5G走向生活 6G布局研發(fā)

2019年被稱(chēng)作5G應(yīng)用元年，或許還會(huì)成為6G研發(fā)元年。3月24日至26日，各國(guó)200多位頂尖無(wú)線(xiàn)通信專(zhuān)家齊聚芬蘭萊維（Levi），參加由芬蘭奧盧大學(xué)主辦的全球首個(gè)6G峰會(huì)。峰會(huì)主旨是“為6G到來(lái)鋪平道路”。

德國(guó)伍珀塔爾大學(xué)研究人員分享研究進(jìn)展(何世海 攝)

各國(guó)為6G做了哪些準(zhǔn)備？提出了哪些創(chuàng)新方案？科技日?qǐng)?bào)記者就此采訪(fǎng)了奧盧大學(xué)無(wú)線(xiàn)通信中心何世海、陳江城博士和何繼光博士后。

峰會(huì)看點(diǎn)真不少

“日本在6G領(lǐng)域走在世界前列。”何世海參會(huì)后說(shuō)，采用更高頻段通信可能是6G的關(guān)鍵技術(shù)之一，廣島大學(xué)在全球最先實(shí)現(xiàn)了基于CMOS低成本工藝的300GHz頻段的太赫茲通信。此外，日本在太赫茲等各項(xiàng)電子通信材料領(lǐng)域“獨(dú)步天下”，幾乎達(dá)到壟斷地位，這是其發(fā)展6G的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

同樣參會(huì)的陳江城介紹，雖然NTT DoCoMo（日本移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商）在峰會(huì)上沒(méi)有宣布具體的技術(shù)路線(xiàn)。但看得出來(lái)，NTT DoCoMo對(duì)6G發(fā)展應(yīng)該已經(jīng)有明確的計(jì)劃，并已經(jīng)開(kāi)始著手實(shí)施。其將6G看作5G的進(jìn)化版，即進(jìn)一步提高傳輸速率和信息容量、擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋面。他們已經(jīng)關(guān)注到6G大數(shù)據(jù)處理的能耗問(wèn)題，更看重低能耗、低成本的應(yīng)用。

“這與美國(guó)InterDigital公司不謀而合。”陳江城告訴記者，該公司在峰會(huì)上展示了超低功耗、無(wú)電池傳感器技術(shù)，并提出了一些超低功耗對(duì)制造工藝、材料的要求。

“德國(guó)伍珀塔爾大學(xué)則拿出了非常具體的太赫茲通信技術(shù)。”何世海補(bǔ)充說(shuō)，研究人員基于鍺化硅（SiGe）材料構(gòu)建了完整的信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)1米距離的260GHz頻段太赫茲通信。但他們經(jīng)過(guò)計(jì)算認(rèn)為，如果采用直徑6.5厘米的透鏡天線(xiàn)，通信距離能夠達(dá)到100米?！半m然實(shí)際和計(jì)算一定會(huì)有差距，但這應(yīng)該也是全球最先進(jìn)的太赫茲通信系統(tǒng)之一。”

何世海介紹，愛(ài)立信、諾基亞、法國(guó)電信集團(tuán)、韓國(guó)三星等移動(dòng)通信巨頭也都派出頂級(jí)專(zhuān)家參會(huì)，闡述各自的6G愿景。重點(diǎn)集中在寬頻譜、高速率、超低時(shí)延、超遠(yuǎn)距離、超低功耗，和基于A(yíng)I的應(yīng)用方向，具有較高的一致性。

中國(guó)方案很搶眼

“來(lái)自中國(guó)電信、華為、中興和清華大學(xué)的專(zhuān)家也參加了此次峰會(huì)，展示了中國(guó)的6G方案。”何世海介紹，清華大學(xué)教授牛志升針對(duì)6G網(wǎng)絡(luò)需要更多基站的問(wèn)題，提出可以將電動(dòng)汽車(chē)和自動(dòng)駕駛汽車(chē)作為移動(dòng)云服務(wù)器或基站，建立能夠快速部署的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，既能服務(wù)汽車(chē)自動(dòng)駕駛，又能溝通汽車(chē)內(nèi)外。“這個(gè)想法很有創(chuàng)意，非常吸引人?！蓖瑫r(shí)牛志升也談到中國(guó)在5G和6G時(shí)代提出的規(guī)劃，將逐步實(shí)現(xiàn)全覆蓋、全頻譜、全應(yīng)用的目標(biāo)。

“華為提出的6G暢想更為搶眼?！标惤钦劦剑A為認(rèn)為6G時(shí)代將超出5G時(shí)代“物聯(lián)網(wǎng)”，實(shí)現(xiàn)“萬(wàn)物互聯(lián)”（Internet of Everything，簡(jiǎn)稱(chēng)IoE），即整個(gè)人文社會(huì)和外部物理世界實(shí)現(xiàn)緊密連接，因此6G的數(shù)據(jù)不是一個(gè)一個(gè)的大數(shù)據(jù)，很可能是無(wú)數(shù)的小數(shù)據(jù)匯成大數(shù)據(jù)。華為提出，在通信維度方面，除了更高的速率、更寬的頻譜，6G應(yīng)該拓展到海陸空甚至水下空間。硬件方面，天線(xiàn)的角色也更為重要。隨著通信頻率提高，天線(xiàn)將會(huì)越來(lái)越小，甚至可能做到每顆芯片都有屬于自己的天線(xiàn)，這對(duì)材料要求越來(lái)越高，對(duì)材料和加工精度都提出了更高的要求。軟件方面，人工智能在6G通信中將扮演重要角色。

對(duì)此，何繼光解釋說(shuō)，將人工智能算法用于無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域，比如資源分配、信道編譯碼是一個(gè)新的熱門(mén)方向。人工智能算法在機(jī)器視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理方面效果很好，但用于通信領(lǐng)域還值得繼續(xù)研究。

“華為在6G通信上考慮得很細(xì)，已經(jīng)想到了生活應(yīng)用中。”何世海說(shuō)，華為還提出了用6G時(shí)代通過(guò)大腦意念控制聯(lián)網(wǎng)物品，以及利用WIFI、基站進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電等概念。此外，華為甚至設(shè)想發(fā)射10000多顆小型低軌衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)覆蓋全球6G通信的設(shè)想，并且估算了成本——99億美元。

何世海介紹，華為計(jì)劃在2030年建成能夠容納1Tbps傳輸速率的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)。

6G研究正當(dāng)時(shí)

何世海認(rèn)為，5G已經(jīng)開(kāi)始在工業(yè)界推廣，在學(xué)術(shù)界的討論也就成為了過(guò)去時(shí)。就像英國(guó)薩里大學(xué)在峰會(huì)中發(fā)表的觀(guān)點(diǎn)，6G的研究應(yīng)該開(kāi)始了。

“6G的發(fā)展，就是要改進(jìn)5G的缺陷，也就是要有更高的速率、更低的時(shí)延。”何世海談到，5G的傳輸速率理論上能夠做到10Gbps，但這并不夠。隨著“萬(wàn)物互聯(lián)”時(shí)代的到來(lái)，傳感器數(shù)量將是天文數(shù)字，數(shù)據(jù)量將越來(lái)越大。特別是新的應(yīng)用越來(lái)越多，對(duì)傳輸速率、頻譜寬度的要求也越來(lái)越高。

陳江城舉例說(shuō)，比如現(xiàn)在的虛擬會(huì)議只能看到、聽(tīng)到對(duì)方，隨著“觸覺(jué)網(wǎng)絡(luò)”等技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)的虛擬會(huì)議將要求能夠摸到對(duì)方甚至聞到氣味，這需要的傳感器數(shù)量、通信速率都得大大提高。智能駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療、虛擬現(xiàn)實(shí)等應(yīng)用對(duì)時(shí)延的要求也是越低越好，6G能提供更好的用戶(hù)體驗(yàn)。就像薩里大學(xué)在會(huì)上提出的概念，如果要實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)人的高清晰度的全息投影，傳輸速率要達(dá)到4.62Tbps，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了5G的能力，6G能否做到都是未知數(shù)。

“當(dāng)前國(guó)際上6G研究處于起步階段，大多沒(méi)有實(shí)際進(jìn)展和可靠技術(shù)。特別是硬件方面沒(méi)有解決，軟件也就無(wú)從談起。因此，硬件研發(fā)是發(fā)展6G的基礎(chǔ)?！焙问篮ＵJ(rèn)為。

何繼光同意這一觀(guān)點(diǎn)，并補(bǔ)充說(shuō)，關(guān)于6G還沒(méi)有清晰的概念?，F(xiàn)在還只是頭腦風(fēng)暴、各抒己見(jiàn)的時(shí)候。有的方案會(huì)被慢慢地否決掉，要么是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)不了，要么是實(shí)現(xiàn)起來(lái)成本非常高，幾年后我們就會(huì)有答案。

記者了解到，作為峰會(huì)的主辦方，也是全球最早開(kāi)始研究6G的科研機(jī)構(gòu)，奧盧大學(xué)無(wú)線(xiàn)通信中心將即時(shí)通信與無(wú)限制連接、分布式計(jì)算和智能、極高頻段材料和天線(xiàn)作為6G的主要研究方向。