内10cm,室外1m;
  3. 能源效率提升10倍;
  4. 故障率降低到百万分之一;
  5. 容量提升1000-10000倍;
  6. 接入设备密度达到100个每立方米;
  7. 电池寿命达到20年;
  8. 网络延时降低到0.1ms。

6G VS 5G

5G和6G关键性能比较

6G趋势

  • 万物互联,天地互联。机器作为用户。
  • AI作为无线通信技术研发设计的工具。
  • 开放性,软件定义网络。
  • 终端作为其他设备的接入点,分布式网络。
  • 解决公共社会问题。

关键技术

  1. 太赫兹。0.1-10THz,甚至30THz。可用频段多,带宽大,传输速率快。同时传输距离短,容易受干扰等问题。相关技术难题:严重的路径损耗和大气吸收;射频前端、光子学和数据转换;新的天线、透镜和波束形成体系结构研究;新的波形、信号、通道和协议研究;
  2. 新型天线技术。比如大规模的MIMO天线技术进一步发展;
  3. 双工网络技术的发展;
  4. 网络拓扑演化;
  5. 频谱共享;
  6. 综合人工智能;
  7. 拆分计算;
  8. 高精度网络。

应用及需求

市场需求驱动,才能促使6G成功。技术的进步并不能决定6G会成功。3G就是反面例子。

  1. 未来10年,人均拥有的物联网,无线终端1000个。5G网络将难于承载;
  2. 新一代移动通信技术各方面性能提升10倍以上,才有可能被市场接受;
  3. 低能耗、电源,超长待机的需求;
  4. 安全;
  5. E2E低延时,AI,高保真移动全息图,沉浸式XR等对高移动性,大容量,高传输速率的需求;
  6. 自动驾驶。(目前5G可能还是难于解决自动驾驶的低延时,大面积网络覆盖,可靠性问题。借助星链?)

时间线路图

关于6G发展的时间线路图,结合前几代移动通信技术发展历程,以及目前行业普遍观点,2020年前后开始6G研究,10年后,2030年前后6G开始大规模商用。

6G发展布局

中国6G早有布局

按照工信部部长的说法,中国在2018年就开始研究6G了。2019年,成立了国家6G技术研发推进工作组和总体专家组,标志着我国6G技术研发工作正式启动。

2020年11月6日,中国使用长征6号运载火箭将6G实验卫星与其他12颗卫星一起成功发射至轨道。该卫星搭载由电子科技大学与国星宇航设计开发的太赫兹卫星通信载荷,将在卫星平台上创建收发链路,开展太赫兹通信在空间应用场景下的全球首次技术验证。

华为任正非在2018年多次接受采访时表示华为的6G和5G是同步做的,华为的6G研究也领先世界。

其它国家6G发展

日本,韩国,芬兰(2018年)
2019年10月,日本NTT,索尼,与美国英特尔签署了联合研发6G技术的协议。日本政府于2020年1月,成立6G技术研究会,开始研究制定涉及6G性能目标与政策预算支援的国家综合发展战略。日本的目标是:在2025年,完成6G主要技术的研发;在2027年,开始6G技术试验;在2030年,正式启用6G技术。

韩国政府制定6G发展线路图。三星于2019年成立高级通信研究中心开展6G研究。韩国最大的移动通信运营商SK电讯2019年分别相继与三星、爱立信和诺基亚签署了战略合作协议,共同研究6G技术。

芬兰2018年即开始6G研究,2019年召开6G无线峰会,并发布了全球首份6G白皮书。

参考资料:

  1. Samsung Research:Next Generation Communications
  2. Next G Alliance
  3. 6G will achieve terabits-per-second speeds
  4. 6Gsummit
  5. 5G來了,6G還會遠嗎?
  6. 百度百科:6G
  7. 知乎:目前 6G 技术在国内外的研究进展如何?
  8. 6Gflagship
  9. 6G does not exist, yet it is already here
  10. vivo 数字生活2030+vivo 6G愿景、需求与挑战
  11. 6G channel
  12. 世界首份6G白皮书:KEY DRIVERS AND RESEARCH CHALLENGES FOR 6G UBIQUITOUS WIRELESS INTELLIGENCE
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谈笑有鸿儒,
往来无白丁。

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