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預計2030年左右開(kāi)啟的6G時(shí)代,與5G相比有何不同?

編輯:y 來(lái)源:千家網(wǎng) 更新于:2023-02-14閱讀:0

6G是什么?

最早公開(kāi)提出6G概念的是英國電信集團(BT)首席網(wǎng)絡(luò )架構師 Neil McRae,他認為:6G就是“5G+衛星網(wǎng)絡(luò )”,通過(guò)衛星讓5G信號不需要基站就能實(shí)現全球覆蓋,從而實(shí)現更加廉價(jià)且快捷的互聯(lián)網(wǎng)連接,讓全球的網(wǎng)絡(luò )真正成為一個(gè)整體。

基于Neil McRae的全球網(wǎng)絡(luò )構想,學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界從不同角度對6G進(jìn)行了展望,他們共同的指向是,6G的通信指標將比5G高10-100倍,6G網(wǎng)絡(luò )不僅具備高速率、大帶寬、低延時(shí),還將在傳感、成像和定位方面爆發(fā)出巨大的能量。

北京大學(xué)胡國慶博士分析:與5G相比,6G將包含移動(dòng)蜂窩、衛星通信、無(wú)人機通信、可見(jiàn)光通信等多種網(wǎng)絡(luò )接入方式,構建空天海地一體化網(wǎng)絡(luò ),實(shí)現全球無(wú)縫連接。不僅在傳輸速率、端到端時(shí)延、可靠性、連接數密度等方面比5G會(huì )有大幅度提升,6G還將與人工智能技術(shù)深度融合,構建智能化網(wǎng)絡(luò ),實(shí)現物理世界和虛擬世界的鏈接,實(shí)現人-機-物-虛擬空間互聯(lián)互通,為元宇宙打下堅實(shí)根基。

我國IMT-2030(6G)推進(jìn)組發(fā)布的《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)》白皮書(shū)講到:6G將在5G基礎上從服務(wù)于人、人與物,進(jìn)一步拓展到支撐智能體的高效互聯(lián),實(shí)現由萬(wàn)物互聯(lián)到萬(wàn)物智聯(lián)的躍遷,最終助力人類(lèi)社會(huì )實(shí)現“萬(wàn)物智聯(lián)、數字孿生”的美好愿景。

5G→6G

5G作為新一輪科技革命最具代表性的技術(shù)之一,與過(guò)去的四代網(wǎng)絡(luò )技術(shù)相比,其優(yōu)勢在于它的三大應用場(chǎng)景:增強型移動(dòng)寬帶、超可靠低時(shí)延和海量機器類(lèi)通信。

而華為無(wú)線(xiàn)技術(shù)實(shí)驗室技術(shù)專(zhuān)家王俊認為,“6G將在5G的三大應用場(chǎng)景基礎上,加上人工智能、感知兩大應用場(chǎng)景,并且包括超高速、超可靠、超大規模以及連接AI和通信感知在內的五大典型場(chǎng)景?!?/p>

可以預見(jiàn),未來(lái)的6G網(wǎng)絡(luò )并不僅僅是5G三大特性的增強版,還會(huì )“進(jìn)一步發(fā)展出超越通信的能力”。

從移動(dòng)通信發(fā)展歷史來(lái)看,從1G到5G都是以地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )為主體,而6G將向多網(wǎng)融合的方向發(fā)展,實(shí)現全域立體覆蓋,最具革命性的進(jìn)步將是天基網(wǎng)絡(luò )如何與蜂窩移動(dòng)通信這樣的地基網(wǎng)絡(luò )融合,構建空天地一體化的網(wǎng)絡(luò ),以實(shí)現無(wú)縫接入、無(wú)所不達。 

6G VS 5G



▲ 圖源:網(wǎng)絡(luò )

5G作為4G的延伸,也具有明顯的高速率,低時(shí)延、大容量等特征,例如:傳輸速度可達20Gbps;時(shí)延低至1ms;5G室內定位精度3.5GHz頻段下在5m左右,毫米波定位精度可以達到3m……但6G與之相較,優(yōu)勢更為突出。

  • 傳輸速度提升到100Gbps-1Tbps;

  • 定位精度達到室內10cm,室外1m;

  • 能源效率提升10倍;

  • 故障率降低到百萬(wàn)分之一;

  • 容量提升1000-10000倍;

  • 接入設備密度達到100個(gè)每立方米;

  • 電池壽命達到20年;

  • 網(wǎng)絡(luò )延時(shí)降低到0.1ms。


▲ 圖源:網(wǎng)絡(luò )

6G有望在哪些場(chǎng)景應用?


作為新一代移動(dòng)通信技術(shù),它的相關(guān)應用場(chǎng)景將如何改變我們的生活?

1.沉浸式云XR

擴展現實(shí)(XR)是虛擬現實(shí)(VR)、增強現實(shí)(AR)和混合現實(shí)(MR)等技術(shù)的統稱(chēng)。XR技術(shù)在不斷開(kāi)發(fā)和探索中,其潛力巨大,但應用到現實(shí)生活中來(lái)有一個(gè)障礙就是硬件。理想化的XR技術(shù)要求更為先進(jìn)的硬件,移動(dòng)設備的體積要小巧輕便,同時(shí)算力也要很強大。云化XR系統可以降低XR終端設備的計算負荷和能耗。擺脫了線(xiàn)纜的束縛,XR終端設備將變得更輕便、更智能。不過(guò)云XR要求端到端時(shí)延不高于10ms,用戶(hù)體驗速率達Gbps量級。相較于5G,6G的傳輸速度和時(shí)延等關(guān)鍵指標都將有大幅提升。網(wǎng)絡(luò )的提升將推動(dòng)X(jué)R技術(shù)進(jìn)入全面沉浸化時(shí)代。


2.全息通信

當前人類(lèi)社會(huì )已實(shí)現語(yǔ)音、圖像、視頻等2D通信,未來(lái)人類(lèi)必將追求3D通信,也就是全息通信。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )能力、高分辨率渲染及終端顯示設備的不斷發(fā)展,未來(lái)的全息信息傳遞將通過(guò)自然逼真的視覺(jué)還原,實(shí)現人、物及其周邊環(huán)境的三維動(dòng)態(tài)交互,極大滿(mǎn)足人類(lèi)對于人與人、人與物、人與環(huán)境之間的溝通需求。


3.感官互聯(lián)

面向2030年及未來(lái),更多感官信息的有效傳輸將成為通信手段的一部分,感官互聯(lián)可能會(huì )成為未來(lái)主流的通信方式,廣泛應用于醫療健康、技能學(xué)習、娛樂(lè )生活、道路交通、辦公生產(chǎn)和情感交互等領(lǐng)域。


4.數字孿生

數字孿生通過(guò)對現實(shí)世界中的人和物進(jìn)行全面信息采集與感知,利用數字信息在虛擬世界構建對應的映射,對現實(shí)世界運作進(jìn)行實(shí)時(shí)計算模擬,并通過(guò)數字計算對未來(lái)進(jìn)行有效預測與干預。6G技術(shù)對于數字孿生而言,主要是為數字孿生的交互層提供超大容量、超低時(shí)延的數據與反饋信息的傳輸,促使數字孿生技術(shù)得到更好的應用。


5.自動(dòng)駕駛

要對行駛中的汽車(chē)進(jìn)行準確、實(shí)時(shí)控制,數據交互的速度要求極快,時(shí)延要求極低,可靠性要求極高。目前智能汽車(chē)的感知能力主要依靠本地多種傳感器,包括攝像頭、毫米波雷達、GPS、激光雷達等,雖然綜合精度達到厘米級甚至毫米級,但仍然無(wú)法滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛需求,因為感知范圍受限和感知精度不足,應對突發(fā)事件的響應能力不足。未來(lái)通過(guò)6G網(wǎng)絡(luò ),可以解決目前自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的瓶頸問(wèn)題。


6.精準定位

在未來(lái)萬(wàn)物智聯(lián)時(shí)代,大量垂直行業(yè)都需要高精度的室內、室外定位服務(wù),如自動(dòng)駕駛、軌跡回訪(fǎng)、AR等應用。但傳統的衛星定位等方法,難以滿(mǎn)足精細化智能服務(wù)業(yè)務(wù)的需求。6G網(wǎng)絡(luò )新的定位技術(shù)將為實(shí)現厘米級的精準定位提供有力支撐。6G技術(shù)與不斷發(fā)展的感應、成像等技術(shù)集成,將催生海量新應用。


7.智慧生產(chǎn)

數字孿生、納米技術(shù)、人工智能、移動(dòng)邊緣計算等的快速發(fā)展,推動(dòng)各行各業(yè)從數字化、網(wǎng)絡(luò )化向智慧化升級,同時(shí)也催生出很多新的智慧生產(chǎn)應用。要實(shí)現這些新應用,需要全覆蓋網(wǎng)絡(luò ),1G到5G主要解決的是陸地通信問(wèn)題,而6G就可以解決海洋、沙漠、原始森林這些地方的通信問(wèn)題。

 

8、全域覆蓋

隨著(zhù)業(yè)務(wù)的逐漸融合和部署場(chǎng)景的不斷擴展,地面蜂窩網(wǎng)與包括高軌衛星網(wǎng)絡(luò )、中低軌衛星網(wǎng)絡(luò )、高空平臺、無(wú)人機在內的空間網(wǎng)絡(luò )相互融合,將構建起全球廣域覆蓋的空天地一體化三維立體網(wǎng)絡(luò ),為用戶(hù)提供無(wú)盲區的寬帶移動(dòng)通信服務(wù)。

 全域覆蓋將實(shí)現全時(shí)全地域的寬帶接入能力,為偏遠地區、飛機、無(wú)人機、汽車(chē)、輪船等提供寬帶接入服務(wù);為全球沒(méi)有地面網(wǎng)絡(luò )覆蓋的地區提供廣域物聯(lián)網(wǎng)接入,保障應急通信、農作物監控、珍稀動(dòng)物無(wú)人區監控、海上浮標信息收集、遠洋集裝箱信息收集等服務(wù);提供精度為厘米級的高精度定位,實(shí)現高精度導航、精準農業(yè)等服務(wù);此外,通過(guò)高精度地球表面成像,可實(shí)現應急救援、交通調度等服務(wù)。


5G于6G而言有何意義?

5G的成功對未來(lái)6G的發(fā)展至關(guān)重要?;仡?G向4G的發(fā)展歷程不難發(fā)現,3G智能手機的出現,培育了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的剛性需求,也為4G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展奠定了基礎。同樣,雖然當前5G商用模式并未取得突破性成功,但5G應用已呈千帆競發(fā)之勢,深度融合應用的探索正步入“深水區”,5G-Advanced技術(shù)標準還在持續演進(jìn)和完善,未來(lái)5G垂直行業(yè)的探索和發(fā)展,將培育新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)和商業(yè)模式,也將為6G實(shí)現“萬(wàn)物智聯(lián)”奠定堅實(shí)基礎。


從5G時(shí)代開(kāi)始,移動(dòng)通信應用和創(chuàng )新的主要對象就從個(gè)人轉向了行業(yè)。但是在行業(yè)應用領(lǐng)域,5G卻有著(zhù)天生的“缺陷”。

“5G并沒(méi)有針對To B的應用做重點(diǎn)研究,將5G To C的系統架構和設備直接搬到5G To B,這樣既不科學(xué)也不合理?!敝袊こ淘涸菏?、未來(lái)移動(dòng)通信論壇理事長(cháng)鄔賀銓認為,面向行業(yè)的應用將是6G研究的重點(diǎn),“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應該成為6G的研究重點(diǎn),需要更重視低時(shí)延和確定性的要求,To B要作為6G研究的重點(diǎn),在架構和管理上提出創(chuàng )新方案”。


結語(yǔ)

目前,全球6G技術(shù)研究仍處于探索起步階段,技術(shù)路線(xiàn)尚不明確,但可以知道的是6G時(shí)代的來(lái)臨,有望讓萬(wàn)物智聯(lián)成為可能,以安全為中心的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)也將有機會(huì )實(shí)現無(wú)縫融合。


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