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現(xiàn)如今，5G在人們的工作生活中得到了廣泛應(yīng)用，它以“高帶寬、低延遲”的特點，滲入到人工智能（簡稱AI）、自動駕駛、虛擬現(xiàn)實等多個領(lǐng)域，也為萬物互聯(lián)奠定了基礎(chǔ)。隨著信息科技飛速發(fā)展，5G與AI技術(shù)的深度融合將為未來提供更多可能。
從移動通信行業(yè)發(fā)展的歷程來看，每隔10年左右移動通信技術(shù)就會更新迭代一次。在曾經(jīng)的4G時代，人們對5G有著很多懵懂的認知和美好的想象，隨著5G規(guī)模商用后，人們也享受到它所帶來的更多便利和更新體驗。如此推測，6G作為下一代移動通信標準，勢必將在現(xiàn)有5G基礎(chǔ)上進行又一次的革命性演進。那么在當(dāng)下5G時代的浪潮之上，又該如何看待6G的到來？它又將給我們帶來怎樣的變革與沖擊呢？
在回答這些問題之前，我們先來探究一個名詞，什么是6G?
一、6G是什么
所謂“G”，即英文generation，就是“代”的意思。從1G、2G、3G、4G再到現(xiàn)在的5G，意味著每一代移動通信技術(shù)的升級，信息傳輸?shù)乃俣雀?、通信質(zhì)量更高、安全保密性更強、應(yīng)用的場景也更廣泛……6G，即第六代移動通信標準（也被稱為第六代移動通信技術(shù)），正是在5G上更高的突破。
最早公開提出6G概念的是英國電信集團（BT）首席網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師 Neil McRae，他認為6G是“5G+衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)”，即通過衛(wèi)星讓5G信號不需要基站就能實現(xiàn)全球覆蓋，從而實現(xiàn)更加廉價且快捷的互聯(lián)網(wǎng)連接，進而讓全球的網(wǎng)絡(luò)真正成為一個整體。
根據(jù)預(yù)測， 6G傳輸能力相比5G將會提升50-100倍，理論上最高速度可達1TB每秒；網(wǎng)絡(luò)延遲可低于1毫秒，甚至低于0.1毫秒；網(wǎng)絡(luò)容量將是現(xiàn)在5G系統(tǒng)的10000倍，這將使得人們能夠更加快速、穩(wěn)定地進行數(shù)據(jù)傳輸和通信。
5G和6G的性能對比圖
圖片來源：中國電信北京研究院6G研究中心專家 黃璇 《6G的由來和發(fā)展》
除了傳統(tǒng)的移動通信方式，6G還將引入許多新技術(shù)，例如超高頻波段、量子通信、智能材料等，它們有可能在6G中得到更加廣泛的應(yīng)用。北京交通大學(xué)教授艾渤認為，6G網(wǎng)絡(luò)是通感融合網(wǎng)絡(luò)——它既是通信網(wǎng)絡(luò)，也是感知網(wǎng)絡(luò)，擁有更深度、更廣泛的感知能力，包括觸覺、味覺，甚至意念等。
目前，6G仍處于探索階段，相關(guān)技術(shù)和標準正在研究和開發(fā)中。據(jù)悉，華為在2020年已經(jīng)開始了6G的研發(fā)工作，計劃在2028年左右推出試驗手機樣機。
二、6G的特點
與5G相比，6G除了速度更快，它還可以實現(xiàn)比5G網(wǎng)絡(luò)低10倍的網(wǎng)絡(luò)延遲、高10倍的網(wǎng)絡(luò)連接密度和高于5G兩倍的頻譜效率。6G網(wǎng)絡(luò)預(yù)計將會從毫米波頻段擴展到太赫茲波頻段。所謂太赫茲波，指的是頻率在0.1太赫茲到10太赫茲范圍的電磁波，波長大概在0.03毫米到3毫米，介于微波與紅外之間，比5G的毫米波波長更短。按照太赫茲波頻段的頻率和波長范圍來計算，今后6G的峰值速度預(yù)計達到1000Gbps，并有望進行水下信號覆蓋。
太赫茲頻段圖
圖片來源:中國電信北京研究院6G研究中心專家黃璇 《6G的由來和發(fā)展》
目前，全球尚有80%以上的陸地區(qū)域和95%以上的海洋區(qū)域沒有地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋?；诖吮尘埃磥淼?G網(wǎng)絡(luò)將以地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，與衛(wèi)星、高空平臺、無人機等多種空間網(wǎng)絡(luò)相互融合，實現(xiàn)全球廣域覆蓋的天地海一體化三維立體網(wǎng)絡(luò)。屆時，人們將實現(xiàn)天地海一體化通信，地球上有望再無移動通信覆蓋盲點。
三、6G的應(yīng)用場景
5G到6G的典型場景演進
圖片來源：中國電信北京研究院6G研究中心專家 黃璇 《6G的由來和發(fā)展》
1、超級無線寬帶
超級無線寬帶是增強型移動寬帶(enhanced Mobile Broadband，eMBB )的演進和擴展，它不僅會極大提升以人為中心的沉浸式通信體驗，也可以在全球任意地點實現(xiàn)無縫覆蓋。超級無線寬帶場景將廣泛應(yīng)用于生活、工作、教育、娛樂等多個領(lǐng)域，提升人們的生活質(zhì)量和社會效率。
具體而言，云化XR、全息通信、感官互聯(lián)、智慧交互等沉浸化業(yè)務(wù)應(yīng)用將帶來更加身臨其境的極致體驗，滿足多重感官、情感和意識層面的交互需求。
同時，超級移動寬帶提供更高的頻譜效率，在移動高清視頻直播，飛機、輪船或高鐵等高移動性場景下可保證高質(zhì)量的用戶體驗。
2、超大規(guī)模連接
超大規(guī)模連接的對象將包括智慧城市、智慧生活、智慧交通、智慧農(nóng)業(yè)和智能制造中部署的各類設(shè)備。典型應(yīng)用有遠程抄表、環(huán)境監(jiān)測、智能燈桿互連等。
隨著感知、通信和人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，物理世界中的實體或過程將在數(shù)字世界中得到數(shù)字化鏡像復(fù)制，從而實現(xiàn)數(shù)字孿生世界。
6G時代，數(shù)字孿生世界將可以基于海量傳感器、高清視頻監(jiān)控、無線感知等手段采集數(shù)據(jù)并進行高精度模擬，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)字城市的監(jiān)測、診斷、預(yù)測，從而輔助對物理城市的精細化管控，助力構(gòu)建新型智慧城市。
3、極其可靠通信
通過發(fā)揮 6G 的低時延優(yōu)勢，通信網(wǎng)絡(luò)的安全性與穩(wěn)定性將會大幅提高，以滿足超低時延、超高可靠的控制需求。
典型應(yīng)用包括智能化工業(yè)領(lǐng)域的機器人協(xié)作、無人機群和各種人機實時交互操作，智能交通系統(tǒng)中的全功能自動駕駛，精準醫(yī)療中的個性化“數(shù)字人”及遠程醫(yī)療手術(shù)，以及智慧能源、智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用等。
4、普惠智能服務(wù)
普惠智能服務(wù)通過網(wǎng)絡(luò)，為需要進行高效分布式AI學(xué)習(xí)或推理的智能化服務(wù)提供集成化的通信和AI計算能力。它不僅將服務(wù)于特定應(yīng)用，還將服務(wù)于未來整個通信系統(tǒng)，以提高網(wǎng)絡(luò)整體的性能和效率。
典型應(yīng)用包括數(shù)字孿生數(shù)據(jù)訓(xùn)練和推理過程中的圖像識別、生成和預(yù)測，執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的機器人協(xié)作，以及智能交互中人類和機器之間知識傳遞和技能模式學(xué)習(xí)。
5、通信感知融合
感知和通信的集成將提供高精度定位、環(huán)境重構(gòu)、成像、識別等超越傳統(tǒng)通信的能力，極大促進超高分辨率和精度的應(yīng)用需求，如超高精度定位、高分辨率實時無線地圖構(gòu)建、基于設(shè)備甚至無設(shè)備的被動目標定位、環(huán)境重建和監(jiān)控、手勢和動作識別、產(chǎn)品缺陷監(jiān)控、訪客識別等。
此外，通信感知融合也將有助于提高通信的性能和效率，例如，通過考慮用戶移動軌跡和環(huán)境變化來優(yōu)化無線資源利用率。通信感知融合可以廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域，為車聯(lián)網(wǎng)、智能工廠等提供更好的服務(wù)。
四、展望未來
從移動互聯(lián)到萬物互聯(lián)，再到萬物智聯(lián)，隨著科學(xué)家們對6G的不斷探索并取得突破，關(guān)于6G的美好而神奇的藍圖已逐漸在我們眼前鋪開。但是，想要實現(xiàn)如此宏偉的構(gòu)想也并非易事，除了要繼續(xù)深入研究突破技術(shù)上的難題外，更需要全球聚焦愿景、達成產(chǎn)業(yè)共識，維護全球統(tǒng)一標準。
但毫無疑問的是，4G改變生活、5G改變社會，而6G將改變世界！6G這項革命性的技術(shù)，未來將在各個領(lǐng)域帶來巨大的變革和創(chuàng)新，成為可以連接真實物理世界與虛擬數(shù)字世界的紐帶，持續(xù)提升人們的生活品質(zhì)，促進社會生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)型升級，最終將助力人類社會實現(xiàn)“萬物智聯(lián)、數(shù)字孿生”的美好愿景。讓我們共同期待吧！
文章部分內(nèi)容來源：
1) 《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)》白皮書
2) 人民中科研究院：《萬物智聯(lián) 數(shù)字孿生：6G塑造可持續(xù)未來》
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