今年初,5G商用化剛剛宣佈開始,世界已進入6G主導權的競爭。

近日外媒報道稱,三星電子確定要在延世大學工科大學內設立“三星網絡革新中心(SNIC)”,並在未來三年裡向SNIC支援約16億韓元。SNIC不僅負責研究5G,還為未來做準備著手6G等新一代移動通信基礎技術的研究,預計上半年開設。

5G 商用元年 + 6G 研發元年到來


據瞭解,SNIC的研究組由延世大學工科學院院長洪大植、電氣電子工程系教授李忠勇、全球融合工程系教授蔡燦炳等人與三星電子研究員等共70多人,這支由人工智能(AI)和無線通信領域權威人士組成的隊伍堪稱“夢之隊”。另外,該計劃還決定讓延世大學的研究生積極參與,培養移動通信領域相關的優秀人才。

此前,LG電子於今年一月和韓國科學技術院(KAIST)共同在位於大田儒城區的“KAIST儀器(KI)”設立了6G研究中心。當時LG電子表示:“計劃以KI內的研究人力和基礎設施為基礎,共同執行多樣的產學科制,搶先佔領從5G到6G的新一代移動通信基礎技術領域。”

6G研發元年,爭奪戰打響

不僅僅是韓國企業,世界多國都在迅速開展6G等新一代通信技術的研究,提高技術競爭力,為未來做準備。

2月,在西班牙舉辦的MWC展示會上,已經舉辦了國際性的6G技術相關會議。3月份,全球200多位頂尖無線通信專家齊聚芬蘭萊維(Levi),參加由芬蘭奧盧大學主辦的全球首個6G專題峰會,峰會主旨是“為6G到來鋪平道路”。4月底,由諾基亞和紐約大學無線通信學院(NYU Wireless)主辦的第六屆布魯克林5G峰會也被稱為6G峰會的元年。日前,布魯克林召開了第六屆5G峰會,但在幾位發言者心目中,2019年也是6G的元年。

據瞭解,奧盧大學無線通信中心是全球最早開始研究6G的科研機構,並將即時通信與無限制連接、分佈式計算和智能、極高頻段材料和天線作為6G的主要研究方向。

日本在6G領域走在世界前列。採用更高頻段通信可能是6G的關鍵技術之一:廣島大學在全球最先實現了基於CMOS 低成本工藝的300GHZ頻段的太赫茲通信;日本移動通信運營商NTT DoCoMo對6G發展也已經開始著手實施。此外,日本在太赫茲等各項電子通信材料領域“獨步天下”,這是其發展6G的獨特優勢。

德國伍珀塔爾大學則拿出了非常具體的太赫茲通信技術。研究人員基於鍺化硅SiGe 材料構建了完整的信號收發系統,能夠實現1米距離的260GHZ頻段太赫茲通信。但他們經過計算認為,如果採用直徑6.5釐米的透鏡天線,通信距離能夠達到100米。雖然實際和計算一定會有差距,但這也是全球最先進的太赫茲通信系統之一。

美國以國防部下屬研究機構——防衛高等研究計劃局(DARPA)為首,從去年開始進行6G技術的開發。今年2月,作為美國國家總統的特朗普也發推特“我希望5G乃至6G早日在美國落地。”據媒體報道,日前美國聯邦通信委員會朝著特朗普的指示邁出了第一步,決定開放95千兆赫到3太赫茲頻段,供6G實驗使用。紐約大學教授泰德·拉帕波特發表聲明:“聯邦通信委員會已經啟動了6G的競賽”。業內人士認為,美國聯邦通信委員會通過太赫茲波段開放,或暗示美國欲繞過5G的爭奪市場,直接進入6G時代。

中國關於6G研究方案也相當搶眼。清華大學牛志升教授針對6G網絡需要更多基站的問題,提出可以將電動汽車和自動駕駛汽車作為移動雲服務器或基站,建立能夠快速部署的無線網絡,既能服務汽車自動駕駛,又能溝通汽車內外。華為認為6G時代將超出5G時代“物聯網”,實現整個人文社會和外部物理世界緊密連接的“萬物互聯”(Internet of Everything,簡稱IoE)

在通信維度方面,除了更高的速率、更寬的頻譜,6G有希望拓展到海陸空甚至水下空間;硬件方面,天線的角色也更為重要;軟件方面,人工智能在6G通信中將扮演重要角色。華為還提出,在6G時代通過大腦意念控制聯網物品,以及利用WIFI、基站進行無線充電等概念。此外,華為甚至設想發射10000多顆小型低軌衛星以實現覆蓋全球6G通信,並且估算了成本——99億美元,並計劃在2030年建成能夠容納1Tbps傳輸速率的無線通信網絡。

我國科技部擬將“與 5G/6G 融合的衛星通信技術研究與原理驗證”課題,列入國家重點研發計劃“寬帶通信和新型網絡”重點專項中。據證券時報報道,工信部IMT-2020(5G)無線技術工作組組長粟欣表示,6G概念研究已經啟動。根據設想,未來6G技術理論下載速度可以達到每秒1TB,預計到2020年將正式開始研發,2030年投入商用。

在5月13日舉辦的中國移動第二次科技創新大會暨科學技術協會成立大會上,工信部總工程師張峰也表示將持續開展寬帶無線移動通信創新技術研究,進一步推動5G增強技術研發及國際標準化,佈局未來6G基礎研究。

6G vs 5G,到底改變了什麼?

眾所周知,5G網絡主要有兩種頻段,一種是sub-6GHz,另一種是毫米波(Millimeter Waves)。實際上,我們現在的LTE網絡都基於sub-6GHz,而毫米波技術才是實現暢想5G時代的關鍵。遺憾的是,在移動通信發展的數十年裡,由於種種原因,毫米波一直沒有真正走入人們的生活。布魯克林5G峰會上,相關專家表示太赫茲波(Terahertz Waves)或許能彌補毫米波的短板,加快6G/7G實現的進程。

德累斯頓大學教授Gerhard Fettweis和NYU Wireless的創始人Ted Rappaport表示:研究人員已經開始研究太赫茲波,它的頻率將成為下一代無線技術的關鍵組成部分。

Fettweis在峰會的演講中回顧了前幾代移動通信技術,並討論了太赫茲波在解決5G侷限上的潛力,他指出:我們即將進入5G時代,這對物聯網和AR/VR等技術的應用來說意義非凡。雖然6G和前幾代技術有不少相同點,但它也會彌補很多缺陷。

《6G 移動通信技術展望》一文中指出,6G 的早期階段將是對5G 進行擴展和深入, 以 AI、邊緣計算和物聯網為基礎,實現智能應用與網絡的深度融合,實現虛擬現實、虛擬用戶、智能網絡等功能。進一步,在人工智能理論、新興材料和集成天線相關技術的驅動下,6G 的長期演進將產生新突破,甚至構建新世界,實現相應的需求。

5月13日,廣東省新一代通信與網絡創新研究院院長朱伏生在第四屆“5G和未來網絡戰略研討會”上表示,人工智能廣泛應用於6G。對無線網絡的維護採用AI算法進行業務量發展、規劃、運營及維護等進行新一代技術的應用,降低OPEX(人力和能源消耗)。此外,6G將延續5G中無人機和AI的結合,並將應用廣泛化,解決5G難以完成的應用。朱伏生預測,6G網絡至少要到2020年才會開始研發,2030年方能正式投入商用。

在芬蘭6G峰會上,奧盧大學無線通信中心博士後何世海表示:6G的發展,就是要改進5G的缺陷,也就是要有更高的速率、更低的時延,5G的傳輸速率理論上能夠做到10Gbps,但這並不夠。隨著“萬物互聯”時代的到來,傳感器數量將是天文數字,數據量將越來越大。特別是新的應用越來越多,對傳輸速率、頻譜寬度的要求也越來越高。“當前國際上6G研究處於起步階段,大多沒有實際進展和可靠技術。特別是硬件方面沒有解決,軟件也就無從談起。因此,硬件研發是發展6G的基礎。” 何世海認為。

據瞭解,智能駕駛、遠程醫療、虛擬現實等應用對時延的要求是越低越好,而6G能提供更好的用戶體驗。就像薩里大學在峰會上提出的概念,如果要實現對一個人的高清晰度的全息投影,傳輸速率要達到4.62Tbps,這遠遠超出了5G的能力,6G能否做到都是未知數。

2019年是5G的實用年,也是6G的研發年。很多人會疑問到,5G都還沒有真正落地就開始6G的研發,靠譜嗎?

人類的技術始終是向前發展的,像前文所說6G的研發可以彌補5G中的一些缺陷。當然,6G網絡的研究目前還有很多技術弊端,比如6G所採用的太赫茲波穿透性較差,只能實現視線之內的短距離傳輸。但任何困難都擋不住人類探索的腳步。

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