技术前沿 | 6G技术,通往物理世界和数字世界的一把钥匙

   2024-01-23 750
核心提示:技术前沿 | 6G技术,通往物理世界和数字世界的一把钥匙

在5G部署的同时,研究人员和行业利益相关者正致力于定义和创建第六代(6G)的标准。


在过去的二十年里,移动通信技术的发展速度超过了其他任何技术。如今的5G网络,提供了大规模物联网、低延迟和千兆速度。5G可以连接全球数十亿部智能手机、传感器、可穿戴设备和关键基础设施。6G移动通信网络将通信的领域边界从物理世界进一步拓展至数字世界,通过在物理世界和数字世界之间提供即时、高效和智能的超连接来重塑世界,这一趋势将开启移动通信的新篇章。6G网络超大规模的全局性连接将给网络的运营和管理带来巨大挑战,亟待革命性的理论和技术创新。


目前,对下一代无线通信技术6G的研究正在进行中。从大学、基础设施提供商和半导体制造商到设备制造商,利益相关者正在努力定义6G的特征以及如何连接物理世界和数字世界。


最近,EE Times与爱立信的6G产品组合战略负责人Marie Hogan和安永媒体与电信领域的首席分析师Adrian Baschnonga进行了交流,了解6G的蓝图以及它如何改变未来十年的通信方式。


01

对于6G的展望-创建虚拟与现实世界的统一体


Hogan表示,6G仍处于研究阶段,但正在过渡到应用研究阶段。这表明行业参与者正在积极探索和构思6G网络的内容。


到2035年,将出现许多不同的应用场景,如大规模数字孪生和万亿设备。


“我们看到一个趋势,不仅仅是3GPP或无线网络基础设施,还有扩展现实(XR)和新设备类型,许多大大小小的参与者关注这个特定领域,”“我们谈论将物理世界和数字世界更加紧密地联系在一起,我们从网络的角度来看的概念是将网络作为创新平台。”


Hogan



02

不同类型的无线通信即将到来


6G将建立在4G和5G引入的先进技术和功能的基础上。它不是替代品,而是一种演进,融合了更高性能、更多频谱频率和更加注重人工智能和边缘计算。


“6G技术将建立在4G和5G引发的消费者和企业需求基础上,但也可以作为一个网络的网络,将陆地蜂窝网络与其他形式的连接,从空间到海洋,结合在一起。”


Adrian 



“我们将尝试实现[全球范围]的接入,100%的接入可能是一个愿景。因此,也许这是通过整合卫星链接来实现,你们可能已经从5G中听说过很多事情,它实际上是对这些事情的进一步发展,更多的传感器、更多的连接性,进一步优化能源效率和性能,并实现集成的人工智能。”


Hogan



03

6G更先进,标准更简单?


尽管6G将更加先进,但并不意味着它将更加复杂。


Hogan强调了使6G更简单、更高效的需求。它可能是一个网络的网络,整合各种形式的连接,同时利用人工智能来改善资源管理。


“在6G的建立架构时,我们的原则之一是使其更简单,因此,我们强烈支持将6G作为一个独立的选项引入,而不是像5G刚开始时可能有七八个选择。”


Hogan



“6G能够利用人工智能、开放接口和服务提供商生态系统,将对网络和资源管理带来重要的改进,这将有助于确保更大的技术复杂性不会转化为更多的复杂性。”


Adrian



04

沉浸式通信和新设备层出


6G预计将实现沉浸式通信,并推动新型轻巧、灵活的设备的发展。如扩展现实(XR)和元宇宙体验,改变人们与数字内容和彼此交互的方式。


“当我们到达6G时,我们非常希望利用这种沉浸式通信,这在4G时代就已经开始了,例如《精灵宝可梦Go》。但现在我们开始引入诸如更高的数据速率、更一致的无抖动服务,当我们到达6G时,我们可能会从一开始就实现这些功能,而不是后来再添加。”


Hogan



05

更低的能耗


降低能源消耗,改善6G网络的可持续性。精简设计和高效能源的无线电将对实现这些目标至关重要。


“数据消费的趋势不断增长,我们提供或传输的数据越多,越多的应用程序利用它并用于很多情况下的很好的目的,当涉及到6G时,我们对如何将信号用于特定目的有很多想法,如果不需要这个目的,就不发送信号。因此,我们可以通过6G实现相当多的能源优化。”


Hogan



Adrian 表示。为了实现6G网络的预期更高性能,实现新的沉浸式体验并解决可持续性问题。


“在未来几年,移动行业从5G过渡到6G时,服务提供商生态系统与政策制定者和工业合作伙伴的早期和经常性合作非常重要,以确保尽可能多的一致性。”


Adrian



06

中国6G战略展望和发展情况


中国工程院张平院士研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2022年第1期发表《迈向6G智简网络——基于语义通信的网络新范式》一文,提出了6G“智简”网络。文章首先提出了全新的语义表征框架模型,即语义基,进而构建了面向“智简”6G的“一面-三层”智能高效语义通信网络架构


关于6G的研究已逐步展开,主要聚焦在新型网络架构和关键技术。之前提出了一个有趣的技—Ubiquitous-X 6G网络框架,并指出6G网络中的超大规模连接数目和跨越物理世界和数字世界的超连接需求会给网络运营和管理带来巨大的挑战。Ubiquitous-X 6G网络框架在传统的人-机-物通信网络架构基础上,引入了一种全新的通信对象“灵”(genie)来连接物理世界和数字世界。作为物理世界通信对象的强大智能助理,“灵”可以准确地识别物理通信对象的通信意图,并基于知识经验和交互场景协助完成复杂的信息处理过程。此外,通过整合提取有价值的信息,“灵”可以实现通信对象间高效且直接面向意图的交互。


API: application programming interface.人-机-物-灵架构——融合物理和数字世界


Ubiquitous-X 6G网络的发展仍然面临一些挑战,例如,连接数量爆炸性增长、传统分层网络协议灵活性降低、具有差异化服务需求的新兴应用不断涌现等。举例而言,考虑多个通信智能体通过交互和协作完成特定任务的场景,智能体之间需要展开实时的感知数据交换、信息融合和协作决策,涉及复杂的交互。其中,海量连接间的大规模数据交换可能导致网络复杂度的迅速提升,信令成本和协议开销方面急速增长。为了应对上述挑战,我们期望通信智能体可以充分利用智能来识别与任务相关的关键信息并展开针对性处理,从而使智能体之间的交互变得简约而高效。如图所示,4类通信对象间基于语义通信实现智能互连,通过传输关键的语义元素提高了传统基于0~1比特流的交互效率;在这个过程中,通信对象具有相关背景知识和场景觉知能力,可以根据通信意图提取语义元素,以此提高传输效率。



 面向智能连接的人、机、物、灵语义互连


07

6G技术的挑战和前景


虽然6G技术在各个方面都有着不俗的表现和前景,但是它的研究和商用也面临着一些挑战。首先,6G技术研究需要投入巨大的资金和人力,而目前各个国家的6G技术研究进展不平衡,竞争异常激烈。


其次,6G技术还需要克服许多技术难题,比如上述提到的高频通信、能量效率等问题,这些都需要在未来的研究中逐步解决。



不过,尽管6G技术还处于研究阶段,但是其应用前景已经非常广泛,涵盖了工业、医疗、交通、智能城市等领域,具有非常强的发展潜力。


摘自:EEtimes









文章转载自微信公众号:北京光博会订阅号

 
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