文/Frank Chen

當(dāng)各國(guó)政府、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)積極布局5G領(lǐng)域，批量地落地5G技術(shù)之時(shí)，一些研究機(jī)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(wú)線峰會(huì)將在芬蘭舉行。該峰會(huì)從去年開(kāi)始，聚集全球各國(guó)的專家、學(xué)者，探討6G的概念與世界各產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)6G的需求。作為全球著名通信廠商諾基亞總部所在國(guó)，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(shì)與研究人員的學(xué)術(shù)優(yōu)勢(shì)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(wèn)題是什么?各國(guó)在這個(gè)新興領(lǐng)域又有哪些重要?jiǎng)幼?

芬蘭首屆6G無(wú)線峰會(huì)，圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)　　萬(wàn)物互聯(lián)，6G將使人們“擺脫”智能手機(jī)

峰會(huì)上，研究者們發(fā)布了《6G無(wú)線普世智能的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)短很多，較短的波長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)比5G更快的采樣速率，因此，可以認(rèn)為，6G將帶來(lái)比5G更快捷的速度。

與5G運(yùn)行的常用GB級(jí)別的速度相比，6G有望支持每秒1TB(Tbps)的速度。這種級(jí)別的容量(Capacity)和延遲(Latency)將是前所未有的，并將擴(kuò)展5G應(yīng)用的性能與范圍，以支持無(wú)線識(shí)別、感測(cè)和成像領(lǐng)域中越來(lái)越多的創(chuàng)新應(yīng)用。

此外，5G時(shí)代，移動(dòng)邊緣計(jì)算(MEC)被認(rèn)為是5G網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充。但是到了6G時(shí)代，MEC將內(nèi)置于所有6G網(wǎng)絡(luò)中。也就是說(shuō)，到部署6G網(wǎng)絡(luò)時(shí)，邊緣和核心計(jì)算將更加無(wú)縫地集成為組合的通信/計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)框架的一部分。隨著6G技術(shù)的投入運(yùn)營(yíng)，許多優(yōu)勢(shì)將會(huì)凸顯出來(lái)，例如6G將大大推動(dòng)人工智能新系統(tǒng)的發(fā)展，同時(shí)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(rèn)為，6G將使人們完全擺脫智能手機(jī)的使用。現(xiàn)在我們的大多數(shù)數(shù)據(jù)都是使用智能手機(jī)來(lái)讀取與消化的。而在未來(lái)，一切都將可以被連接，并且每一個(gè)物體都將由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，擁有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)接口，在需要時(shí)會(huì)彈出，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)。因此，智能手機(jī)的概念將逐漸消失，取而代之的將是新一代的人機(jī)交互界面。

在5G時(shí)代，5G技術(shù)的重點(diǎn)是創(chuàng)造一個(gè)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(gè)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(gè)系統(tǒng)將整合更強(qiáng)大的人工智能的能力以及無(wú)線智能感知體系，將從而讓整個(gè)人機(jī)交互系統(tǒng)提供智能反饋的效率、精準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)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(shí)的極短往返時(shí)間進(jìn)行通信共享以實(shí)時(shí)更新路況和危險(xiǎn)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(lái)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(dòng)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(lái)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(jìn)一步突破。

6G時(shí)代物體的交互構(gòu)想，圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)　　在6G時(shí)代，我們與運(yùn)營(yíng)商的關(guān)系也會(huì)改變。我們可能不會(huì)再向6G的運(yùn)營(yíng)商購(gòu)買手機(jī)，而是購(gòu)買一個(gè)基站服務(wù)，使得每個(gè)房屋或辦公樓實(shí)質(zhì)上成為自己的通信運(yùn)營(yíng)商，以處理大量設(shè)備和數(shù)據(jù)進(jìn)行連接。

那么，各國(guó)在布局6G方面都有哪些動(dòng)作了呢?

芬蘭：正制定行業(yè)發(fā)展目標(biāo)，開(kāi)放國(guó)際合作

除了每年定期會(huì)舉辦的6G無(wú)線峰會(huì)外，芬蘭的奧盧大學(xué)也開(kāi)啟了一項(xiàng)名為“6G Flagship”的6G研究計(jì)劃。6G Flagship目前包括了來(lái)自澳大利亞，中國(guó)，歐洲和美國(guó)的大學(xué)的專家，共同致力于6G通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，使得這些通信技術(shù)可以提供“即時(shí)、無(wú)限的無(wú)線連接”，與4G到5G過(guò)渡的情況一樣，該小組正在計(jì)劃通過(guò)開(kāi)發(fā)“超高頻”的無(wú)線帶寬技術(shù)擴(kuò)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(wú)線連接(WirelessConnectivity)、設(shè)備與電路技術(shù)(Devices and Circuit Technology)、分布式計(jì)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(gè)主要的目標(biāo)，要求在進(jìn)一步完善5G技術(shù)的落地的同時(shí)開(kāi)始發(fā)展6G技術(shù)：1. 支持行業(yè)進(jìn)一步完善5G技術(shù)，并尋找新的商業(yè)模式，從最先進(jìn)的技術(shù)中獲得最大的收益。2. 加速社會(huì)數(shù)字化。通過(guò)與現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)合作并促進(jìn)新形式，增強(qiáng)5G垂直領(lǐng)域?qū)�業(yè)知識(shí)的建設(shè)以及進(jìn)一步發(fā)展這些生態(tài)系統(tǒng)方面的影響。3. 開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)6G所需的基本技術(shù)，通過(guò)基礎(chǔ)研究使開(kāi)發(fā)出的行業(yè)原型得到科學(xué)的驗(yàn)證。

6G Flagship 官網(wǎng)　　韓國(guó)：產(chǎn)學(xué)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(jí)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(biāo)準(zhǔn)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)擴(kuò)大，并已開(kāi)始對(duì)6G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(wú)線通信、使用RF材料的先進(jìn)組件以及電信與計(jì)算的融合技術(shù)等等，并預(yù)計(jì)比4G LTE快100倍，比5G快5倍。

與此同時(shí)，韓國(guó)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(dǎo)6G全球標(biāo)準(zhǔn)化并通過(guò)研究中心創(chuàng)造新商機(jī)的戰(zhàn)略,并與韓國(guó)高級(jí)科學(xué)技術(shù)學(xué)院(KAIST)攜手建立了LGE-KAIST 6G研究中心。該中心設(shè)在韓國(guó)大田市尤城區(qū)的KAIST研究所。美國(guó)第二大移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商KT Corp也與首爾國(guó)立大學(xué)(SNU)簽署了一項(xiàng)協(xié)議，以合作進(jìn)行6G研究。

LG與KAIST簽署合作協(xié)議，圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)　　中國(guó)：政府主導(dǎo)研發(fā)工作，華為中興成立研究部門

中國(guó)科技部已在2019年11月發(fā)布了消息，宣布推動(dòng)6G的技術(shù)研發(fā)工作，同時(shí)成立6G技術(shù)研發(fā)推進(jìn)工作組和總體專家組，其中，推進(jìn)工作組由相關(guān)政府部門組成，職責(zé)是推動(dòng)6G技術(shù)研發(fā)工作實(shí)施。總體專家組由來(lái)自高校、科研院所和企業(yè)共37位專家組成，主要負(fù)責(zé)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(guó)的電信巨頭華為也響應(yīng)了國(guó)家的號(hào)召，宣布華為已經(jīng)在加拿大啟動(dòng)了6G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的研究，并已于加拿大多所大學(xué)的研究者展開(kāi)了洽談。任正非也在近日的一次公開(kāi)會(huì)議中表達(dá)他對(duì)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)嵱茫�我們估�?jì)需要10年。” 針對(duì)尚未完善的6G技術(shù)，任正非也表示華為采取了5G與6G同時(shí)推進(jìn)的戰(zhàn)略。同時(shí)中興通訊也已成立先進(jìn)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(lái)自網(wǎng)絡(luò)　　美國(guó)：政府開(kāi)放6G頻譜，電信巨頭與大學(xué)初步試水

在美國(guó)，雖然政府并未宣布官方的6G研發(fā)計(jì)劃，但是美國(guó)政府對(duì)6G的研發(fā)非常重視。經(jīng)過(guò)一致投票，F(xiàn)CC正在開(kāi)放用于實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡摹疤�赫茲波”頻譜，范圍約在95吉赫茲(GHz)至3太赫茲(THz)，為公司測(cè)試和銷售5G以上的技術(shù)的無(wú)線設(shè)備提供了合法途徑。

FCC主席Ajit Pai,圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)　　一些公司與研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)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(xué)布拉德利分校，電氣與計(jì)算機(jī)工程系副教授Walid Saad的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)表了標(biāo)題為“《6G無(wú)線系統(tǒng)的愿景：應(yīng)用程序，趨勢(shì)，技術(shù)和開(kāi)放研究問(wèn)題》的白皮書(shū)。Saad認(rèn)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(duì)推動(dòng)研究很重要。Saad正在與國(guó)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(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)與維持功能。

各個(gè)電信巨頭公司也在6G領(lǐng)域開(kāi)始了首要布局，例如測(cè)試儀器制造商泰克(Tektronix)、IEMN(法國(guó)研究實(shí)驗(yàn)室)和日本電報(bào)電話公司(NTT)共同宣布開(kāi)發(fā)100 Gbps的 “無(wú)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，預(yù)計(jì)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(lái)講，6G將對(duì)行業(yè)產(chǎn)生很大的影響：首先，更高的頻率將實(shí)現(xiàn)更快的采樣率，因此可以對(duì)傳感、成像和定位等領(lǐng)域帶來(lái)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(cè)、特征和面部識(shí)別、執(zhí)法和社會(huì)信用體系等領(lǐng)域的資產(chǎn)保護(hù)解決方案可以被進(jìn)一步完善，而且還可以促進(jìn)人工智能與高性能計(jì)算(HPC)等相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

根據(jù)各個(gè)國(guó)家與研究機(jī)構(gòu)的說(shuō)法，6G有望在2030年實(shí)現(xiàn)商用。移動(dòng)通訊技術(shù)的迭代時(shí)間在逐漸縮短，就像《人類簡(jiǎn)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(gè)由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的互聯(lián)體。那么6G能否為我們帶來(lái)這樣一個(gè)新的數(shù)據(jù)世界呢?我們拭目以待。