儘管全球5G才剛開始,但研究機構已把目光轉向6G技術了。
不久前,Oulu大學6G旗艦研究計劃釋出了全球首個6G白皮書。該白皮書基於70位專家的觀點系統性地介紹了6G技術趨勢,這些專家們都參加了今年3月舉行的首屆6G無線峰會,非常值得一讀。本文根據該白皮書提煉整理而成。
6G什麼時候來?
從歷史看,大約每十年行動通訊就會更新換代,現在我們已進入5G時代,預計6G將在2030年左右出現。
6G願景
6G願景是:泛在無線智慧。泛在,即6G服務將無縫覆蓋全球使用者;無線,即無線連線是關鍵基礎架構的一部分;智慧,即為全人類和萬物提供情景感知的智慧服務和應用。
6G驅動力來自哪裡?
6G的社會驅動因素包括政治、經濟、社會、技術、法律和環境等方面的社會需求,以進一步促進數字社會的包容性與公平性,比如,讓全球貧困人口、弱勢群體和偏遠的農村居民都能公平地享受到教育、醫療保健等服務。
相比5G,6G具有更廣的包容性和延展性,因此6G將不只是傳統運營商的,而會在傳統運營商之外產生新的生態系統。比如,由於引入頻段越來也高,網路越來越密集,針對垂直市場的本地網路將越來越普遍,這些本地網路將由不同的利益相關者部署,從而驅動“本地運營商”模式,繁衍出新的生態系統。
6G應用和服務
XR取代智慧手機
儘管今天智慧手機已成為我們生活中不可或缺的一部分,但隨著網路技術、顯示技術、感測和成像裝置以及低功耗處理器的飛速發展,到了6G時代,VR、AR和MR技術將通過可穿戴顯示器、感測裝置、網路與人類感官無縫整合,替代今天的智慧手機,成為人類娛樂、生活和工作的主要工具。
遠端全息
從烽火傳信、飛鴿傳書、電報、電話到視訊聊天,幾個世紀以來,人類在遠端通訊和互動技術上不斷進步。到了6G時代,隨著高解析度成像、感測、可穿戴顯示器、移動機器人、無人機、處理器和無線網路技術的不斷髮展,遠端全息將成為現實。
遠端全息技術通過實時捕獲、傳輸和渲染技術,將身處不同地方的人的3D全息影像傳送到同一位置,使大家如面對面坐在一起一樣交流溝通。
遠端全息不僅限於人與人之間的情感溝通,它將廣泛應用於遠端教育、協作設計、遠端醫療、遠端辦公、遠端培訓等領域,是未來社會重要的生產力工具。
聯網自動駕駛
2030年及以後,全球數百萬聯網的自動駕駛汽車將在6G網路下協同執行,以使運輸和物流盡可能更高效。這些自動駕駛汽車包括公車、校車、工業園區車、私家車、物流貨車和無人機等。聯網自動駕駛汽車的好處在於可減少交通擁堵、減少尾氣排放、提升運輸效率,以及提高駕駛安全性。
分散式智慧邊緣催生新服務
5G萬物智聯將自下而上產生海量資料,並推動人工智慧空前發展,但要將海量資料傳送到中心雲端進行訓練和推理是不切實際的,這需要雲端的計算和智慧下沉到邊緣,在本地完成海量資料的實時推理。這就將產生廣泛分佈的邊緣雲。
儘管在5G時代邊緣雲已經火熱,但相信其在6G時代將空前繁榮,並進一步催生海量新服務。比如,通過廣泛分佈的邊緣雲,使用者終端的計算和智慧可上移到邊緣,從而可釋放終端的計算壓力,使之更加低功耗和更輕便,加速XR等應用繁榮。
邊緣雲將雲端能力下沉到本地,讓雲端計算能力和應用更接近使用者側,從而減少時延和網路負荷,就像今天的雲應用繁榮生長一樣,相信未來邊緣雲也必將催生海量的本地化即時應用和服務。
高精度定位催生新應用
隨著5G發展,未來的行動通訊網路將進入各行各業,大部分的垂直行業都需要定位服務,比如資產跟蹤、精準營銷、運輸和物流、AR、醫療保健等應用,但傳統衛星定位和蜂窩小區多邊定位方法在城市和室內場景中並不精準,6G時代的3D波束賦形技術可實現釐米級的精準定位,其與不斷髮展的感應、成像等技術整合,將催生海量新應用。
6G網路特徵
關鍵指標
行動通訊網路每一代升級後,其效能都將提升10-100倍,6G效能當然也將在5G基礎上提升10-100倍。
•單使用者最高傳輸速率達1Tbps
5G由小於6GHz擴充套件到毫米波頻段,6G將邁進太赫茲(THz)時代,網路容量將大幅提升。
•網路時延達0.1ms(極端工業控制場景)
•定位精準度達釐米級
•裝置同步時延在1μs內
•連線裝置密度達每立方米數百個
超安全和超可靠
到2030年,數字世界和物理世界將融合在一起,我們的生活將取決於網路的可靠執行。如果網路出現故障或遭到惡意攻擊,將給社會帶來不可估量的損失。因此,6G網路必須絕對安全可靠,需將普遍存在的信任模型嵌入網路。
在可靠性方面,眾所周知,網際網路是“盡力而為”交付的網路,為了滿足各行各業穩定可靠的、差異化的服務品質需求,5G時代引入了網路切片技術。6G將進一步完善和擴充套件網路切片能力,比如通過智慧流量管理、邊緣計算、使用者按需流量編排策略等多種技術手段最大化提升切片SLA。
資料隱私保護
萬物智聯時代將產生海量前所未有的資料資訊,隨著資料越來越多,其價值將變得比石油還珍貴,相信在6G時代將創造廣闊的資料共享和資料交易市場。
但這些資料涉及到個人或企業隱私,比如,工業網際網路將產生大量業務敏感資料,智慧健康將產生海量個人隱私資訊,如果未來的資料訪問權和所有權問題得不到規範和重視,6G可能難以被社會接受,比如現在一些公司已經證明這些個人隱私資訊有利可圖,甚至已經侵犯了人們的利益,因此,資料隱私保護是未來推動6G服務和應用的關鍵推動力。
天地一體網路
儘管5G定義了eMBB、URLLC和mMTC三大場景,但仍然無法滿足所有垂直應用需求,未來需根據不同的用例情況重新定義或系統優化不同用例與網路能力之間的適配性,因此,6G時代需進一步研究物理層和無線系統。
考慮未來需要無所不在全覆蓋網路,縮小乃至消除數字鴻溝,除了地面網路,6G還需要基於衛星和無人飛行器的基礎設施來滿足覆蓋和容量需求,形成天地一體的立體網路。
人工智慧與無線網路融合
未來的網路越來越複雜,應用越來越多樣化,無線收發器處理和終端應用也越來越複雜,能耗的挑戰也越來越大。因此,人工智慧將在6G無線空口和系統級解決方案中扮演重要角色。比如,人工智慧與無線電感測、定位等技術結合,可實時了解無線環境,主動預測無線鏈路丟失和最佳切換目標,以及主動分配最優無線資源等;甚至,還可根據特定環境和業務需求,通過AI快速設計最佳無線空口。
參考白皮書:Key Drivers and Research Challenges for 6G UbiquitousWireless Intelligence