6G，即第六代移動通信標(biāo)準(zhǔn)，也被稱為第六代移動通信技術(shù)。主要促進(jìn)的就是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展 [1-2] 。截至2019年11月，6G仍在開發(fā)階段。6G的傳輸能力可能比5G提升100倍，網(wǎng)絡(luò)延遲也可能從毫秒降到微秒級。
6G，即第六代移動通信標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)概念性無線網(wǎng)絡(luò)移動通信技術(shù)，也被稱為第六代移動通信技術(shù)。主要促進(jìn)的就是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。6G網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)地面無線與衛(wèi)星通信集成的全連接世界。通過將衛(wèi)星通信整合到6G移動通信，實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋，網(wǎng)絡(luò)信號能夠抵達(dá)任何一個(gè)偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村，讓深處山區(qū)的病人能接受遠(yuǎn)程醫(yī)療，讓孩子們能接受遠(yuǎn)程教育。此外，在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、電信衛(wèi)星系統(tǒng)、地球圖像衛(wèi)星系統(tǒng)和6G地面網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)動支持下，地空全覆蓋網(wǎng)絡(luò)還能幫助人類預(yù)測天氣、快速應(yīng)對自然災(zāi)害等。
這就是6G未來。6G通信技術(shù)不再是簡單的網(wǎng)絡(luò)容量和傳輸速率的突破，它更是為了縮小數(shù)字鴻溝，實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)這個(gè)“終極目標(biāo)”，這便是6G的意義。6G的數(shù)據(jù)傳輸速率可能達(dá)到5G的50倍，時(shí)延縮短到5G的十分之一，在峰值速率、時(shí)延、流量密度、連接數(shù)密度、移動性、頻譜效率、定位能力等方面遠(yuǎn)優(yōu)于5G。
對于5G人們已經(jīng)不陌生，從手機(jī)到工業(yè)到醫(yī)療各領(lǐng)域都在提及應(yīng)用5G技術(shù)。但是你真的了解5G嗎?2022年8月10日世界5G大會在哈爾濱盛大啟幕，作為世界上首個(gè)5G領(lǐng)域的國際盛會，本屆大會以“筑5G生態(tài)，促共創(chuàng)共利”為主題，匯聚世界5G發(fā)展的最新成果和觀點(diǎn)，迎來了5G新的高光時(shí)刻。
5G的G是英文Generation的縮寫，也就是“世代”的意思。指第五代移動通信技術(shù)(5th Generation Mobile Communication Technology，簡稱5G)是具有高速率、低時(shí)延和大連接特點(diǎn)的新一代寬帶移動通信技術(shù)。5G通訊設(shè)施是實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。5G的出現(xiàn)是又一次的通信技術(shù)革命，不僅實(shí)現(xiàn)人與人、人與物的連接，還將實(shí)現(xiàn)物與物的連接。通俗的比喻就如同大哥大變成智能手機(jī)，是一種大幅度的技術(shù)變革性升級。
5G的三大類應(yīng)用場景，即增強(qiáng)移動寬帶(eMBB)、超高可靠低時(shí)延通信(uRLLC)和海量機(jī)器類通信(mMTC)。增強(qiáng)移動寬帶(eMBB)主要針對移動互聯(lián)網(wǎng)流量爆炸式增長，為移動互聯(lián)網(wǎng)用戶提供更加極致的應(yīng)用體驗(yàn)。據(jù)相關(guān)互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告顯示，世界上較快的4G網(wǎng)速是挪威的(平均63 Mb/s)，較快的寬帶網(wǎng)速是新加坡的(平均189 Mb/s)，但它們都沒有5G的網(wǎng)速快。5G的用戶體驗(yàn)速率達(dá)1Gbps，也就是理論上5G的網(wǎng)速可能達(dá)到10000 Mb/s。有了5G以后，下載一部4K電影，可能只需要幾秒鐘。
超高可靠低時(shí)延通信(uRLLC)主要面向工業(yè)控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動駕駛等對時(shí)延和可靠性具有極高要求的垂直行業(yè)應(yīng)用需求。網(wǎng)絡(luò)延遲是目前的4G和寬帶普遍存在的現(xiàn)象，會導(dǎo)致玩游戲、看視頻等出現(xiàn)卡頓，在自動駕駛方面則影響更大。5G就能很好的解決這一問題。5G的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延低至1ms，也就是1毫秒。1毫秒什么概念?就是千分之一秒。讓使用者幾乎感覺不到卡頓，能實(shí)時(shí)收發(fā)信息。
海量機(jī)器類通信(mMTC)主要面向智慧城市、智能家居、環(huán)境監(jiān)測等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用需求。5G的用戶連接能力達(dá)100萬連接/平方公里。意味著單位面積內(nèi)能連接更多的設(shè)備而不會出現(xiàn)擠爆網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)萬物實(shí)時(shí)智能互聯(lián)。
移動通信已經(jīng)歷了1G、2G、3G、4G的發(fā)展，一直保持著每十年一代技術(shù)的發(fā)展規(guī)律。1G即第一代移動通信系統(tǒng)主要用于提供模擬語音業(yè)務(wù);到2G，實(shí)現(xiàn)了模擬通信到數(shù)字通信的過渡，移動通信走進(jìn)了千家萬戶;再到3G、4G，實(shí)現(xiàn)了語音業(yè)務(wù)到數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)變，傳輸速率成百倍提升，促進(jìn)了移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及和繁榮。
隨著移動互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，新服務(wù)、新業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量爆炸式增長，5G也就應(yīng)運(yùn)而生。5G作為一種新型移動通信網(wǎng)絡(luò)，不僅要解決人與人通信，為用戶提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、超高清(3D)視頻等更加身臨其境的體驗(yàn)，更要解決人與物、物與物通信問題，滿足移動醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求。并將滲透到經(jīng)濟(jì)社會的各領(lǐng)域，成為支撐經(jīng)濟(jì)社會數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵新型基礎(chǔ)設(shè)施。
5G商用牌照發(fā)牌三年，我國5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)取得階段性成就，而6G的愿景與研發(fā)已在路上。在不久前舉行的2022世界5G大會Tech Talk 2022三場前沿會議中，專家圍繞未來前瞻技術(shù)、5G下一步演進(jìn)與6G、元宇宙等前沿領(lǐng)域進(jìn)行交流，讓與會者對正在研發(fā)中的6G有了較為清晰的認(rèn)知。
6G，即第六代移動通信標(biāo)準(zhǔn)，也被稱為第六代移動通信技術(shù)。
在2022世界5G大會開始之前，中國工程院院士、未來移動通信論壇理事長鄔賀銓就對媒體表示，2019年，首屆5G大會召開之時(shí)，中國的5G商用牌照剛開始發(fā)放。2020年、2021年，是中國的5G應(yīng)用拓展之年。而2022年，5G應(yīng)用到了建立生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)刻。那么在5G應(yīng)用生態(tài)尚在有序推進(jìn)之際，探討6G是否為時(shí)過早?在論壇首次設(shè)置的元宇宙論壇上，建立在6G技術(shù)基礎(chǔ)之上受到熱捧的元宇宙，已經(jīng)顯現(xiàn)出產(chǎn)學(xué)研界的共識。
但通信技術(shù)需要一步一個(gè)腳印的發(fā)展。
來自中國信息通信研究院的數(shù)據(jù)顯示，截至2022年6月底，我國已建成5G基站185.4萬個(gè)，已經(jīng)覆蓋全國所有地市一級和所有縣城城區(qū)以及87%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)。中國的5G移動電話用戶超過4.5億戶，而且預(yù)計(jì)到今年年底，我國的5G基站總數(shù)將超過200萬個(gè)。就像中國電信首席專家、中國電信研究院專家委員會主任畢奇所說的那樣，中國已成為世界上最大的5G部署國，占世界5G部署60%份額，與過去換代部署節(jié)奏相比，5G商業(yè)化進(jìn)程及用戶數(shù)字增長在加速。
中國建成了全球最大的5G網(wǎng)絡(luò)，也為5G賦能千行百業(yè)打下了基礎(chǔ)。
6G與5G究竟有何種不同呢?6G擁有更高的帶寬與速率仍是公眾最為直接的認(rèn)知，但中國信科集團(tuán)副總經(jīng)理、無線移動通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陳山枝指出，由于需要支持元宇宙涉及的數(shù)字孿生、萬物互聯(lián)技術(shù)，更廣更精細(xì)化的網(wǎng)絡(luò)覆蓋將會是6G與5G最為明顯的分野之一。
6G將實(shí)現(xiàn)星地融合
全球廣域覆蓋
正如鄔賀銓所言，6G研究首先要從需求做起，然后再做技術(shù)驗(yàn)證和標(biāo)準(zhǔn)化，最后再到產(chǎn)業(yè)化，現(xiàn)在才剛剛開始。當(dāng)前，6G處于早期愿景研究階段，全球相關(guān)組織正在積極討論6G的愿景需求，并進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)的研究，而6G將全面支撐全社會的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)智聯(lián)物理世界和數(shù)字世界。關(guān)于6G技術(shù)全國各省區(qū)的數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃中已有提到，包括《黑龍江省“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》。“目前全球現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡(luò)只覆蓋了陸地表面的20%、地球總面積的6%，因此，未來通過衛(wèi)星通信與地面移動通信融合發(fā)展，應(yīng)用衛(wèi)星對海洋、森林、沙漠、偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行覆蓋，實(shí)現(xiàn)星地融合的全球廣域覆蓋，將是6G的一大標(biāo)志性變革。”陳山枝表示。
華為無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線副總裁、6G首席科學(xué)家王俊則表示，6G將不僅是能力的升級，還將進(jìn)一步發(fā)展超越通信的能力，在5G三大應(yīng)用場景基礎(chǔ)上，擴(kuò)展人工智能和通信感知兩大應(yīng)用場景，將深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)分析等AI能力，通過AR/VR等沉浸式體驗(yàn)傳遞給用戶。此外，業(yè)界目前對于6G的推進(jìn)時(shí)間表基本已有共識。據(jù)陳山枝介紹，按照移動通信代際的演進(jìn)規(guī)律，目前6G處于前沿技術(shù)研究階段，預(yù)計(jì)到2025年左右開始標(biāo)準(zhǔn)化，到2030年則會形成固定標(biāo)準(zhǔn)。
數(shù)據(jù)顯示，全球目前已有200多家運(yùn)營商部署了5G商用網(wǎng)絡(luò)，預(yù)計(jì)到2022年底全球5G連接數(shù)達(dá)到12億左右。截至今年6月，我國已建成開通5G基站185.4萬個(gè)，覆蓋全國所有地市、縣城城區(qū)和92%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)。5G移動用戶數(shù)達(dá)到4.55億，5G基站和用戶數(shù)均占全球60%以上。在應(yīng)用層面，5G典型場景融入國民經(jīng)濟(jì)97大類中的40個(gè)，在礦山、港口等領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化應(yīng)用。
取得顯著成效的同時(shí)，5G還在持續(xù)演進(jìn)。在2022世界5G大會上，中國工程院院士鄔賀銓表示，5G-Advanced作為5G后續(xù)階段的增強(qiáng)演進(jìn)，致力于提升個(gè)人實(shí)時(shí)交互體驗(yàn)，增強(qiáng)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)能力，不斷探索上行超寬帶、實(shí)時(shí)寬帶交互和感知定位等新場景，基站的低碳也取得了可喜的進(jìn)展。
在標(biāo)準(zhǔn)方面，今年6月，5G 最為關(guān)鍵的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域迎來重大進(jìn)展——3GPP Release 17標(biāo)準(zhǔn)宣布凍結(jié)。目前，面向R17和R18標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)創(chuàng)新在加速，將為更廣泛的行業(yè)應(yīng)用提供技術(shù)基礎(chǔ)。
高通公司中國區(qū)研發(fā)負(fù)責(zé)人徐晧表示，在Release 15打造的靈活的頻譜框架之上，Release 16和Release 17不斷引入新的面向垂直領(lǐng)域的技術(shù)，比如車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、基于5G的無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、衛(wèi)星天線技術(shù)等，而這些技術(shù)又進(jìn)一步為5G Advanced和6G的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。技術(shù)的演進(jìn)不會完全按照時(shí)間規(guī)劃進(jìn)行，技術(shù)一旦成熟，產(chǎn)業(yè)就將不遺余力地將其向前推進(jìn)。
6G研發(fā)在路上
6G不是5G的簡單升級，而是跨越式提升。目前，產(chǎn)業(yè)正處于6G的早期愿景研究階段，產(chǎn)業(yè)相關(guān)組織正在積極討論6G的愿景需求，并進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)的研究。
6G會顛覆人們對移動網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知。6G將全面支撐全社會的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)智聯(lián)物理世界和數(shù)字世界。在中國電信首席專家、中國電信研究院專家委員會主任、IEEE Fellow畢奇看來，6G愿景包括全域泛在、瞬時(shí)極速、高效節(jié)能、確定可靠、沉浸全息、智能普惠、通感多維和虛實(shí)孿生。華為無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線副總裁、6G首席科學(xué)家王俊表示，6G在5G的基礎(chǔ)上會發(fā)展出兩個(gè)關(guān)鍵場景，一是智能，二是感知。因此6G不僅是萬物連接的平臺，更是一個(gè)通算一體、通感一體的平臺，這個(gè)平臺能為企業(yè)和行業(yè)提供更好的智能和應(yīng)用，產(chǎn)生社會價(jià)值。
6G將以怎樣的形態(tài)出現(xiàn)?對此，中國信科集團(tuán)副總經(jīng)理陳山枝提出了6G出現(xiàn)的兩個(gè)標(biāo)志：通過衛(wèi)星通信與地面移動通信融合發(fā)展，應(yīng)用衛(wèi)星對海洋、森林、沙漠、偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行覆蓋，實(shí)現(xiàn)星地融合的全球廣域覆蓋，這將是6G的標(biāo)志之一;6G將支持虛擬世界、沉浸式元宇宙體驗(yàn)，未來會形成以用戶為中心的6G接入架構(gòu)，這將是6G的第二個(gè)標(biāo)志。
對于6G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，國家科技重大專項(xiàng)03專項(xiàng)副總師、中國移動技術(shù)部總經(jīng)理王曉云表示，中國移動提出了“三體、四層、五面”的6G架構(gòu)總體設(shè)計(jì)，即網(wǎng)絡(luò)本體、管理編排體、數(shù)字孿生體，資源與算力層、路由與控制層、服務(wù)化功能層、使能層，控制面、用戶面、數(shù)據(jù)面、智能面、安全面，從空間視圖、邏輯視圖與功能視圖三個(gè)視角，呈現(xiàn)跨域、跨層、多維立體的6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)全視圖。
在5G向6G演進(jìn)之路上，無線網(wǎng)絡(luò)和AI的融合是關(guān)鍵研究方向之一。中國聯(lián)通科技創(chuàng)新部總經(jīng)理馬紅兵表示，無線網(wǎng)絡(luò)智能化目前向6G內(nèi)生AI方向演進(jìn)，隨著數(shù)字接觸、多技能AI、推薦算法等重大技術(shù)突破，產(chǎn)業(yè)將開啟無線網(wǎng)絡(luò)全域智能時(shí)代。徐晧也表示，目前5G和AI之間的交互與融合已成為技術(shù)發(fā)展的大勢所趨，5G具有高速率、高可靠性和低時(shí)延的特點(diǎn)，正在推動萬物互聯(lián)走進(jìn)行業(yè)與生活，而這一趨勢帶來的海量數(shù)據(jù)、終端側(cè)算力增強(qiáng)等，助力AI實(shí)現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。
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