5G走向生活 6G布局研發

　　5G走向生活 6G布局研發

　　——芬蘭奧盧大學專家談全球6G峰會見聞

　　德國伍珀塔爾大學研究人員分享研究進展何世海攝

　　今日視點

　　實習記者 胡定坤

　　2019年被稱作5G應用元年，或許還會成為6G研發元年。3月24日至26日，各國200多位無線通信專家齊聚芬蘭萊維(Levi)，參加由芬蘭奧盧大學主辦的全球6G峰會。峰會主旨是“為6G到來鋪平道路”。

　　各國為6G做了哪些準備?提出了哪些創新方案?科技日報記者就此采訪了奧盧大學無線通信中心何世海、陳江城博士和何繼光博士後。

　　峰會看點真不少

　　“日本在6G領域走在世界前列。”何世海參會後說，采用更高頻段通信可能是6G的關鍵技術之一，廣島大學在全球實現了基于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。

　　同樣參會的陳江城介紹，雖然NTT DoCoMo(日本移動通信運營商)在峰會上沒有宣布具體的技術路線。但看得出來，NTT DoCoMo對6G發展應該已經有明确的計劃，并已經開始着手實施。其将6G看作5G的進化版，即進一步提高傳輸速率和信息容量、擴展網絡覆蓋面。他們已經關注到6G大數據處理的能耗問題，更看重低能耗、低成本的應用。

　　“這與美國InterDigital公司不謀而合。”陳江城告訴記者，該公司在峰會上展示了超低功耗、無電池傳感器技術，并提出了一些超低功耗對制造工藝、材料的要求。

　　“德國伍珀塔爾大學則拿出了非常具體的太赫茲通信技術。”何世海補充說，研究人員基于鍺化矽(SiGe)材料構建了完整的信号收發系統，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，如果采用直徑6.5厘米的透鏡天線，通信距離能夠達到100米。“雖然實際和計算一定會有差距，但這應該也是全球進的太赫茲通信系統之一。”

　　何世海介紹，愛立信、諾基亞、法國電信集團、韓國三星等移動通信巨頭也都派出專家參會，闡述各自的6G願景。重點集中在寬頻譜、高速率、超低時延、超遠距離、超低功耗，和基于AI的應用方向，具有較高的一緻性。

　　中國方案很搶眼

　　“來自中國電信、華為、中興和清華大學的專家也參加了此次峰會，展示了中國的6G方案。”何世海介紹，清華大學教授牛志升針對6G網絡需要更多基站的問題，提出可以将電動汽車和自動駕駛汽車作為移動雲服務器或基站，建立能夠快速部署的無線網絡，既能服務汽車自動駕駛，又能溝通汽車内外。“這個想法很有創意，非常吸引人。”同時牛志升也談到中國在5G和6G時代提出的規劃，将逐步實現全覆蓋、全頻譜、全應用的目标。

　　“華為提出的6G暢想更為搶眼。”陳江城談到，華為認為6G時代将超出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彙成大數據。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。随着通信頻率提高，天線将會越來越小，甚至可能做到每顆芯片都有屬于自己的天線，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通信中将扮演重要角色。

　　對此，何繼光解釋說，将人工智能算法用于無線通信領域，比如資源分配、信道編譯碼是一個新的熱門方向。人工智能算法在機器視覺、語音識别、自然語言處理方面效果很好，但用于通信領域還值得繼續研究。

　　“華為在6G通信上考慮得很細，已經想到了生活應用中。”何世海說，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，實現覆蓋全球6G通信的設想，并且估算了成本——99億美元。

　　何世海介紹，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。

　　6G研究正當時

　　何世海認為，5G已經開始在工業界推廣，在學術界的讨論也就成為了過去時。就像英國薩裡大學在峰會中發表的觀點，6G的研究應該開始了。

　　“6G的發展，就是要改進5G的缺陷，也就是要有更高的速率、更低的時延。”何世海談到，5G的傳輸速率理論上能夠做到10Gbps，但這并不夠。随着“萬物互聯”時代的到來，傳感器數量将是天文數字，數據量将越來越大。特别是新的應用越來越多，對傳輸速率、頻譜寬度的要求也越來越高。

　　陳江城舉例說，比如現在的虛拟會議隻能看到、聽到對方，随着“觸覺網絡”等技術的發展，未來的虛拟會議将要求能夠摸到對方甚至聞到氣味，這需要的傳感器數量、通信速率都得大大提高。智能駕駛、遠程醫療、虛拟現實等應用對時延的要求也是越低越好，6G能提供更好的用戶體驗。就像薩裡大學在會上提出的概念，如果要實現對一個人的高清晰度的全息投影，傳輸速率要達到4.62Tbps，這遠遠超出了5G的能力，6G能否做到都是未知數。

　　“當前國際上6G研究處于起步階段，大多沒有實際進展和可靠技術。特别是硬件方面沒有解決，軟件也就無從談起。因此，硬件研發是發展6G的基礎。”何世海認為。

　　何繼光同意這一觀點，并補充說，關于6G還沒有清晰的概念。現在還隻是頭腦風暴、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，幾年後我們就會有答案。

　　記者了解到，作為峰會的主辦方，也是全球最早開始研究6G的科研機構，奧盧大學無線通信中心将即時通信與無限制連接、分布式計算和智能、極高頻段材料和天線作為6G的主要研究方向。