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  • 项立刚:6G来了 会是什么样子?

    来源:www.jlxsmy.com 发布时间:2019-11-18

    原标题:向立刚:6G来了,会是什么样子?

    11月3日,科技部会同国家发展改革委、工业和信息化部组织了6G技术研发启动会。 会议宣布成立国家6G技术研发促进工作组和整体专家组,标志着中国6G技术研发工作正式启动。 对此,一些网民哀叹道:5G还没有被使用,6G已经被开发出来。

    事实上,世界各地的研究人员已经开始了与6G相关的早期工作 2019年3月24日至26日,世界第一届6G无线峰会将在芬兰举行 随后,据韩国媒体报道,韩国主要移动运营商斯克电信(SK Telecom)分别于6月12日和13日与芬兰诺基亚和瑞典爱立信签署了谅解备忘录,共同提高商业5G网络的性能,开发6G相关技术,以引领下一代移动通信技术,探索新的商业模式。

    华为中国消费者业务首席执行官俞成东最近在接受采访时说,6G正在开发中,估计还需要10年时间。 在

    2G时代,虽然也有数字通信能力,但上网是一项非常小的功能,用户使用的数据量也非常小。 电信运营商的核心网络和计费系统是基于语音的。

    3G从数字通信时代走向数据通信时代 尽管声音仍然非常重要,但它不再是核心。 数据服务已经成为一项重要的服务,核心网络和计费系统也是基于数据的系统。 这是通信网络的一场革命。

    然而,3G的网络速度仍然相对较慢,而4G大大提高了网络速度,极大地改善了用户体验。 与3G相比,4G的基础设施和基本能力不是一场革命,而是一场技术进化。 大量4G服务是在3G的基础上逐渐发展起来的,但是随着4G的到来,这些服务的效率已经大大提高。

    5G是一个革命性的变化 它不仅需要速度的提高,还需要更多的功耗和时间延迟。 与4G相比,5G需要调整和重建整个网络结构。核心网络、管理和计费系统也将发生巨大变化,甚至计费规则也需要调整。 基于5G形成的服务不再局限于信息传输,而是通过移动互联、智能感知、大数据、智能学习等集成而形成的新能力。 5G革命是技术、管理、计费、商业模式、商业模式、商业形式和许多其他方面的巨大变革。

    那些研究6G的人现在不知道6G是什么,因为6G标准的最终确定需要得到国际电信联盟的讨论和确认。 目前的研究者只分析需求、技术和能力形成的可能性。 那么,在5G已经解决了高速、无处不在的网络、低功耗、低延时、万物互联和安全等问题的基础上,人类对移动通信还有什么其他需求呢?

    随着移动通信的发展,最大的瓶颈是对频谱的需求。 频谱是有限的。虽然理论上我们有大量的频谱可供使用,但高质量的频谱并不多。 为了实现大量数据的信息传输,有必要使用高频段频谱。 卫星使用Ka波段频谱,带宽很宽,但抗干扰是个大问题。

    有没有可能在频谱之外进行移动通信?量子通信是通过量子纠缠技术传输信息的一种可能性。 目前,人类还没有实现真正的量子信息传输,其能力主要是加密。然而,如果将量子纠缠用于信息传输,人类可以跳过移动通信领域频谱的限制,实现突破。

    另一方面,人类不是通过神经系统直接获取信息,而是通过眼睛、耳朵、鼻子和舌头等器官,感知、收集信息并传递给神经系统进行信息存储和处理。 这不仅效率低下,而且许多信息会丢失或被扭曲和改变。

    同时,人类的信息存储主要是由脑细胞进行的,其稳定性相对较差。它不会再在某个年龄生长,但也会自然衰老并死亡。 使信息传输更加直接,信息存储更加稳定,是人类未来必须面对的课题。 开放人类神经系统,用芯片存储,用芯片实现人脑信息交流,是人类发展的重要一步。 要在这个领域取得真正的突破是一个漫长的过程,但这必须是6G努力的方向。

    目前,移动通信网络和卫星网络是两个独立运行的网络,不能相互集成和补充。 在6G时代,可能会有天地一体的趋势。网络不仅可以通过地面基站覆盖陆地,还可以通过低轨道卫星和高轨道卫星覆盖陆地。在地面上,它可以通过许多中继器和小基站覆盖很深。 网络的这种收敛可以同时考虑表面和点。卫星确保网络可以存在于地球的任何角落。

    同时,在人口稠密的地区,或目前网络不够密集的地区,甚至在地下,如地铁、隧道、停车场、矿山等信号不佳的特殊地方,可以进行深度覆盖。

    过去,水下网络覆盖根本不被考虑。6G时代可以制定计划和突破,使水下通信成为整个网络覆盖系统的一部分。 例如,在沿海水域、河流和湖泊中,水质、水下生物、水下水产养殖产品、水温变化、水营养物含量、污染物含量、水下大坝位移等许多领域都需要监测。 如果水下监测有网络覆盖,将大大提高监测和管理能力。

    6G还可以在收集海洋数据、监测环境污染、气候变化、海底异常、地震或火山活动、探测海底目标、水下远程图像传输甚至军事领域发挥重要作用。

    具体来说,水下无线通信可以采用水下电磁波通信、水声通信和水下量子通信等多种技术 频率高于10kHz并能辐射空之间交流变化的高频电磁波射频(射频)在水下无线通信中将有很大的机会。

    随着技术能力的提高,可以实现100kbps以上的高速数据传输。它还能抵抗噪声的影响,实现相对较低的延时和功耗,具有较高的安全性。 射频通信可能成为水下无线通信的重要选择。 此外,水下激光通信和水下中微子通信也将成为备受关注的技术

    6G的一个重要步骤是通过卫星、地面站、小基站和水下基站等技术和方法,将天空空、地面、地下和水融为一体,使网络真正无处不在。 这些能力仍然对通信行业构成相当大的挑战。 如果这些网络要整合成一个整体,形成一个新的商业模式,还有很多地方需要改进和完善。

    为了获得更大的带宽,移动通信必须使用更多的频谱。 在5G时代,物联网的物联网频段使用800/900兆赫,3.4 ~ 3.6千兆赫和20 ~ 60千兆赫频段都被认为是5G,从而大大增加了可用频谱,提高了网络容量和带宽。

    6G网络需要更多带宽 5G的峰值速度为20Gbps,6G的峰值速度将达到100Gbps。5G的单通道带宽为100MHz。通过组合1GHz的多个带宽,最终可以实现100Gbps的速度,而6G的单通道带宽可以达到1GHz。 为了实现1GHz的单通道带宽,较低频段的频谱显然不足以支持,因此移动通信必须拿出更多的频谱。

    5G已经开始使用毫米波。可以预测,太赫兹将在6G时代进入人们的视野。 太赫兹波的波长为3~1000μm,频率为0.1 ~ 10THz,是微波和红外线之间的电磁波。 太赫兹波介于无线电波和光波之间,在一定程度上赋予了它不同于其他电磁波的特性。 它兼有微波通信和光波通信的优点,具有传输速率高、容量大、方向性强、安全性高、穿透性强等特点。

    频率越高,通信容量越大,这是通信领域的基本原则。 太赫兹波的频率比目前使用的微波高1~4个数量级,可以提供10千兆比特/秒以上的无线传输速率,这是微波无法达到的高度。解决信息传输受带宽限制的问题是非常有益的。

    但是太赫兹用于长距离传输,很难获得好的结果。 今天的通信网络基本上是由光网络构成的骨干传输网络。 移动网络是通过扩展具有基站的光网络而形成的。用户可以随意在不同的基站之间切换,这样他们就可以在保持高速的同时随时随地保持连接。

    未来的移动通信网络将是一个大规模的蜂窝网络,需要长距离和大规模的覆盖,小区将变得越来越小。 未来,该网络将通过众多以家庭为主体的小型基站,在庞大的光网络下形成超高密度、超高速、密集部署的网络系统。 在该系统中,太赫兹技术可以利用高速、大容量和高穿透性来实现在家庭和办公环境中的全面部署。

    此外,电磁波的频带越高,衍射和穿透能力越差。 毫米波很难穿透,所以在人口稠密的城市,办公和家庭部署都存在很大问题。 然而,太赫兹波因为接近光波而具有更好的穿透性。 同时,它不需要与其他行业竞争频谱,因此可以实现大带宽。

    传统的通信网络只承载语音业务,电信运营商的管理也非常简单。 但是在5G时代,网络变得更加复杂 如果我们建立多个通信网络,即多个管道系统,一方面,社会成本会大大增加,另一方面,社会资源是不够的。 举个简单的例子,一个城市有许多系统,如电力、电信和污水处理,所有这些都需要管道。如果每个系统都建立自己的一套管道,不仅成本高,而且很难管理,这就需要一套管道来共享资源。

    随着5G的发展,通信不仅是人类语音传输的网络,也是可以提供互联网服务的网络。 在5G网络上,它还将承载大量的物联网服务、城市管理服务、智能交通服务、智能家居服务.这些服务可以由一个网络共同承载,不同服务的安全性、优先级和资源分配是不同的。

    这样的网络必须建立强大的智能管理模式来智能管理不同的业务和用户 因此,人工智能技术应融入网络,以识别不同的用户、用户行为和终端,并在此基础上进行资源分配和资费管理。

    一个值得讨论的问题是下一代6G的网络建设是一个对资源要求极高的复杂系统,所以一个国家有必要建立几个网络吗?如果是这样,一方面,资源非常有限,另一方面,网络之间的相互干扰也是一个大问题。 同时,当网络深入到世界的每个角落时,如果一个地方有三套以上的网络覆盖,这不仅是浪费,而且网络质量也会受到很大影响。

    基于此,6G时代只能探索在一个国家建设一个全覆盖网络。 这不仅可以充分利用资源,减少在一个地方配置多套设备的浪费,还可以大大降低租用站点的成本,避免网络间的干扰。 此外,这种网络质量更高,对用户影响更小。

    当然,不可能将多个运营商变成一个运营商,导致完全没有竞争 这需要网络和服务的分离。在一个网络上,多个运营商使用同一个网络来提供他们自己的服务 电信运营商的竞争力主要体现在管理、平台、研发、运营、服务和支持等方面。 它们有不同的特征和不同的服务级别,因此用户可以有不同的选择。

    电信运营商可以为网络建设者使用不同的网络资源付费。 电信运营商可以在网络上建立自己的服务管理平台、计费平台、计费平台、服务支持平台和客户服务平台,然后向个人用户、企业用户和机构用户提供不同的产品和服务 用户可以在使用许多不同的服务时用一个标识来标识自己,而不必为每个服务注册一个标识。 也就是说,一个身份、多项服务和一项费用

    (责任编辑:DF134)

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