中国已经率先启动6G研究,华为打头阵!6G会是什么样的呢?

  • 小编 发布于 2019-11-03 23:02:19
  • 栏目:科技
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中国已经率先启动6G研究,华为打头阵!6G会是什么样的呢?

6G,即第六代移动通信标准,一个概念性无线网络移动通信技术,也被称为第六代移动通信技术。主要目标是在5G的基础之上构建一个全球人类社会、信息空间、 物理世界全覆盖智能互联的世界。6G预计将在2030年左右上市。

6G网络将是一个地面无线与卫星通信集成的全连接世界。通过将卫星通信整合到6G移动通信,实现全球无缝覆盖,网络信号能够抵达任何一个偏远的乡村,让深处山区的病人能接受远程医疗,让孩子们能接受远程教育。此外,在全球卫星定位系统、电信卫星系统、地球图像卫星系统和6G地面网络的联动支持下,地空全覆盖网络还能帮助人类预测天气、快速应对自然灾害等。这就是6G未来。6G通信技术不再是简单的网络容量和传输速率的突破,它更是为了缩小数字鸿沟,实现万物互联这个“终极目标”,这便是6G的意义。

实现方式

到了6G,将迈入频率更高的太赫兹频段,这个时候也将进入亚毫米波的频段。太赫兹(THz)频段是指100GHz~ 10THz,是一个频率比5G高出许多的频段 。从通信1G(0.9GHz)到现在的5G(3GHZ以上),使用的无线电磁波的频率在不断升高。因为频率越高,允许分配的带宽范围越大,单位时间内所能传递的数据量就越大。这是从物理层对通信技术的一次变革。

就信号的频率而言,频率越高则波长越短,信号的绕射能力越差,损耗也越大,并且这种损耗会随着传输距离的增加而增加,基站所能覆盖到的范围会随之降低。6G信号的频率已经在太赫兹级别,而这个频率已经进入分子转动能级的光谱了,很容易被空气中的被水分子吸收掉,所以在空间中传播的距离不像5G信号那么远,6G需要更多的基站“接力”。

将卫星通信技术、平流层通信技术与地面技术融合,这样的融合技术一旦研制成熟,意味着此前大量未被通信信号覆盖的地方。如无法建设基站的海洋、难以铺设光纤的部分偏远地区,今后都有可能收发信号,信号覆盖范围将进一步扩大,有望实现全球无缝覆盖。以卫星为基础组建互联网,是6G的主要特点,高密度小型化的基站参与地面组网,特别是人口稠密和数据流量大的地区。

在传输层上,6G的信息传输技术可能会采取个性化传输的方案,极化编码传输、massive MIMO、基于 AI 的信号处理。对每个人的需求 进行建模,利用AI算法进行决策。

近年来还有人提出了除了人,机,物之外的第四维,灵(Genie)。所谓灵就是具有高度权限的决策者。现有的AI由于受到算法和计算速度的限制,更像一个实习助手。而在6G时代,灵会实时采集大量数据同时拥有高效的机器学习的算法,从底层的信息传输到应用层,完成用户意图的获取,甚至可以根据用户偏好,习惯,性格,为用户构建的虚拟场景,同时完成全场景下的决策,而不需要用户自己参与。这样的灵更加智能,渗透在通信系统的各个层面,对于底层的决策可以完全自己独立完成,而在与用户直接关联的应用场景中也可以与用户共同参与决策。

会需要用到哪些技术支持?

1.毫米波通信和集成电路设计

用于毫米波通信的射频收发器实现和集成电路(IC)设计将与频率低于6GHz的解决方案大不相同。在射频收发器设计中,可以采用包括大容量CMOS、CMOS SOI和SiGe Bicmos,并与基于新材料的片外高性能天线进行精心的协同设计,从而实现高集成度。其中一个主要挑战是在通信概念、数字信号处理和射频技术之间找到一个新的平衡点数字处理将导致极高数据速率的瓶颈,因此,实现更简单数字解决方案的高精度射频和模拟信号处理非常重要

2.无线连接解决方案和无线接入网技术

无线网络的优化使得数据传输能力或频谱效率与其他竞争指标(如能效和服务延迟)之间的权衡受到控制。从而可以为网络设计和优化创建一个系统框架和数值求解器。在甚高频波段(如毫米波和太赫兹波段)引入额外的无线电频谱将增加网络容量。将开发新的无线接入网(RAN)设计和优化解决方案,以及信道建模和波形。新的频谱共享机制将允许利用机会二次频谱来提高频谱效率。物理层(phy)技术包括具有不同类型多输入、多输出(MIMO)多天线收发器技术将是全频段中针对干扰协调/衰落机制的关键因素。为了补偿无线电波传播中的路径损耗,在毫米波和THZ波段将需要大型阵列和波束形成技术。

3.AI语义感知与分析

1) 融合语法与语义特征的信息定量测度理论与基于概率测度的经典信息论不同,广义信息

论需要对语义信息进行主观度量,构建融合语法与语义特征的联合测度理论。首先,以模糊数学为工具,对 6G 移动业务的用户体验、感受评价等语义信息进行隶属度建模与测度。然后,进一步扩展经典信息量的概率度量方法,建立广义信息量的主客观联合度量模型。

2) 基于语义辨识的信息处理理论6G 移动通信需要支持各种类型的人机物通信,通信质量与效果有显著的主观体验差异。在定量测度语义信息的基础上,针对 6G 移动通信的多源广播业务特征,研究基于语义辨识的信息处理理论,为 6G 移动业务的数据处理提供指导。

3) 基于语义辨识的信息网络优化理论6G 移动通信需要满足各种真实与虚拟场景的网络通信,因此,需要结合 AI 理论,研究真实与虚拟通信重叠的通信网络优化。

4.分布式智能计算

移动边缘计算(MEC)是指在云中或在中央计算单元在物理上靠近用户(称为网络边缘)的数据处理能力,减少延迟,这对于智能交通和智能电网至关重要。移动云或雾计算是动态连接节点的一种协作安排,它们可以机会地共享各自的计算资源。在CRAN类型架构的情况下,必须优化云、边缘服务器和无线终端之间的信号处理功能划分。无线增强现实(AR)/虚拟现实(VR)正成为未来应用的关键驱动因素之一。最有前景的用例包括交互式虚拟世界、沉浸式通信和全景视频内容。必须从人的心理学和生理学的角度考虑信息理论和实际性能要求。 智能分布式计算和数据分析正在成为无线网络不可分割的一部分。需要分布式学习机制,以便算法在数据有限的BSS、用户终端和物联网设备上运行,而不是在核心网络中集中运行,或者云可以访问所有源信息。由于终端和设备不如高性能集中式服务器可靠,分布式方案必须在设备和链路故障中提供强大的鲁棒性。协议必须是自适应和分布式的,包括分布式通信、路由、负载平衡和数据缓存。

为什么说中国有着天然的优势呢,首先中国有些丰富的卫星发射经验,北斗系统已经投入使用,空间组网不再是问题。其次在人工智能通信等领域中国已经有了长足的发展,能够引领5G的发展就是最好的证明。让我们一起期待未来的到来!

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