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文/Frank Chen
來源：硅谷洞察（ID:guigudiyixian）
當各國政府、企業(yè)、研究機構(gòu)積極布局5G領(lǐng)域，批量地落地5G技術(shù)之時，一些研究機構(gòu)與企業(yè)已悄然將6G網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)提上了日程。
今年3月17日，全球6G無線峰會將在芬蘭舉行。該峰會從去年開始，聚集全球各國的專家、學者，探討6G的概念與世界各產(chǎn)業(yè)發(fā)展對6G的需求。作為全球著名通信廠商諾基亞總部所在國，芬蘭已將其北部最大的城市奧盧作為其6G的研發(fā)中心，希望利用諾基亞的行業(yè)優(yōu)勢與研究人員的學術(shù)優(yōu)勢在6G領(lǐng)域取得領(lǐng)先地位。那么，究竟6G與5G有什么區(qū)別，要解決的核心問題是什么？各國在這個新興領(lǐng)域又有哪些重要動作？
芬蘭首屆6G無線峰會，圖片來自網(wǎng)絡(luò)
萬物互聯(lián)，6G將使人們“擺脫”智能手機
峰會上，研究者們發(fā)布了《6G無線普世智能的關(guān)鍵驅(qū)動因素與研究挑戰(zhàn)》(Key Drivers and Research Challenges For 6G Ubiquitous Wireless Intelligence)，探討了6G希望解決的、5G所不能解決的挑戰(zhàn)。
首先是速度和頻譜。5G使用的是毫米波，比4G使用的波長短很多，較短的波長意味著5G可以比4G更快地傳輸大量數(shù)據(jù)，而6G的更高頻率除了提供明顯更好的吞吐量外，還將實現(xiàn)比5G更快的采樣速率，因此，可以認為，6G將帶來比5G更快捷的速度。
與5G運行的常用GB級別的速度相比，6G有望支持每秒1TB(Tbps)的速度。這種級別的容量(Capacity)和延遲(Latency)將是前所未有的，并將擴展5G應(yīng)用的性能與范圍，以支持無線識別、感測和成像領(lǐng)域中越來越多的創(chuàng)新應(yīng)用。
此外，5G時代，移動邊緣計算（MEC）被認為是5G網(wǎng)絡(luò)的補充。但是到了6G時代，MEC將內(nèi)置于所有6G網(wǎng)絡(luò)中。也就是說，到部署6G網(wǎng)絡(luò)時，邊緣和核心計算將更加無縫地集成為組合的通信/計算基礎(chǔ)架構(gòu)框架的一部分。隨著6G技術(shù)的投入運營，許多優(yōu)勢將會凸顯出來，例如6G將大大推動人工智能新系統(tǒng)的發(fā)展，同時創(chuàng)造很多人工智能領(lǐng)域的新應(yīng)用。
在應(yīng)用方面，研究員們認為，6G將使人們完全擺脫智能手機的使用?，F(xiàn)在我們的大多數(shù)數(shù)據(jù)都是使用智能手機來讀取與消化的。而在未來，一切都將可以被連接，并且每一個物體都將由數(shù)據(jù)驅(qū)動，擁有極強的數(shù)據(jù)處理能力和標準的增強現(xiàn)實接口，在需要時會彈出，實現(xiàn)萬物互聯(lián)。因此，智能手機的概念將逐漸消失，取而代之的將是新一代的人機交互界面。
在5G時代，5G技術(shù)的重點是創(chuàng)造一個全面的感知系統(tǒng)（Perceptual Sensory System），讓人們更快速、有效的獲取信息，使用智能工具。而在6G技術(shù)的支持下，一個整合的、有感知與反饋能力的神經(jīng)系統(tǒng)(Perceptual Nervous System)將被構(gòu)建。這個系統(tǒng)將整合更強大的人工智能的能力以及無線智能感知體系，將從而讓整個人機交互系統(tǒng)提供智能反饋的效率、精準性更高。
例如，在5G網(wǎng)絡(luò)的普及下，汽車與交通行業(yè)正在經(jīng)歷新的變革。幾種標準應(yīng)運而生：例如專用短程通信(Dedicated Short-Range Communications)和車聯(lián)網(wǎng)(Vehicle to X) 等等。但是大量的數(shù)據(jù)需要在車輛高速行駛時的極短往返時間進行通信共享以實時更新路況和危險信息，并更新高精地圖。在6G網(wǎng)絡(luò)的帶寬和速度下，V2X技術(shù)可以得到更有效地連接與發(fā)揮。
在智能醫(yī)療方面，5G為人們帶來了豐富多彩的物聯(lián)網(wǎng)健康監(jiān)控方案，可以監(jiān)控如溫度、心率、葡萄糖水平等。但自動反饋系統(tǒng)的功能需要具備超高的安全性與可靠性，以及完備的通訊體系。相比于5G，6G將帶來更完備的通信基礎(chǔ)設(shè)施，助力智慧醫(yī)療領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)進一步突破。
6G時代物體的交互構(gòu)想，圖片來自網(wǎng)絡(luò)
在6G時代，我們與運營商的關(guān)系也會改變。我們可能不會再向6G的運營商購買手機，而是購買一個基站服務(wù)，使得每個房屋或辦公樓實質(zhì)上成為自己的通信運營商，以處理大量設(shè)備和數(shù)據(jù)進行連接。
那么，各國在布局6G方面都有哪些動作了呢？
芬蘭：正制定行業(yè)發(fā)展目標，開放國際合作
除了每年定期會舉辦的6G無線峰會外，芬蘭的奧盧大學也開啟了一項名為“6G Flagship”的6G研究計劃。6G Flagship目前包括了來自澳大利亞，中國，歐洲和美國的大學的專家，共同致力于6G通信技術(shù)的標準化，使得這些通信技術(shù)可以提供“即時、無限的無線連接”，與4G到5G過渡的情況一樣，該小組正在計劃通過開發(fā)“超高頻”的無線帶寬技術(shù)擴展帶寬到5G容量的1000倍， 突破5G的覆蓋范圍。
目前，6G Flagship的主要研究方向包括無線連接(WirelessConnectivity)、設(shè)備與電路技術(shù)(Devices and Circuit Technology)、分布式計算(Distributed Computing)和服務(wù)與應(yīng)用(Service Applications)四大板塊。
6G Flagship也提出了三個主要的目標，要求在進一步完善5G技術(shù)的落地的同時開始發(fā)展6G技術(shù)：1. 支持行業(yè)進一步完善5G技術(shù)，并尋找新的商業(yè)模式，從最先進的技術(shù)中獲得最大的收益。2. 加速社會數(shù)字化。通過與現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)合作并促進新形式，增強5G垂直領(lǐng)域?qū)I(yè)知識的建設(shè)以及進一步發(fā)展這些生態(tài)系統(tǒng)方面的影響。3. 開發(fā)實現(xiàn)6G所需的基本技術(shù)，通過基礎(chǔ)研究使開發(fā)出的行業(yè)原型得到科學的驗證。
6G Flagship 官網(wǎng)
韓國：產(chǎn)學結(jié)合，電信巨頭紛紛設(shè)立研發(fā)中心
在地球的另一邊，電信巨頭三星也已在首爾南部設(shè)立了新的研發(fā)中心，名為Advanced Communication Center(高級通訊研究中心)。一位不愿意透露姓名的三星官員表示，目前的電信技術(shù)標準團隊已經(jīng)擴大，并已開始對6G網(wǎng)絡(luò)進行研究。
三星官方表示將繼續(xù)致力于下一代技術(shù)的研發(fā)，例如太赫茲范圍的無線通信、使用RF材料的先進組件以及電信與計算的融合技術(shù)等等，并預計比4G LTE快100倍，比5G快5倍。
與此同時，韓國其他的電信巨頭也著手了6G領(lǐng)域的布局：LG電子宣布了領(lǐng)導6G全球標準化并通過研究中心創(chuàng)造新商機的戰(zhàn)略,并與韓國高級科學技術(shù)學院（KAIST）攜手建立了LGE-KAIST 6G研究中心。該中心設(shè)在韓國大田市尤城區(qū)的KAIST研究所。美國第二大移動運營商KT Corp也與首爾國立大學（SNU）簽署了一項協(xié)議，以合作進行6G研究。
LG與KAIST簽署合作協(xié)議，圖片來自網(wǎng)絡(luò)
中國：政府主導研發(fā)工作，華為中興成立研究部門
中國科技部已在2019年11月發(fā)布了消息，宣布推動6G的技術(shù)研發(fā)工作，同時成立6G技術(shù)研發(fā)推進工作組和總體專家組，其中，推進工作組由相關(guān)政府部門組成，職責是推動6G技術(shù)研發(fā)工作實施?？傮w專家組由來自高校、科研院所和企業(yè)共37位專家組成，主要負責提出6G技術(shù)研究布局建議與技術(shù)論證，為重大決策提供咨詢與建議。
中國的電信巨頭華為也響應(yīng)了國家的號召，宣布華為已經(jīng)在加拿大啟動了6G移動網(wǎng)絡(luò)的研究，并已于加拿大多所大學的研究者展開了洽談。任正非也在近日的一次公開會議中表達他對6G技術(shù)的看法：“6G主要是帶寬更寬了，但是覆蓋能力不夠，它是毫米波，覆蓋距離比較短。這有賴于傳播技術(shù)中的理論突破、技術(shù)突破，6G才能走向?qū)嵱?，我們估計需?0年?！贬槍ι形赐晟频?G技術(shù)，任正非也表示華為采取了5G與6G同時推進的戰(zhàn)略。同時中興通訊也已成立先進技術(shù)小組，目前共有100至200名研究人員正在努力致力于超越5G技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)。
華為加拿大研發(fā)中心，圖片來自網(wǎng)絡(luò)
美國：政府開放6G頻譜，電信巨頭與大學初步試水
在美國，雖然政府并未宣布官方的6G研發(fā)計劃，但是美國政府對6G的研發(fā)非常重視。經(jīng)過一致投票，F(xiàn)CC正在開放用于實驗?zāi)康牡摹疤掌澆ā鳖l譜，范圍約在95吉赫茲（GHz）至3太赫茲（THz），為公司測試和銷售5G以上的技術(shù)的無線設(shè)備提供了合法途徑。
FCC主席Ajit Pai,圖片來自網(wǎng)絡(luò)
一些公司與研究機構(gòu)已經(jīng)開始涉足了6G領(lǐng)域的初步研發(fā)。例如，在弗吉尼亞理工大學布拉德利分校，電氣與計算機工程系副教授Walid Saad的團隊已經(jīng)發(fā)表了標題為“《6G無線系統(tǒng)的愿景：應(yīng)用程序，趨勢，技術(shù)和開放研究問題》的白皮書。Saad認為每一代通訊系統(tǒng)的發(fā)展需要十年的研究，而早期愿景對推動研究很重要。Saad正在與國際研究者合作，在其協(xié)議棧和設(shè)備之間集成人工智能概念, 使得6G系統(tǒng)智能化，可實現(xiàn)自我調(diào)節(jié)與維持功能。
各個電信巨頭公司也在6G領(lǐng)域開始了首要布局，例如測試儀器制造商泰克(Tektronix)、IEMN(法國研究實驗室)和日本電報電話公司（NTT)共同宣布開發(fā)100 Gbps的 “無線光纖” 解決方案。索尼，NTT和英特爾也宣布建立合作伙伴關(guān)系，共同致力于6G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開發(fā)，預計將在2030年左右推出。
速度與新應(yīng)用：6G引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變化
總的來講，6G將對行業(yè)產(chǎn)生很大的影響：首先，更高的頻率將實現(xiàn)更快的采樣率，因此可以對傳感、成像和定位等領(lǐng)域帶來精度與速度上的大大提升。另一方面，6G可以提供積累信息所必需的通信和數(shù)據(jù)收集手段，這不僅可以使政府的公共安全和很多行業(yè)，例如威脅與健康監(jiān)測、特征和面部識別、執(zhí)法和社會信用體系等領(lǐng)域的資產(chǎn)保護解決方案可以被進一步完善，而且還可以促進人工智能與高性能計算（HPC）等相關(guān)領(lǐng)域的進一步發(fā)展。
根據(jù)各個國家與研究機構(gòu)的說法，6G有望在2030年實現(xiàn)商用。移動通訊技術(shù)的迭代時間在逐漸縮短，就像《人類簡史》的作者尤瓦爾.赫拉利所描述的那樣，人與物的界限將逐漸消失，世界將變成一個由數(shù)據(jù)驅(qū)動的互聯(lián)體。那么6G能否為我們帶來這樣一個新的數(shù)據(jù)世界呢？我們拭目以待。
關(guān)于6G技術(shù)的發(fā)展你有什么好的想法嗎？快來評論區(qū)討論吧！
參考鏈接：
1.https://www.cnbc.com/2019/11/07/china-starts-6g-development-having-just-turned-on-its-5g-mobile-network.html
2.https://research.samsung.com/next-generation-communications
3.https://venturebeat.com/2019/03/15/fcc-opens-95ghz-to-3thz-spectrum-for-6g-7g-or-whatever-is-next/
4.https://www.ynharari.com/topic/power-and-imagination/
5.https://wireless.engineering.nyu.edu/5g-and-6g-applications/
6.https://vtnews.vt.edu/articles/2019/06/eng-ece-saad-wireless-networks.html
7.https://www.microwavejournal.com/blogs/9-pat-hindle-mwj-editor/post/33081-g-research-gets-underway-this-year
8.https://new.qq.com/omn/20191107/20191107A03MB200.html
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