焦點快報!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(fā)工作也已經拉開帷幕。6G 無線技術承諾創(chuàng)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(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標提供巨大助力。

(資料圖片僅供參考)

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(xié)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(fā)。

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(yōu)勢：極低的延遲。這意味著通信的時延可以降至極低，讓物聯(lián)網（IoT）和工業(yè)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(lián)網創(chuàng)造更多奇跡?，F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(yè)和整個行業(yè)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(lián)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(lián)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(yè)和行業(yè)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(yī)療保健和遠程健康監(jiān)測；以及加強數字孿生的使用。

數字孿生將發(fā)展成為一個值得關注的使用場景。某些行業(yè)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(chuàng)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(chuàng)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(fā)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(fā)射，而不是像 LTE 之前常用的全向天線那樣向著四面八方發(fā)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(lián)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(jié)（或50億太字節(jié)）的數據。鑒于互聯(lián)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(zhí)行各項任務，例如管理數據流量；允許智能工業(yè)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(zhàn)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(tǒng)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(huán)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(xù)？

可持續(xù)性是當今電信行業(yè)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(fā)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(xù)性。優(yōu)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(guī)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(xù)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(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標。

6G將在什么時候可以使用？

業(yè)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(lián)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(guī)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(fā)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(guī)的新的解決方案才能實現，開發(fā)這樣的方案也同樣需要時間。

好消息是：電信行業(yè)正在朝著下一代通信飛速發(fā)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(xié)作開發(fā)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(yè)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(fā)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(lián)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。

關于是德科技

是德科技提供先進的設計和驗證解決方案，旨在加速創(chuàng)新，創(chuàng)造一個安全互聯(lián)的世界。我們在關注速度和精度的同時，還致力于通過軟件實現更深入的洞察和分析。在整個產品開發(fā)周期中，即從設計仿真、原型驗證、自動化軟件測試、制造分析，再到網絡性能優(yōu)化與可視化的整個過程中，是德科技能夠更快地將具有前瞻性的技術和產品推向市場，充分滿足企業(yè)、服務提供商和云環(huán)境的需求。我們的客戶遍及全球通信和工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、航空航天與國防、汽車、能源、半導體和通用電子等市場。2021 財年，是德科技收入達 49 億美元。關于是德科技公司（NYSE：KEYS）的更多信息，請訪問 www.keysight.com。

關鍵詞： 解決方案 最終用戶 可持續(xù)性 需要時間 虛擬現實