關于6G技術的五個重要問題

　　作者：是德科技Jessy Cavazos

　　在5G轟轟烈烈展開部署的同時，對下一代技術的研發工作也已經拉開帷幕。6G無線技術承諾創造更美好的未來，其中一個目標就是實現人類社會、物理世界和數字世界的融合。通過融合，6G有望為實現聯合國可持續發展目標提供巨大助力。

　　本文回答了關于6G的一些常見問題，并深入介紹了6G愿景以及如何實現這些關鍵目標。

　　什么是6G?

　　簡而言之，6G是用于蜂窩網絡的第六代無線通信標準，將接替當前的5G（第五代）標準。不過，研究界并不指望6G技術取代前幾代技術。相反，新舊技術會共存協作，合力改善我們的生活。

　　雖然6G在某些方面可以借鑒5G，但想要滿足更先進的技術需求，徹底改變我們與世界的連通方式，還有很多空白技術需要從頭開始研發。

　　第一個有待提升的領域是速度。從理論上講，5G可以實現20 Gbps的峰值數據速率，不過迄今為止測試中記錄得到的最高速度只有8 Gbps左右。在6G中，隨著我們開始采用更高頻率（100 GHz以上），目標峰值數據速率將達到1,000 Gbps（1 Tbps），這足以支持立體視頻等使用場景，提供增強的虛擬現實體驗。

　　實際上我們已經展示過310 GHz頻率的空中接口傳輸，其峰值速度高達150 Gbps。

　　除了速度之外，6G技術還會帶來另一個關鍵優勢：極低的延遲。這意味著通信的時延可以降至極低，讓物聯網（IoT）和工業應用能夠盡情釋放其潛力。

　　6G技術將提供增強的連通性，賦能未來的物聯網創造更多奇跡。現在的5G能夠支持每平方千米（或0.38平方英里）范圍內同時連接100萬臺設備，6G會將這個數字提升至1000萬臺。

　　但是，6G帶給我們的不僅僅是更快的數據速率和更低的延遲。下面我們就來探討幾項對新一代無線通信有重大影響的新技術。

　　6G技術的用戶是誰？使用場景有哪些？

　　在5G中，我們開始看到機器對機器通信的興起，而6G有望推動其更上一層樓。大眾都將成為6G的最終用戶，越來越多的設備也將如此。這種轉變不僅會影響到人們的日常生活，也會給企業和整個行業帶來變革。

　　除了為最終用戶提供更快的瀏覽速度之外，我們還可以期待通過仿佛身臨其境的、有觸覺的體驗來增進人與人的交流。例如，愛立信就預測會誕生“感官互聯網”，即有可能以數字方式讓人們感受到氣味或味道。新一代移動網絡聯盟（NGMN）的一份報告稱，全息遠程呈現和立體視頻（我們可以將其視為3D視頻）也將成為一種使用場景。這一切都是為了讓虛擬現實、混合現實和增強現實融入我們的日常生活。

　　6G技術可能會對企業和行業產生更大的影響，歸根到底會造福我們這些最終用戶。機器屆時將能夠同時處理幾百萬個連接，完成它們現在還無法勝任的任務。

　　NGMN報告預計，6G網絡將實現超高準確度的定位和跟蹤。這可能會帶來多方面的進步，例如允許無人機和機器人運送貨物和管理制造工廠；改善數字醫療保健和遠程健康監測；以及加強數字孿生的使用。

　　數字孿生將發展成為一個值得關注的使用場景。某些行業可以借助這個重要工具來有效地解決工廠或特定機器的問題，類似的好處不勝枚舉。我們可以試想一下創建整個城市的數字孿生，并對復制對象展開測試來評估哪些解決方案最適合交通管理的情景。新加坡政府已經著手構建一個3D城市模型，為未來實現智慧城市做準備。

　　如何才能實現6G?

　　創造新世界需要采用新技術。在邊緣計算、人工智能（AI）、機器學習（ML）和網絡切片等領域，6G無疑可以從5G中受益匪淺。與此同時，我們還需要徹底變革才能滿足新的技術要求。

　　首先是應了解如何在亞太赫茲頻率范圍內運行。5G需要在24.25 GHz至52.6 GHz的毫米波（mmWave）頻段內運行才能完全發揮其潛力，而新一代移動連通性很可能會轉向采用100 GHz以上的頻率，即亞太赫茲頻率，甚至可能會進入真正的太赫茲頻率。

　　為什么要了解這個？隨著頻率增長，信號波會展現出不同的特性。5G之前的蜂窩通信僅使用6 GHz以下頻譜，信號最遠可以傳播10英里。在毫米波頻段，信號傳播距離急劇縮減到1,000英尺左右。6G建議使用的亞太赫茲信號傳播距離往往更小，只有幾十到幾百英尺而不是上千英尺。

　　話雖如此，我們可以使用新型天線來盡量擴大信號的傳播距離。天線的尺寸與信號波長成正比，因此頻率越高，波長越短，天線的尺寸可以縮減到足夠小而能夠大量部署。此外，天線還采用了一種叫做波束賦形的技術，將信號朝向某個特定的接收機發射，而不是像LTE之前常用的全向天線那樣向著四面八方發射。

　　另一個重要領域是為AI和ML設計6G網絡。5G已經開始考慮將AI和ML添加到現有網絡中。到了6G時代，我們有機會從頭開始建設與生俱來就適應這些技術的網絡。

　　國際電信聯盟（ITU）的一份報告稱，到2030年，全球每月將產生超過5,000艾字節（或50億太字節）的數據。鑒于互聯的用戶和設備數量如此龐大，我們將不得不依靠AI和ML來執行各項任務，例如管理數據流量；允許智能工業機器做出實時決策并高效利用資源等等。

　　6G需要解決的另一個挑戰是安全性――如何確保數據安全，只有得到授權的用戶才能訪問它。解決辦法是讓系統能夠自動預測復雜的網絡攻擊。

　　最后一項技術需求是虛擬化。隨著5G的演進，我們將逐漸轉向虛擬環境。如今，Open RAN（O-RAN）架構將更多的處理和功能轉交給云端負責。邊緣計算等解決方案將在未來變得越來越普遍。

　　​6G技術是否可持續？

　　可持續性是當今電信行業關注的焦點。誠然，隨著5G的推進，6G也離我們越來越近，人類和機器將消耗越來越多的數據。以我們在數字世界的碳足跡為例，發送一封簡單的郵件相當于向大氣中排放4克二氧化碳。

　　幸好，6G技術有望幫助人類在各種應用中提高可持續性。優化農場自然資源的使用就是一個例子。通過使用實時數據，6G還能賦能智能車輛進行路線規劃，這將有助于減少碳排放并更好地分配能源，從而提高能源效率。

　　此外，研究人員也將可持續性放到了他們6G項目的中心。使用新型材料的半導體等元器件應當會降低功耗。歸根結底，我們預計新一代移動連通性將會有助于實現聯合國可持續發展目標。

　　6G將在什么時候可以使用？

　　業界一致認為，第一個包含6G的第三代合作伙伴計劃（3GPP）標準版本將在2030年完成。6G技術的早期版本最早可能在2028年投入試運行，像前幾代標準一樣都需要經歷十年左右的時間。這是“下一代通信聯盟”（Next G Alliance）公布的愿景。

　　在將新一代移動連通性推向市場之前，國際機構會針對技術規范展開討論，從而實現互操作性。例如，確保您的手機能在世界各地使用。

　　ITU和3GPP同為知名的標準化機構，他們也設立了工作組來評估全球6G研究進展。

　　另外技術的發展同樣需要時間。許多6G功能需要借助在材料和方法上都突破常規的新的解決方案才能實現，開發這樣的方案也同樣需要時間。

　　好消息是：電信行業正在朝著下一代通信飛速發展

　　以是德科技為例，我們正在充分利用5G和Open RAN領域的成功經驗，協作開發適合需求的解決方案，共同為6G奠定良好基礎。

　　我們還與市場領軍企業攜手合作，推進新興6G技術的測試和測量。每周都會有捷報頻傳，看到某公司或某高校取得了突破性的發現。

　　更讓人振奮的是，我們每天都離6G更近了一步。建設未來的互聯網要從現在做起。我們的征程才剛剛開始，我們熱切期待您的加入。