作者 | 莫奇
5G已经来了，6G还会远吗？随着5G网络规模化商用，我国针对6G研发的战略布局已经全面展开。近日举行的全球6G技术大会上，业界达成了2030年实现6G商用的基本共识。6G技术将给我们带来哪些变革？6G的发展又面临哪些挑战呢？
根据移动通信的发展规律，大约每十年会更新一代移动通信系统，并将秉承“商用一代，规划一代”的发展原则，当前中国乃至全球都已拉开6G研发的大幕，意图抢占6G技术高地。
芬兰率先发不了全球首份6G白皮书《面向6G泛在无线智能的驱动与主要研究挑战》，对6G愿景和技术应用进行了系统性展望。
美国从2018年开始6G研究，前期主要是对6G芯片的研究，并率先在空天海一体化通信，特别是卫星互联网通信开展研究实践。
韩国将6G超高频段无线器件研发列为“首要”课题，日本则在6G关键性的太赫兹技术方面已经有较深入的研究。
我国也已经全面启动了6G研发，科技部于2019年11月成立了由37家产学研机构参与的6G技术研发IMT-2030推进组，并召开多场6G研讨会。通信领域相关的标准组织ITU和3GPP对于6G相关标准的制定也给出了计划时间表。
6G技术是以太赫兹技术为基础的超高速网络，6G技术的核心就是发展太赫兹技术，并在此基础上，强调“人、无、景”的相互关联和切换。接下来为大家简要介绍一下6G技术。
1、下一代信道编码及调制技术
6G网络将实现100Gbps的数据速率，使用高于275GHz频段的太赫兹（THz）频段，信道带宽也是以GHz为单位。同时面临毫米波、空间、海洋等更为复杂的业务传输场景，对底层的信道编码及调制相关技术提出新的挑战。2、新一代天线与射频技术
6G系统频段可达太赫兹（THz），天线体积小型化，业界称6G系统天线将是“纳米天线”，给传统天线及射频、集成电子和新材料等领域带来颠覆性变革，赋能超大规模天线技术、一体化射频前端系统关键技术等。太赫兹技术被业界评为 “改变未来世界的十大技术”之一，6G的一个显著特点就是迈向太赫兹时代。6G 网络是5G网络、卫星通信网络及深海远洋网络的有效集成，卫星通信网络涵盖通信、导航、遥感遥测等各个领域，实现空天海地一体化的全球连接。6G 网络的硬件将更为集成化、模块化和白盒化，软件将更为本地化、个性柔性化和开源化，未来网络基础设施建设和优化升级将主要依托云存储资源和软件升级，充分挖掘各类软件与系统对6G网络控制作用。6G智能化应该是贯穿于网络端到端每一个环节的, 人工智能AI将通过网络数据、业务数据、用户数据等多维数据感知学习，高效实现地面、卫星、机载等设备之间的无缝连接，并可进行实时高速切换，网络的自主管理和控制学习系统将持续得到优化升级，最终实现“无人驾驶”一样的自主自治网络。6G网络将持续完善用户个性化制定服务，采取更为丰富的手段，针对流量管理、边缘计算等进行每个用户的智能化柔性定制服务，整个网络体系采用自动化分布架构，网络更加趋于扁平化，这就使得新兴的区块链技术备受期待。从移动通信的演进进程来看，基本上每十年进行一次更替。5G在4G 的基础上提供新功能和更好的服务质量，但随着数据处理量的增加，5G无线处理系统迎来调整。比如要保证虚拟现实（VR）设备良好的用户体验，至少需要10Gbps的数据速率，这就需要开发具有新功能特性的6G无线系统。从网络性能指标来看，6G在传输速率、端到端时延、可靠性、连接数密度、频谱效率、网络能效等方面均有较大的提升，这在很大程度上满足了各种垂直行业多样化的网络需求。相较于5G，6G的第一个质的飞跃是智能化水平的提高。在6G之前，无论是4G还是5G，都只是连接人与人、人与物，以及物与人的网络；但6G不仅是一个网络，更是一台巨型的覆盖全球的人工智能计算机，6G实现了互联网和通信网真正的统一，还将完成由万物互联到万物智联的跃迁，成为连接真实物理世界与虚拟数字世界的纽带，持续提升人们的生活品质，促进社会生产方式的转型升级。需要说明的是，通信网和互联网是两个不同的事物：通信网的基础作用是建立通信的接口，通信网建立后，人们可以通话，可以传递信息；而互联网本质上是一个“计算机的网”。在6G以前，互联网和通信网唯一的联结在于通信网为互联网的连接提供物理基础。互联网要想实现局域网和局域网之间的连接，必须依托通信网络，例如各大运营商提供的基础光纤、各种通信基站等就是实现互利网连接必要的物理基础。6G在通信网的基础上融合了计算的功能，形成了一个遍布全球的、移动状态的、泛在化的计算机。6G的另一个飞跃是为“数字孪生”提供了新机遇。“数字孪生”概念最早出现于上个世纪70年代末，它是指在信息空间中构建一个和物理世界一模一样的物体，最早应用于飞机制造。播音公司最早引入了“数字孪生”技术，在赛博空间中制造一个虚拟的飞机，同时在现实工厂生产组装。这种孪生体后来在数字制造领域得到广泛的应用。业内专家表示，6G网络能够实现现实和虚拟的完整的孪生镜像。通过不断的技术创新，6G技术将进一步将服务的边界从物理世界延伸至虚拟世界，在人——机——物——境完美协作的基础上，探索新的应用场景、新的业务形态和新的商业模式。接下来列举一些6G技术的具体应用领域。通过大量智能传感器（>100个/人）在人体的广泛应用，对重要器官、神经系统、呼吸系统、泌尿系统、肌肉骨骼、情绪状态等进行精确实时的“镜像映射”，形成一个完整人体的虚拟世界的精确复制品，进而实现人体个性化健康数据的实时监测。6G将采用全新的通信技术以及超越“蜂窝”的新颖网络架构，在降低网络使用成本的同时保证在飞机上为用户提供高质量的空中高速上网服务。2030年以后，信息交互形式将进一步以AR/VR逐步演进至高保真扩展现实（XR）交互为主，甚至是基于全息通信的信息交互，最终将全面实现无线全息通信。作为城市群的基础设施之一，6G将采用统一网络架构，引入新业务场景，构建更高效更完备的网络。未来6G网络可由多家运营商投资共建，采用网络虚拟化技术、软件定义网络和网络切片等技术将物理网络和逻辑网络分离。到2030后以后，“泛在连接”将成为6G网络的主要特点之一，完成在高山、深海、沙漠等现有网络盲区的部署，实现全域无缝覆盖。利用6G网络的超高带宽，超低时延和超可靠等特性，可以对工厂内车间、机床、零部件等运行数据进行实时采集，利用边缘计算和AI等技术，在终端侧直接进行数据监测，并且能够实时下达执行命令6G有助于网联机器人和自主系统的部署，比如无人机快递系统、自动驾驶等。根据6G的设想，到2030年，我们将身处一个由数据驱动的世界，体验近乎即时、没有限制的无线连通性。6G将在5G的能力基础之上进一步扩展，有望为依赖连通性的医疗保健、制造、能源、交通和公共安全等垂直行业提供他们所需的能力。这种能力将不再是新奇或特别的使用场景，而是我们日常生活中不可或缺的一部分。虽然 6G 当前还处于研究阶段，突破重重技术难关也确需时间。但随着 5G 逐步推广，现在开始规划 6G 正当其时。目前我们必须一方面保持5G的发展势头，另一方面也要为6G的发展铺平道路。如果用一句话总结，那就是——既要仰望星空（6G），也要脚踏实地（5G）。关注公众号：拾黑（shiheibook）了解更多
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