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「電子信息產業」華為在加拿大啟動6G研究,現在布局6G還為時過早嗎?

發布時間:2019-08-16 來源:工業機器人 277

通訊標準永遠是各國必爭的戰略制高點,這不,5G的商用還沒普及,有關6G標準的爭奪戰就已然打響。

 

據加拿大媒體The Logic報道,華為向其確認,已經開始在加拿大渥太華的實驗室進行6G(即第六代移動通訊網絡)技術的研發工作。華為還表示,他們已經與加拿大多所大學的學者展開了洽談,其渥太華研發實驗室將幫助引領華為全球6G發展。


華為加拿大研發策略與合作伙伴副總裁Song Zhang稱:“展望6G是所謂5G進化的一部分。”

 

值得一提的是,華為首款5G手機Mate 20X 5G版將于明日(8月16日)在國內正式開售,而6G尚處于初期階段,華為預計6G商用要在2030年后。


華為手機.jpg


看到這里,你可能會疑惑——我連5G還沒用上呢,這6G到底是什么東西?既然6G離我們如此遙遠,現在就開始布局有必要嗎?


/6G啊6G,你比5G多一G!/


我們在日常生活中形容流量的多少用的是“G”這個字母(比如一個月有20G的流量),形容內存的大小也是用“G”這個字母(比如買手機的內存是6G),但是3G/4G/5G中的“G”卻和前兩者的意思截然不同。

 

說出來你可能會啞然失笑,其實G就是英文Generation的縮寫,翻譯過來就是“代”的意思。比如5G,就是指第五代移動通信技術。1G打電話;2G發短信;3G刷網頁;4G看視頻;5G時代,標清的視頻還不夠,要看就看高清、藍光的!此外,5G網絡不僅傳輸速率更高,而且延遲更低、可靠性更高、能夠連接的設備數量也更多。


通訊信號發展史.jpg

 

雖然每一代通信技術的名稱看起來只是比前一代多加了1G,但其實每一代相較于前代而言,都有了突飛猛進的提高。所以6G并不是簡單的5G的提升而已,而是更高層次的一個突破,涉及到許多新的前沿技術:



多網絡融合


如果說4G的目的是實現人與人之間的高速通信連接,傳輸速率可以達到100Mbps;5G是實現物與物之間的高速連接,傳輸速率1Gbps,低通信時延1ms,支持海量機器通信;那么,6G愿景則是讓人類社會進入泛在的智能化信息社會。它將實現更高的傳輸速度,5G的10到100倍,即10Gbps-1Tbps;更低的通信時延,ms級以下;更廣的通信覆蓋,覆蓋空、天、海、地;更快的運動速度,馬赫級。


要想達到這樣的目標,6G技術需要融合陸地無線移動通信與中高低軌道的衛星移動通信,以及短距離直接通信技術,甚至還要融合通信以外的信息技術,包括計算、導航、感知、智能等。通過智能化移動性管理控制,建立空、天、地、海泛在的移動通信網絡,實現全球泛在覆蓋的高速寬帶通信。


要想實現這樣的技術目標,6G的挑戰自然是巨大的,面臨提升網絡容量、頻譜效率、系統覆蓋等一系列問題。比如在新空口上,6G需要支持多種通信標準的無線傳輸接入,實現全球無線覆蓋,要向更高頻段擴展,以獲取更大傳輸帶寬,如毫米波、太赫茲、可見光等,以支持10G到100 Gbps用戶接入速度,實現Tbps的無線接入網,要采用超大規模天線陣列,更高階的調制解調技術等。



太赫茲


我們知道,每一個G的提升,都是信號頻段的一個提升,5G時代已經從小于6GHz擴展到毫米波頻段,而6G則正式跨入太赫茲(THz)時代。


太赫茲是指頻率0.1太赫茲到10太赫茲,對應波長3毫米到0.03毫米的電磁波段,處于微波和紅外波段之間。


太赫茲示意圖.jpg


頻率越高,允許分配的帶寬范圍越大,單位時間內所能傳遞的數據量就越大,也就是我們通常說的“網速變快了”。當然,頻率越高,發射信號所需要的能量也就越大,而且傳輸距離也就越短,所以將來還會出現一個現象就是網絡“致密化”。

6G理論示意圖.jpg

頻率和波長的關系


因為現在信號的傳輸都需要通過基站來進行,基站的信號覆蓋范圍和傳輸距離都受到各方面的影響,比如說環境、周圍信號的影響等等。而且頻率越高,在空氣中損耗越大,所以6G時代需要更多的基站“接力”。在5G時代基站密度要比4G時代高跟多,而到6G時代,自然基站要更為密集。


無蜂窩網絡


從1G到5G,移動通信網絡一直采用蜂窩網絡構架,一個個六邊形的小區組成蜂窩狀的網絡,以實現頻率復用,避免干擾。


蜂窩數據示意圖3.png


但是,6G時代可能要和這一經典的網絡構架說再見了。6G網絡或將采用人工智能和軟件定義無線電技術來重新定義無線頻譜管理。


隨著5G萬物互聯時代的發展,未來越來越多的“物”要連接到無線網絡,為此,如何高效和靈活的使用有限的頻譜資源成為關鍵挑戰。


人工智能和軟件定義無線電相結合,不必再采用現今預先分配且獨占頻譜資源的方式,而是根據不同的通信需求,實現自動、靈活的動態分配頻譜資源,這是6G的研究方向之一。


事實上,今天5G時代的云化RAN(云化無線接入網)、頻譜云化技術(比如華為CloudAIR)、Massive MIMO和波束賦形等技術已經越來越接近“無蜂窩網絡”。


云化RAN、Massive MIMO和波束賦形技術,通過集中調度和協調多個小區工作,實現“多小區可服務單一用戶”的“以用戶為中心”的網絡,傳統“以小區為中心”的網絡邊界正變得模糊,網絡越來越接近“無蜂窩狀”構架。


頻譜云化技術實現GSM/LTE/5G NR等多種制式共享頻譜資源,比如華為提出的CloudAIR,通過軟件化和人工智能來實現自動、靈活的動態頻譜資源管理。6G時代,會不會實現所有頻譜資源的動態分配?


隨著軟件定義無線電和軟件定義網絡的不斷發展,網絡可在云基礎設施上通過軟件升級到6G,加之開源趨勢和徹底打破頻譜分配規則,這是否會顛覆傳統蜂窩網絡生態?



/現在研發6G并不算早,多國已競相布局/


有人可能會疑惑,現在就開始研究6G技術,會不會太早?


站在歷史的角度,5G的發展并不是等到4G技術出現局限性時才開始的,而是早在好幾年前就已經開始了,但真正技術的成熟卻是在10-15年之后。直到19年初,我們才敢說5G技術準備開始商用。5G時代的毫米波尚且如此,更不用說6G時代的太赫茲頻段了。


據了解,華為于2009年開始5G技術的研究;而6G的研究節奏與5G基本符合,其周期可能會持續10年以上,預計將在2030年后才會投入商用。


換言之,現在研發6G并不算早,多國早已競相布局。我國的華為并非第一家開展6G預研的企業,韓國企業也走在前列。今年1月,韓國LG設立了6G研究室,韓國政府預計將在2021年開始制訂6G標準。而另外兩個表示將要開展6G預研的國家分別是芬蘭和美國。


芬蘭政府在今年年初為一項為期八年、名為“6Genesis”的6G研究項目注入2500萬歐元資金,諾基亞和芬蘭的各個研究所以及大學共同進行合作研究,并準備與韓國攜手合作。


美國方面也開始著手進行6G準備。在美國總統特朗普發推表示“希望5G乃至6G早日在美國落地”后。美國聯邦通信委員會決定開放95千兆赫到3太赫茲頻段,供6G實驗使用。貝爾實驗室目前正在尋找合作伙伴,以便進行預研。


中國、韓國和芬蘭公司在5G技術研發中具有較大優勢,5G專利排名前列。越早進入6G的研發,就越能發揮此前的技術積累,搶占技術制高點。

 

各國專利數一欄.jpg


 圖:中國、芬蘭和韓國企業在4G和5G專利占比中名列前茅。數據來源:日經亞洲評論



/結語/


當我們十幾年前用著幾百塊一臺的功能機打電話的時候,可能做夢也沒想到通信技術竟會在十年內發生如此翻天覆地的變革!1G/2G/3G/4G/5G/6G.....通信技術一代一代演進升級究竟有沒有終點?


工信部IMT-2020(5G)無線技術工作組組長粟欣曾經表示:“我認為通信演進以G(generation)來表述可能就到6G,6G之后可能就是無G時代。為什么呢?我們所謂的一代,一定是有一系列技術或者一個系統在本質上改變了前面一代的傳輸速率、應用場景、服務品質等等。未來有可能會出現由單一或者幾個創新技術就足以撐起原來一代的發展,這樣不能稱為新的一代,但通信技術是一直在向前演進。”


我們也可以想象,5G加持下的產業,智能制造將會更加火爆、更加有市場。入駐葛店智能裝備產業園,為5G網絡下的智能制造添一道光。葛店智能裝備產業園地約1342畝。項目分兩期建設實施,一期占地628畝,由配套服務區和生產區組成,其中配套服務區包括:辦公大樓、研發大樓、綜合生活服務中心大樓、員工食堂樓、會展中心大樓,總建筑面積約9.6萬㎡。招商熱線400-1620-628

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