盡管全球5G才剛開(kāi)始，但研究機(jī)構(gòu)已把目光轉(zhuǎn)向6G技術(shù)了。
不久前，Oulu大學(xué)6G旗艦研究計(jì)劃發(fā)布了全球首個(gè)6G白皮書(shū)。該白皮書(shū)基于70位專(zhuān)家的觀點(diǎn)系統(tǒng)性地介紹了6G技術(shù)趨勢(shì)，這些專(zhuān)家們都參加了今年3月舉行的首屆6G無(wú)線峰會(huì)，非常值得一讀。本文根據(jù)該白皮書(shū)提煉整理而成。
6G什么時(shí)候來(lái)？
從歷史看，大約每十年移動(dòng)通信就會(huì)更新?lián)Q代，如今我們已進(jìn)入5G時(shí)代，預(yù)計(jì)6G將在2030年左右出現(xiàn)。
6G愿景
6G愿景是：泛在無(wú)線智能。泛在，即6G服務(wù)將無(wú)縫覆蓋全球用戶(hù)；無(wú)線，即無(wú)線連接是關(guān)鍵基礎(chǔ)架構(gòu)的一部分；智能，即為全人類(lèi)和萬(wàn)物提供情景感知的智能服務(wù)和應(yīng)用。
6G驅(qū)動(dòng)力來(lái)自哪里？
5G的驅(qū)動(dòng)力來(lái)源消費(fèi)者不斷增長(zhǎng)的流量需求，以及垂直行業(yè)的生產(chǎn)力需求。也就是說(shuō)，本質(zhì)上是商業(yè)需求驅(qū)動(dòng)了5G。
6G與5G不同，6G的驅(qū)動(dòng)力來(lái)源商業(yè)需求和社會(huì)需求。
6G的社會(huì)驅(qū)動(dòng)因素包括政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、技術(shù)、法律和環(huán)境等方面的社會(huì)需求，以進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)字社會(huì)的包容性與公平性，比如，讓全球貧困人口、弱勢(shì)群體和偏遠(yuǎn)的農(nóng)村居民都能公平地享受到教育、醫(yī)療保健等服務(wù)。
相比5G，6G具有更廣的包容性和延展性，因此6G將不只是傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的，而會(huì)在傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商之外產(chǎn)生新的生態(tài)系統(tǒng)。比如，由于引入頻段越來(lái)也高，網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越密集，針對(duì)垂直市場(chǎng)的本地網(wǎng)絡(luò)將越來(lái)越普遍，這些本地網(wǎng)絡(luò)將由不同的利益相關(guān)者部署，從而驅(qū)動(dòng)“本地運(yùn)營(yíng)商”模式，繁衍出新的生態(tài)系統(tǒng)。
6G應(yīng)用和服務(wù)
XR取代智能手機(jī)
盡管今天智能手機(jī)已成為我們生活中不可或缺的一部分，但隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、顯示技術(shù)、傳感和成像設(shè)備以及低功耗處理器的飛速發(fā)展，到了6G時(shí)代，VR、AR和MR技術(shù)將通過(guò)可穿戴顯示器、傳感設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)與人類(lèi)感官無(wú)縫集成，替代今天的智能手機(jī)，成為人類(lèi)娛樂(lè)、生活和工作的主要工具。
遠(yuǎn)程全息
從烽火傳信、飛鴿傳書(shū)、電報(bào)、電話到視頻聊天，幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，人類(lèi)在遠(yuǎn)程通信和交互技術(shù)上不斷進(jìn)步。到了6G時(shí)代，隨著高分辨率成像、傳感、可穿戴顯示器、移動(dòng)機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、處理器和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)程全息將成為現(xiàn)實(shí)。
遠(yuǎn)程全息技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)捕獲、傳輸和渲染技術(shù)，將身處不同地方的人的3D全息影像傳送到同一位置，使大家如面對(duì)面坐在一起一樣交流溝通。
遠(yuǎn)程全息不僅限于人與人之間的情感溝通，它將廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育、協(xié)作設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程辦公、遠(yuǎn)程培訓(xùn)等領(lǐng)域，是未來(lái)社會(huì)重要的生產(chǎn)力工具。
聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)駕駛
2030年及以后，全球數(shù)百萬(wàn)聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)駕駛汽車(chē)將在6G網(wǎng)絡(luò)下協(xié)同運(yùn)行，以使運(yùn)輸和物流盡可能更高效。這些自動(dòng)駕駛汽車(chē)包括公交車(chē)、校車(chē)、工業(yè)園區(qū)車(chē)、私家車(chē)、物流貨車(chē)和無(wú)人機(jī)等。聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的好處在于可減少交通擁堵、減少尾氣排放、提升運(yùn)輸效率，以及提高駕駛安全性。
分布式智能邊緣催生新服務(wù)
5G萬(wàn)物智聯(lián)將自下而上產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，并推動(dòng)人工智能空前發(fā)展，但要將海量數(shù)據(jù)傳送到中心云端進(jìn)行訓(xùn)練和推理是不切實(shí)際的，這需要云端的計(jì)算和智能下沉到邊緣，在本地完成海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)推理。這就將產(chǎn)生廣泛分布的邊緣云。
盡管在5G時(shí)代邊緣云已經(jīng)火熱，但相信其在6G時(shí)代將空前繁榮，并進(jìn)一步催生海量新服務(wù)。比如，通過(guò)廣泛分布的邊緣云，用戶(hù)終端的計(jì)算和智能可上移到邊緣，從而可釋放終端的計(jì)算壓力，使之更加低功耗和更輕便，加速XR等應(yīng)用繁榮。
邊緣云將云端能力下沉到本地，讓云計(jì)算能力和應(yīng)用更接近用戶(hù)側(cè)，從而減少時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，就像今天的云應(yīng)用繁榮生長(zhǎng)一樣，相信未來(lái)邊緣云也必將催生海量的本地化即時(shí)應(yīng)用和服務(wù)。
高精度定位催生新應(yīng)用
隨著5G發(fā)展，未來(lái)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)入各行各業(yè)，大部分的垂直行業(yè)都需要定位服務(wù)，比如資產(chǎn)跟蹤、精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)、運(yùn)輸和物流、AR、醫(yī)療保健等應(yīng)用，但傳統(tǒng)衛(wèi)星定位和蜂窩小區(qū)多邊定位方法在城市和室內(nèi)場(chǎng)景中并不精準(zhǔn)，6G時(shí)代的3D波束賦形技術(shù)可實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的精準(zhǔn)定位，其與不斷發(fā)展的感應(yīng)、成像等技術(shù)集成，將催生海量新應(yīng)用。
6G網(wǎng)絡(luò)特征
關(guān)鍵指標(biāo)
移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)每一代升級(jí)后，其性能都將提升10-100倍，6G性能當(dāng)然也將在5G基礎(chǔ)上提升10-100倍。
?單用戶(hù)最高傳輸速率達(dá)1Tbps
5G由小于6GHz擴(kuò)展到毫米波頻段，6G將邁進(jìn)太赫茲（THz）時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)容量將大幅提升。
?網(wǎng)絡(luò)時(shí)延達(dá)0.1ms（極端工業(yè)控制場(chǎng)景）
?定位精準(zhǔn)度達(dá)厘米級(jí)
?設(shè)備同步時(shí)延在1μs內(nèi)
?連接設(shè)備密度達(dá)每立方米數(shù)百個(gè)
超安全和超可靠
到2030年，數(shù)字世界和物理世界將融合在一起，我們的生活將取決于網(wǎng)絡(luò)的可靠運(yùn)行。如果網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障或遭到惡意攻擊，將給社會(huì)帶來(lái)不可估量的損失。因此，6G網(wǎng)絡(luò)必須絕對(duì)安全可靠，需將普遍存在的信任模型嵌入網(wǎng)絡(luò)。
在可靠性方面，眾所周知，互聯(lián)網(wǎng)是“盡力而為”交付的網(wǎng)絡(luò)，為了滿(mǎn)足各行各業(yè)穩(wěn)定可靠的、差異化的服務(wù)質(zhì)量需求，5G時(shí)代引入了網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)。6G將進(jìn)一步完善和擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)切片能力，比如通過(guò)智能流量管理、邊緣計(jì)算、用戶(hù)按需流量編排策略等多種技術(shù)手段最大化提升切片SLA。
數(shù)據(jù)隱私保護(hù)
萬(wàn)物智聯(lián)時(shí)代將產(chǎn)生海量前所未有的數(shù)據(jù)信息，隨著數(shù)據(jù)越來(lái)越多，其價(jià)值將變得比石油還珍貴，相信在6G時(shí)代將創(chuàng)造廣闊的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)交易市場(chǎng)。
但這些數(shù)據(jù)涉及到個(gè)人或企業(yè)隱私，比如，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將產(chǎn)生大量業(yè)務(wù)敏感數(shù)據(jù)，智慧健康將產(chǎn)生海量個(gè)人隱私信息，如果未來(lái)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)和所有權(quán)問(wèn)題得不到規(guī)范和重視，6G可能難以被社會(huì)接受，比如如今一些公司已經(jīng)證明這些個(gè)人隱私信息有利可圖，甚至已經(jīng)侵犯了人們的利益，因此，數(shù)據(jù)隱私保護(hù)是未來(lái)推動(dòng)6G服務(wù)和應(yīng)用的關(guān)鍵推動(dòng)力。
天地一體網(wǎng)絡(luò)
盡管5G定義了eMBB、URLLC和mMTC三大場(chǎng)景，但仍然無(wú)法滿(mǎn)足所有垂直應(yīng)用需求，未來(lái)需根據(jù)不同的用例情況重新定義或系統(tǒng)優(yōu)化不同用例與網(wǎng)絡(luò)能力之間的適配性，因此，6G時(shí)代需進(jìn)一步研究物理層和無(wú)線系統(tǒng)。
考慮未來(lái)需要無(wú)所不在全覆蓋網(wǎng)絡(luò)，縮小乃至消除數(shù)字鴻溝，除了地面網(wǎng)絡(luò)，6G還需要基于衛(wèi)星和無(wú)人飛行器的基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)滿(mǎn)足覆蓋和容量需求，形成天地一體的立體網(wǎng)絡(luò)。
人工智能與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)融合
未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越復(fù)雜，應(yīng)用越來(lái)越多樣化，無(wú)線收發(fā)器處理和終端應(yīng)用也越來(lái)越復(fù)雜，能耗的挑戰(zhàn)也越來(lái)越大。因此，人工智能將在6G無(wú)線空口和系統(tǒng)級(jí)解決方案中扮演重要角色。比如，人工智能與無(wú)線電感測(cè)、定位等技術(shù)結(jié)合，可實(shí)時(shí)了解無(wú)線環(huán)境，主動(dòng)預(yù)測(cè)無(wú)線鏈路丟失和最佳切換目標(biāo)，以及主動(dòng)分配最優(yōu)無(wú)線資源等；甚至，還可根據(jù)特定環(huán)境和業(yè)務(wù)需求，通過(guò)AI快速設(shè)計(jì)最佳無(wú)線空口。