當前,全球新一輪科技革命和產業變革正在加速演進,人工智能(AI)、VR/AR、三維(3D)媒體和物聯網等新一代信息通信技術的廣泛應用產生了巨大的傳輸數據。5G與4G相比,能夠提供新功能并實現更好的服務質量(QoS)。為了克服5G應對新挑戰的性能限制,需要開發具有新功能特性的6G無線系統。一方面,6G要實現對傳統蜂窩網絡所有功能的融合。另一方面,6G將運用新技術實現服務和業務的拓展,包括AI、智能可穿戴設備、自動駕駛汽車、擴展現實(XR)和3D投影等。
自上世紀80年代以來,移動通信基本上以十年為周期出現新一代革命性技術,持續加快信息產業的迭代升級,不斷推動經濟社會的繁榮發展。4G之前的移動通信主要聚焦于以人為中心的個人消費市場,5G 則以更快的傳輸速度、超低的時延、更低功耗及海量連接實現了革命性的技術突破,6G將包含多樣化的接入網,如移動蜂窩、衛星通信、無人機通信、水聲通信、可見光通信等多種接入方式。
隨著6G技術的到來,以及生物科學、材料科學、生物電子醫學等交叉學科的進一步成熟,未來有望實現完整的“人體數字孿生”,即通過大量智能傳感器(>100個/人)在人體的廣泛應用,對重要器官、神經系統、呼吸系統、泌尿系統、肌肉骨骼、情緒狀態等進行精確實時的“鏡像映射”,實現人體個性化健康數據的實時監測。目前飛機上的空中上網服務仍然有很大的提升空間。當前空中上網服務主要有兩種模式——地面基站模式和衛星模式。由于飛機具備移動速度快、跨界幅度大等特點,為了解決這一難題,6G將采用全新的通信技術以及超越“蜂窩”的新穎網絡架構,在降低網絡使用成本的同時保證在飛機上為用戶提供高質量的空中高速上網服務。影響AR/VR 技術、應用和產業快速發展的一大因素是用戶使用的移動性和自由度,即不受所處位置的限制,而5G網絡能夠提升這一性能。隨著技術的快速發展,可以預期10年以后(2030~),信息交互形式將進一步由AR/VR逐步演進至高保真擴展現實(XR)交互為主,甚至是基于全息通信的信息交互,最終將全面實現無線全息通信。作為城市群的基礎設施之一,6G將采用統一網絡架構,引入新業務場景,構建更高效更完備的網絡。未來6G網絡可由多家運營商投資共建,采用網絡虛擬化技術、軟件定義網絡和網絡切片等技術將物理網絡和邏輯網絡分離。6G將由陸基、海基、空基和天基網絡構建成分布式跨地域、跨空域、跨海域的空—天—海—地一體化網絡。
到2030年以后,“泛在連接”將成為6G網絡的主要特點之一,完成在沙漠、深海、高山等現有網絡盲區的部署,實現全域無縫覆蓋。利用6G網絡的超高帶寬、超低時延和超可靠等特性,可以對工廠內車間、機床、零部件等運行數據進行實時采集,利用邊緣計算和AI等技術,在終端側直接進行數據監測,并且能夠實時下達執行命令?;?G無線通信的自動車輛可以極大地改變我們的日常生活方式。6G系統將促進自動駕駛汽車或無人駕駛汽車的規模部署和應用。6G網絡將實現甚大容量與極小距離通信(VLC&TIC)、超越盡力而為與高精度通信(BBE&HPC)和融合多類通信(ManyNet),相較于5G,6G的峰值速率、用戶體驗速率、時延、流量密度、連接數密度、移動性、頻譜效率、定位能力、頻譜支持能力和網絡能效等關鍵指標都有了明顯的提升。6G網絡潛在關鍵技術主要包括,新一代信道編碼技術、極化多址接入系統的設計與優化、基于深度學習的信號處理技術、新一代天線與射頻技術、太赫茲無線通信技術與系統、空天海地一體化通信技術、軟件與開源網絡關鍵技術、基于AI的無線通信技術、區塊鏈技術、動態頻譜共享技術等。
2018年7月16日至27日,ITU-T第13研究組在日內瓦舉行的會議上成立了2030網絡技術焦點組(FG NET-2030),旨在探索面向2030年及以后的新興ICT部門網絡需求以及IMT-2020(5G)系統的預期進展,包括新的媒體數據傳輸技術、新的網絡服務和應用及其使能技術、新的網絡架構及其演進。2030網絡專注于固定數據通信網絡。
以上信息來源摘自中國電子信息產業發展研究院。