5G已來，6G還有多遠
現(xiàn)在用手機下載一部1G的高清電影，通過最快的5G移動網(wǎng)絡需要多長時間？答案是3秒左右，比4G時代提高了10倍。那么，用6G呢？
“6G時代，1秒鐘就可以下載上百部高清電影！”中國通信學會常務理事、北京郵電大學信息與通信工程學院執(zhí)行院長彭木根教授告訴記者，6G的傳輸能力可能比5G提升100倍，理論網(wǎng)速能達到1TB每秒，網(wǎng)絡延遲也可以從毫秒級降到微秒級。
“除了更快，6G網(wǎng)絡還會實現(xiàn)地面和衛(wèi)星通信網(wǎng)絡的互通，應用也會更加智能。”中國通信學會副理事長、北京郵電大學校長喬建永教授告訴記者，6G技術是通信、感知、計算融合的顛覆性創(chuàng)新技術；隨著5G移動通信技術的大規(guī)模商用，中國、美國、德國、日本、韓國等多個國家已啟動了6G通信技術的研究和探索，目前我國6G技術研發(fā)走在世界前列，規(guī)模試驗及典型應用示范最早或許會在2024年年底前進行。
6G是可以實現(xiàn)全球覆蓋的高速智能網(wǎng)
為什么要發(fā)展6G技術？“5G難以覆蓋全部陸地，況且陸地在地球上只占了29%，所以5G網(wǎng)絡需要靠6G衛(wèi)星通信來補充。6G技術是把陸地無線通信技術和中高低軌的衛(wèi)星移動通信技術及短距離直接通信技術融合在一起，解決通信、計算、導航、感知等問題，組建空、天、地、海都覆蓋的移動通信網(wǎng)，實現(xiàn)全球覆蓋的高速智能網(wǎng)絡。”中國科學院院士、中國工程院院士李德仁說，未來，6G可以實現(xiàn)全球全覆蓋，實現(xiàn)衛(wèi)星通信“一星多用”“多星組網(wǎng)”“多網(wǎng)融合”的智能服務。
喬建永介紹，6G會是一種無處不在的通信網(wǎng)絡，通信網(wǎng)絡向原生智能網(wǎng)絡方向演進，傳統(tǒng)的針對個人通信的網(wǎng)絡體系架構不再適用，需要重新設計通信、感知、計算融合的體系架構，應用場景包括物聯(lián)網(wǎng)、無人機網(wǎng)絡、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡、密集蜂窩網(wǎng)絡等多種形態(tài)。
“從1G到5G，以前的通信技術多以基站和網(wǎng)絡設備為中心，而6G將突破傳統(tǒng)通信單一維度，進行通信、計算、感知和能量等的深度融合，更好地滿足未來智能應用。”喬建永表示，近年來，智慧交通、無人機、元宇宙、沉浸式拓展增強/虛擬現(xiàn)實（XR）、高精工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興的智能應用不斷演進發(fā)展，5G網(wǎng)絡已經(jīng)無法高效支撐很多智能應用，所以科學家現(xiàn)在正大力研發(fā)6G網(wǎng)絡。
6G將在自動駕駛、元宇宙等領域大顯身手
彭木根介紹，6G的應用很廣泛，可以解決目前很多領域的瓶頸問題，比如自動駕駛。
“目前智能汽車的感知能力主要依靠本地多種傳感器，包括攝像頭、毫米波雷達、GPS、激光雷達等，雖然綜合精度達到厘米級甚至毫米級，但仍然無法滿足自動駕駛需求，因為感知范圍受限和感知精度不足，應對突發(fā)事件的響應能力不足。”彭木根說，未來通過6G網(wǎng)絡，能順利解決當前制約無人駕駛和智能車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸問題。
“現(xiàn)在比較火的元宇宙，也需要6G技術來支撐。”彭木根說，現(xiàn)在虛擬世界的感知主要依賴攝像頭、光電二極管、飛行時間傳感器、慣性傳感器和手柄等，顯示設備要靠頭戴式顯示器或者全息眼鏡，其體驗遠達不到深度沉浸，未來6G將可以為元宇宙提供實時交互、巨容量、全要素感知等，讓用戶“身臨其境”。
喬建永介紹，北京郵電大學于2019年年初匯聚信息與通信工程、系統(tǒng)科學、數(shù)學、物理、材料、生物等多學科研究人員，組建了多個面向6G的研發(fā)團隊，以實際應用為牽引，以基礎理論突破為動力，啟動了多條線路的科研攻關。
我國6G規(guī)模化試驗最早可能出現(xiàn)在2024年
從5G到6G，目前有哪些技術挑戰(zhàn)？喬建永介紹，6G是一個復雜的智能網(wǎng)絡系統(tǒng)，目前技術體系面臨的挑戰(zhàn)至少包括傳輸鏈路高動態(tài)變化、網(wǎng)絡時空行為復雜、空天地海一體化組網(wǎng)等難題，急需一些顛覆性的材料和技術突破。
喬建永表示，6G網(wǎng)絡因為更加快速、更加智能，傳輸?shù)男畔ⅰ⑹褂玫脑O備、通信的過程等都很復雜，基礎理論要聚焦系統(tǒng)論、信息論、控制論、博弈論的融合，通信、計算、感知相融合的智能網(wǎng)絡，還有空天地海一體化的網(wǎng)絡構建等都需要信息理論和實踐的顛覆性創(chuàng)新，也就是說6G技術需要實現(xiàn)基礎理論、體系架構、關鍵技術等的顛覆。
喬建永介紹，6G作為5G的必然演進方向，要建立人機物智能互聯(lián)、高效互通的通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)一體化的多維數(shù)據(jù)協(xié)同處理，以提升感知精度和感知距離，這些都是未來信息通信理論及技術的全球制高點，雖然國際上6G大規(guī)模商業(yè)化按計劃將于2030年左右實現(xiàn)，鑒于我國對6G的重視和科技創(chuàng)新能力，6G規(guī)模試驗及典型應用示范最早或許會在2024年年底前進行。
“6G商用后將帶來更多的智能應用，市場規(guī)模也將遠超5G，助力我國新基建、數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化等戰(zhàn)略落地。”彭木根表示，6G不僅可以為用戶帶來更加身臨其境的極致體驗，滿足人類多重感官、情感和意識層面的交流互通需求，還可以廣泛應用于娛樂生活、醫(yī)療健康、工業(yè)生產(chǎn)等領域，助力我國各行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，滿足未來智能社會的各種應用需求。
