華為提出6G方案,發射萬顆衛星實現天地互聯,成本近百億美元

10月,芬蘭奧盧大學6G旗艦研究計劃發佈全球首個6G白皮書,該白皮書基於70位專家的觀點系統性地介紹了6G技術趨勢。奧盧大學無線通信中心是全球最先開始6G研發的機構,目前正在從無線連接、分佈式計算、設備硬件、服務應用四個領域著手研究。


華為提出6G方案,發射萬顆衛星實現天地互聯,成本近百億美元


這份全球首次發佈的6G白皮書對於我們瞭解6G提供很多有價值的幫助信息。

首先,我們要明白,通信技術研發從來都是凍結一代,預研一代,當初貝爾實驗室和摩托羅拉推出了1G標準,成為通信霸主,而這個時候歐洲已經開始預研GSM,美國就是因為研發時間比歐洲晚,雖然CDMA比GSM先進,但是卻沒有成為主流方案,而歐洲成為2G時代霸主,諾基亞、愛立信都是在那個時候發展起來的。

2009年,芬蘭開始建設4G,諾基亞、愛立信、華為、中興等開始研發5G,同樣如今5G開始建設,那麼6G的預研也就被提上日程,因為誰都不知道下一代通信技術的特點發展會是怎麼樣,只能不斷摸索試錯,從而找到最優方案。

白皮書介紹,6G網絡會在2030年左右問世,其願景就是泛在無線智能。意味著6G網絡會通過無線技術覆蓋全球各個角落,為人類社會提供更智能的感知服務和應用。

具體的技術指標上,首先網速毫無疑問會進一步提升6G會在5G的速率基礎上再次提升10-100倍,單用戶速率可達1Tbps,延遲低至0.1毫秒,定位精度在釐米級,網絡容量進一步提升。

然後在具體的應用場景上,通過高分辨率成像和感知、精確定位、可穿戴顯示器、移動機器人和無人機、專用處理器和下一代無線網絡,遠程呈現和混合現實等全新服務將成為可能。

當前的智能手機很可能被普及的XR體驗所取代,這種體驗是由重量輕的眼鏡帶來的,這種眼鏡設備能提供了前所未有的分辨率、幀率和動態範圍。6G時代這些設備將與人類的感官無縫集成。

XR是虛擬現實(VR)、增強現實(AR)、混合現實(MR)技術的統稱。

而在奧盧大學舉辦的6G峰會上,各個國家也都提出了自己的方案,想要在5G發展的未來這十年裡,進行充分的研究,從而讓自己的6G方案成為未來6G標準。

日本NTT DoCoM認為6G將會是5G的一個進化版,將進一步挖掘5G的潛能,進一步提高傳輸速率和信息容量、擴展網絡覆蓋面,而且更加看重能耗與成本。

日本在6G預研上已經走在世界前列,因為6G將使用太赫茲頻段已經成為大部分國家的共識,太赫茲(THz)波是指頻率在0.1~10 THz(波長為3000~30μm)範圍內的電磁波,在長波段與毫米波相重合,在短波段與紅外光相重合,是宏觀經典理論向微觀量子理論的過渡區,也是電子學向光子學的過渡區,稱為電磁波譜的“太赫茲空隙(THz gap)”。

太赫茲用於通信可以獲得10GB/s的無線傳輸速度,特別是衛星通信,由於在外太空,近似真空的狀態下,不用考慮水分的影響,這比當前的超寬帶技術快幾百至一千多倍。這就使得THz通信可以以極高的帶寬進行高保密衛星通信。

廣島大學在全球最先實現了基於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電子通信材料領域“獨步天下”,幾乎達到壟斷地位,這是其發展6G的獨特優勢。

可以預見,日本將成為6G全球領導者之爭的重要選手,如果日本真的像3G時代一樣,重新獲得了6G全球領導權,那麼日本將會擁有全球經濟的主導權。

德國則拿出了非常具體的太赫茲通信技術。研究人員基於鍺化硅(SiGe)材料構建了完整的信號收發系統,能夠實現1米距離的260GHz頻段太赫茲通信。但他們經過計算認為,如果採用直徑6.5釐米的透鏡天線,通信距離能夠達到100米。雖然實際和計算一定會有差距,但這應該也是全球最先進的太赫茲通信系統之一。

可以說,日本歐洲都想要重現當初通信霸主的地位。從而促進經濟的再次高速增長。

韓國SK集團信息通信技術中心曾提出了“太赫茲+去蜂窩化結構+高空無線平臺(如衛星等)”的6G技術方案,不僅應用太赫茲通信技術,還要徹底變革現有的移動通信蜂窩架構,並建立空天地一體的通信網絡。

SK集團提到的去蜂窩化結構是當前的研究熱點之一,即基站未必按照蜂窩狀佈置,終端也未必只和一個基站通信,從而提高頻譜效率。

美國目前很尷尬的一點是,朗訊比收購,摩托羅拉已經衰落,貝爾實驗室被自己拆分殘了。目前在通信領域在全球具有影響力的也就僅剩高通了。

但是目前美國在6G預研上,僅貝爾實驗室提出了“太赫茲+網絡切片”的技術路線。

中國華為則非常詳細的6G方案與構想,華為認為6G時代將超出5G時代“物聯網”,實現“萬物互聯”(Internet of Everything,簡稱IoE),即整個人文社會和外部物理世界實現緊密連接,因此6G的數據不是一個一個的大數據,很可能是無數的小數據匯成大數據。

華為提出,在通信維度方面,除了更高的速率、更寬的頻譜,6G應該拓展到海陸空甚至水下空間。硬件方面,天線的角色也更為重要。隨著通信頻率提高,天線將會越來越小,甚至可能做到每顆芯片都有屬於自己的天線,這對材料要求越來越高,對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。

華為還提出了用6G時代通過大腦意念控制聯網物品,以及利用WIFI、基站進行無線充電等概念。此外,華為甚至設想發射10000多顆小型低軌衛星,任正非表示6G將實現天地互聯。

華為並且估算了成本——99億美元。華為計劃在2030年建成能夠容納1Tbps傳輸速率的無線通信網絡。

需要注意的是,6G還在起步階段,剛剛開始研究,甚至沒有清晰的概念定義,其關鍵技術仍在摸索之中,現在提出來的方案還只是頭腦風暴、各抒己見的時候。有的方案會被慢慢地否決掉,要麼是因為實現不了,要麼是實現起來成本非常高,最終剩下來的經過討論之後,就將成為6G標準。

目前來看,5G時代處於第一梯隊的美中歐日韓,在6G這場大比賽之中,都有奪冠的希望,目前5G時代中國正處於領導者的位置,那麼在這裡面,1G美國是領導者,2G是歐洲,3G是日本,4G又是美國,5G是中國,只有韓國一直在陪跑,不知道韓國是否有機會在6G時代奪冠呢?還是繼續陪跑!

來源:http://a.mp.uc.cn/article.html?uc_param_str=frdnsnpfvecpntnwprdssskt&wm_id=0df9f90c2c4545b9978b349ec9eaca1b&wm_aid=0df9f90c2c4545b9978b349ec9eaca1b


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