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你应该了解的6G技术:华为等巨头都已布局

  • 日期:2019-08-16 10:13:58
  • 来源:互联网
  • 编辑:小狐
  • 阅读人数:24

据外媒iphoneincanada 8月14日报道,位于加拿大渥太华的华为实验室已经开始研发6G网络技术。据悉,该研发中心是华为全球5G研发四大核心机构之一。十多年来前,华为一直和加拿大13所大学及科研机构联合研发新技术,华为至少投入了5000万加元(约合2.63亿)资助大学研究。

你应该了解的6G技术:华为等巨头都已布局(图1)

华为董事长梁华曾表示,华为在2019年将加大科研投入,预计支出超过1200亿。

报道称,华为在渥太华的6G技术研发还处于早期阶段。目前,华为正在与加拿大大学的研究人员讨论下一代无线的问题。华为的暂定6G计划表明,在2030年之前将不会有真正的6G技术。今年6月,诺基亚,爱立信和SK电讯宣布建立战略合作伙伴关系,共同致力于6G的备忘录。

那么什么是6G呢?未来为我们有哪些影响呢?笔者在这里科普一下。

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。主要促进物联网的发展。

你应该了解的6G技术:华为等巨头都已布局(图2)

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、电信卫星、地球图像卫星和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。

去年9月在北美举行的世界移动通信大会上,美国联邦通信协会专员Jessica Rosenworcel女士表示:6G将使用太赫兹(THz)频段,且6G网络的致密化程度也将达到前所未有的水平,届时,我们的周围将充满小基站。

什么是太赫兹

太赫兹频段是指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4G(1.8GHZ以上)我们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,也就是我们通常说的“网速变快了”

不过,频段向高处发展的另一个主要原因在于,低频段的资源有限。就像一条公路,即便再宽阔,所容纳车量也是有限的。当路不够用时,车辆就会阻塞无法畅行,此时就需要考虑另一条路。

为什么说6G时代网络将“致密化”我们的周围会充满小基站呢?

你应该了解的6G技术:华为等巨头都已布局(图3)

5G使用的频段要高于4G,在不考虑其他因素的情况下,5G基站的覆盖范围自然要比4G的小。到了频段更高的6G,基站的覆盖范围会更小。因此,5G的基站密度要比4G高很多,而在6G时代,基站密集度将无以复加。

空间复用技术

在技术上,6G将使用“空间复用技术”6G基站将可同时接入数百个甚至数千个无线连接,其容量将可达到5G基站的1000倍。前面说到6G将要使用的是太赫兹频段,虽然这种高频段频率资源丰富,容量大。但是使用高频率载波的移动通信要面临改善覆盖和减少干扰的严峻。

当信号的频率超过10GHz时,其主要的传播方式就不再是衍射。对于非视距传播链路来说,反射和散射才是主要的信号传播方式。同时,频率越高,传播损耗越大,覆盖距离越近,绕射能力越弱。这些因素都会大大增加信号覆盖的难度。

不止是6G,处于毫米波段的5G也是如此。而5G则是通过Massive MIMO和波束赋形这两个关键技术来解决此类问题的。我们的手机信号连接的是商基站,更准确一点,是基站上的天线。Massive MIMO技术说起来挺简单,它其实就是通过增加发射天线和接收天线的数量,即设计一个多天线阵列,来补偿高频路径上的损耗。

在MIMO多副天线的配置下可以提高传输数据数量,而这用到的便是空间复用技术。在发射端,高速率的数据流被分割为多个较低速率的子数据流,不同的子数据流在不同的发射天线上在相同频段上发射出去。由于发射端与接收端的天线阵列之间的空域子信道足够不同,接收机能够区分出这些并行的子数据流,而不需付出额外的频率或者时间资源。这种技术的好处就是,它能够在不占用额外带宽、消耗额外发射功率的情况下增加信道容量,提高频谱利用率。

6G还在起步阶段,刚刚开始研究,甚至没有清晰的概念定义,其关键技术仍在摸索之中。专家告诉记者,从开始研究到技术成熟需要时间。欧盟在2013年就启动了METIS项目(2020年信息社会与移动无线通信助推器)开展5G的研究。但直到2015年项目结束,关键技术都没有完全确定。作为一名无线通信研究者,我相信6G总有一天会到来,但现在仍是完善5G、探索6G的阶段。

“太赫兹被很多人认为是6G的关键技术之一。事实上,太赫兹能否用于无线通信还在论证。”据专家介绍,之前太赫兹主要用来雷达探测、医疗成像,用于无线通信也是近两年才开始研究。它的特点就是频率高、通信速率高,理论上能够达到太字节每秒(TB/S)但实际上哪种应用需要如此高的网速尚无定论。而且太赫兹有明显的缺点,那就是传输距离短,易受障碍物干扰,现在能做到的通信距离只有10米左右,只有解决通信距离问题,才能用于现有的移动通信蜂窝网络。此外,通信频率越高对硬件设备的要求越高,需要更好的性能和加工工艺。这些技术难题短时间内很难解决。

路线方案尚需验证

“目前,国际通信技术研发机构相继提出了多种实现6G的技术路线,但这些方案都处于概念阶段,能否落实还需验证。”专家表示,奥卢大学无线通信中心是全球最先开始6G研发的机构,目前正在从无线连接、分布式计算、设备硬件、服务应用四个领域着手研究。

无线连接是利用太赫兹甚至更高频率无线电波通信;分布式计算则是通过人工智能、边缘计算等算法解决大量数据带来的时延问题;设备硬件主要面向太赫兹通信,研发对应的天线、芯片等硬件;服务应用则是研究6G可能的应用领域,如自动驾驶等。“目前也只是有这四个方向,具体的细节还没有明确”

据了解,韩国SK集团信息通信技术中心曾在2018年提出了“太赫兹+去蜂窝化结构+高空无线平台(如卫星等)”的6G技术方案,不仅应用太赫兹通信技术,还要彻底变革现有的移动通信蜂窝架构,并建立空天地一体的通信网络。

专家指出,SK集团提到的去蜂窝化结构是当前的研究热点之一,即基站未必按照蜂窝状布置,终端也未必只和一个基站通信,这确实能提高频谱效率,瑞典林雪平大学的研究团队最早提出了去蜂窝结构构想。

但这一构想能否满足6G时延、通信速率等指标,还需要验证。除了SK集团,美国贝尔实验室也提出了“太赫兹+网络切片”的技术路线。这些方案在技术细节上都需要长时间试验验证。

推广应用成本高昂

“无线通信进一步发展的大量投资必不可少。”专家谈到,要提高通信速率有两个方案:一是基站更密集,部署量增加,虽然基站功率可以降低,但数量增加仍会带来成本上升。第二种方案就是使用更高频率通信,比如太赫兹或者毫米波,但高频率对基站、天线等硬件设备的要求更高,现在进行太赫兹通信硬件试验的成本都非常高,超出一般研究机构的承受能力。另外,从基站天线数上来看,4G基站天线数只有8根,5G能够做到64、128甚至256根,6G的天线数可能会更高,基站的更换也会提高应用成本。

“不改变现有的通信频段,只依靠通过算法优化等措施很难实现设想的6G愿景,全部替换所有基站也不现实。”专家认为,未来很有可能会采取非独立组网的方式,即在原有基站等设施的基础上部署6G设备,6G与5G甚至4G、4.5G网络共存,6G主要用于人口密集区域或者满足自动驾驶、远程医疗、智能工厂等垂直行业的高端应用。

其实,普通百姓对几十个G、甚至太字节每秒的速率没有太高的需求,况且如果6G以毫米波或太赫兹为通信频率,其移动终端的价格必然不菲。

笔者认为,作为下一代新的通讯技术6G目前还没有化的标准。世界各大公司也仅仅是处于前期的探讨、筹备阶段。华为在此时就开始着手研发6G,从侧面反映了该公司具有远见,在5G时代领先世界,在6G时代也绝对不能落后。随着科技的快速发展,相信在几年后6G技术就会崭露头角。

本文相关词条概念解析:

基站

基站即公用移动通信基站是无线电台站的一种形式,是指在一定的无线电复盖区中,通过移动通信交换中心,与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。移动通信基站的建设是我国移动通信运营商投资的重要部分,移动通信基站的建设一般都是围绕复盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。随着移动通信网络业务向数据化、分组化方向发展,移动通信基站的发展趋势也必然是宽带化、大复盖面建设及IP化。一个基站的选择,需从性能、配套、兼容性及使用要求等各方面综合考虑,其中特别注意的是基站设备必须与移动交换中心相兼容或配套,这样才能取得较好的通信效果。基站子系统主要包括两类设备:基站收发台(BTS)和基站控制器(BSC)。

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lisa荣的蓉
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华为手机凭什么成为中国手机制造商巨头?
2019-08-13 23:50 232
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吉利并购像联想,研发像华为,李书福一手打造的汽车巨头崛起了吗?
2019-08-21 07:39 311
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就是大家都反对的时候,你还坚持去做,如果大家都支持,那就不叫创新了
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薇薇安999
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就信息高度发达的当下社会,怀才不遇的人相比过去已经大大减少了
2019-08-20 04:54 811
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换句话说,比我们厉害得多的柳传志先生跟倪光南院士意见相左,而更厉害的任正非先生则是对倪院士没有兴趣
2019-08-22 05:12 667
yjyy7086
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综上所述,这其中我们承认中国市场是李书福背后最大的后盾,但是他身上这种不怕输,迎难而上的韧劲,更是值得我们学习
2019-08-16 05:55 41
贤de蛋疼00
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可见,倪光南院士的芯片计划成功很难,而要超越英特尔则是难上加难
2019-08-23 15:42 211
yueyuec
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与此同时,作为中国工程院院士,他的个人能力水平也是毋庸置疑的
2019-08-16 18:36 664
johnfly
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为什么会说华为累呢
2019-08-21 14:04 120
回本原溯源
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这可以从侧面证明华为在芯片产业的技术积累远远没有达到可以威胁英特尔的地步
2019-08-17 04:01 163

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