为促进我国移动通信产业发展和科技创新,推动第六代移动通信(6G)技术研发工作,11月3日,科技部会同发改委、教育部、工信部、中科院、自然科学基金委在北京组织召开6G技术研发工作启动会。会议宣布成立国家6G技术研发推进工作组和总体专家组,其中,推进工作组由政府相关部门组成,职责是推动6G技术研发工作实施;总体专家组由来自高校、科研院所和企业的37位专家组成,主要负责提出6G技术研究布局建议与技术论证,为重大决策提供咨询与建议。下一步,科技部将会同有关部门组织总体专家组系统开展6G技术研发方案的制订工作,开展6G技术预研,探索可能的技术方向。

6G1

5G大幕刚开启,6G又成一个热点的话题。而中国6G“异动”之举,再次吸引全球科技产业界的目光。

各国抢占6G制高点

5G商用时代刚拉开序幕,全球关于6G的竞争已悄然开始。

美国已迫不及待地布局6G建设。据CNET报道,2019年3月20日,美国联邦通信委员会一致投票决定开放“太赫兹”频段,为6G开放实验频谱许可证,以此绕过5G市场,直接进入6G时代。对此,特朗普声称希望“尽快在美国部署6G技术”。与此同时,美国抓紧布局太空6G卫星网络,以填补5G空白,完善全球网络覆盖。据悉,近期美国商业航天公司SpaceX首次将60颗“星链 (Starlink)”互联网卫星送入轨道。未来,SpaceX将建造12000颗狮子座卫星星座,然后利用这些卫星,建立一个全球性的卫星宽带网络,这也是目前6G建设的首次实质性尝试。如果SpaceX真地能够实现发射12000颗卫星的目标,将是全球无线网络的一个大的飞跃。

2018年11月,我国科技部将“与 5G/6G 融合的卫星通信技术研究与原理验证”课题列入国家重点研发计划“宽带通信和新型网络”重点专项中。工信部IMT-2020(5G)无线技术工作组组长粟欣表示,国内6G概念研究已经启动。此外,2017年中国工信部部长苗圩曾表示:“G表示一代一代的意思,4G完成后后还有5G。中国已经在着手研究6G了,预计将于2020年正式开始研发,2030年投入商用。”今年3月24日,各国200多位顶尖无线通信专家齐聚芬兰莱维(Levi),参加由芬兰奥卢大学主办的全球首个6G峰会。其峰会主旨是“为6G到来铺平道路”。期间,来自中国电信、华为、中兴和清华大学的专家也参加了此次峰会,展示了中国的6G方案。据媒体报道,“中国方案非常抢眼”。

运筹帷幄,才能决胜千里之外。从总体趋势来看,提前布局6G网络也是未雨绸缪,抢占先机。目前除中美两国之外,欧盟、俄罗斯等也正在紧锣密鼓地布局6G。

也许有很多人会感到困惑,为什么5G还尚未大规模商用,便开始研究6G技术。专家认为,未来谁先占领6G网络的制高点,谁就能率先开启万物互联的新时代,6G的战略意义不言而喻。

从5G的发展可以看出,5G毫米波技术并不是在发现4G存在某些局限性后才进行研究,其理论基础技术早于2000年左右就已形成,而通信产业界真正实现毫米波技术的成熟则在2010年。但是目前,毫米波技术的5G大规模商用部署仍然是一个难题。对于5G毫米波技术尚且如此,那么6G使用的太赫兹频段亦是如此。凡事预则立,不预则废。

6G具有六大核心技术

6G是在 5G 的基础上集成卫星网络来实现全球覆盖,是基于太赫兹频段,可以概括为6G= 5G+AI 2.0+空联网。

无论5G有多强大,仍然有一些地方是无法覆盖的。对于一些环境恶劣的地区,如在一些高远山区、海洋里,要建造5G基站难度很大,而在卫星互联网下,6G可以弥补5G网络的空缺,更重要的是能在重点尖端科技领域提供有力支持,如在潜海、太空和军事等更多的空间发挥特殊作用。

6G具有以下6项关键核心技术。

·太赫兹是6G的硬核技术。作为6G关键技术的太赫兹,被发达国家列为频谱的科技战略制高点,美国把它列为改变人类的前四大技术之一。太赫兹泛指频率在0.1~10太赫兹波段内的电磁波,太赫兹波传输是太赫兹波通信系统研究中的一个重要组成部分,太赫兹技术最重要的用处就在于对空间通信的优化让传输极快。现在即将进入商用阶段的5G频段已从450MHz扩展到60GHz。而进入更高频段的95GHz以上太赫兹频段的6G无疑将对全球通信世界带来翻天覆地的改变。

·采用毫米波与太赫兹等技术,可为无线或移动终端提供令人难以置信的高数据速率或极快因特网速率——高达11Gbit/s(即使在偏远地区接入6G网络)。

5G时代,下载一部高清影片只需要1~2秒,而在6G网络下传输速率将达到5G速率的100倍左右,有望达到1TB/秒,人们不会产生任何延迟的感觉,从而使全息影像传播、自动驾驶、AI等成为可能。

·组成6G系统的卫星通信网络,可以是电信卫星网络、地球遥感成像卫星网络、导航卫星网络等集合,实现卫星通信等天地融合全覆盖,可打造一个集地面通信、卫星通信、海洋通信于一体的全连接通信世界,实现全球无缝覆盖,沙漠、无人区、海洋等如今移动通信的“盲区”,均有望实现信号覆盖。

·与5G不同,6G系统的天线将是传输速度极快的“纳米天线”。此前沿单一通道同时收集和发射电磁波遭受了极大挑战,大多受限于近红外线波长范围内,而新纳米天线克服了此障碍,让光子沿着单一通道成群移动,并让通过一条单线排列的光子双向传输信息成为可能。同时,在纳米天线内不仅光子能保持光速传播,表面等离子体也能以接近90%~95%的光速传播,很适合6G传输。新纳米天线数据传输速度比等离子体波导技术快60%,比等离子体纳米波导也快了近50%,这些将为未来的6G打下良好的基础。

·6G 不仅包含 5G 涉及的人类社会、信息空间、物理世界(人、机、物)三大核心元素,还包含第四维元素——灵(Genie),将关联到全息视频通话、沉浸式购物、远程全息手术等前所未有的业务场景。所谓全息,它与3D影像完全不同,如全息通话,当与对方进行全息视频对话时,如同对方站在面前,形成真正三维立体的存在,如远程全息手术,远方的专家如同站在身边指导现场医生手术;沉浸式购物,远程买花,在家里就能闻到花香;虚拟沉浸式游戏里的撞击和拳击的痛感,在真实世界里也可以感受到,这是虚拟场景和真实场景的深度融合。

·5G做到的是信息急速传输,却做不到真正全面的万物互联。而6G时代则标志真正物联通信的开始,可满足无所不知的任意设备之间的信息传输,人类将真正告别互联网,进入物联网时代。

总之,6G网络将是一个地面无线与卫星通信集成的全连接世界,通过将卫星通信整合到6G移动通信,让网络信号抵达任何一个偏远之处,并以超快的速度实现万物互联,让人类享受到前所未有的沉浸式场景、逼真式体验。这就是6G的全新未来。而要抢占未来,则必须未雨绸缪提前布局6G网络,抢占先机。

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