2021年11月23日 星期二
5G有待普及,6G已箭在弦上

    11月16日,工信部发布《“十四五”信息通信行业发展规划》(以下简称《规划》),将开展6G基础理论及关键技术研发列为移动通信核心技术演进和产业推进工程,提出构建6G愿景、典型应用场景和关键能力指标体系,鼓励企业深入开展6G潜在技术研究,形成一批6G核心研究成果。

    “每十年更新一代”是移动通信技术的产业规律,在我国5G还有待广泛普及之时,6G技术的准备工作已经箭在弦上。

    0.1—1Gbps、毫秒级端到端时延、500+km/h移动性等是对5G提出的性能指标需求。行业专家称,上述特征依然是6G需要关注的指标,但绝不仅限于此。

    除了性能指标外,6G需要性能更优的芯片吗?

    从当前市面上5G手机普遍搭载的5G通信芯片来看,7nm已成为芯片厂商首选。中国移动发布的2020年《5G芯片评测》,华为麒麟990平均下载速率已经达到800Mbps,高通骁龙865、联发科天玑1000+平均下载速率也达到700Mbps。

    行业专家认为,以目前半导体领域对未来10年或15年的技术发展展望而言,当前研发的芯片的能力能够继续支持移动信息系统的发展需求。极高数据速率考验的是数字基带芯片的计算能力和密度,5G时代使用的是12纳米FinFET,预计7纳米、5纳米将延续较长的时间,之后将进入3纳米GAA、2纳米GAA时代。6G时代将始于1.5纳米GAA,在与1纳米和0.7纳米GAA等效后实现大发展。要进一步提升传输速率,高耗能是需要解决的关键问题,而这不是通信技术的问题,而是物理问题。在一定的工艺下,传输的数据量更大,这势必带来功耗的提升。所以6G芯片需要两条腿走路,一边提升速度,一边降低功耗。

    换代新技术的落地,应用场景是关键。赛迪智库无线电管理研究所曾编撰《6G概念及愿景白皮书》,针对6G的未来应用,提出了人体数字孪生、空中高速上网、基于全息通信的XR、新型智慧城市群、全城应急通信抢险、智慧工厂PLUS、网联机器人和自制系统七大应用场景。

    显然,6G应当满足“无界”,即打破各行业、各领域的专业壁垒,实现深度渗透融合。而根据用户的不同需求,6G要实现对频谱、计算、存储资源的灵活调度。

    行业专家认为,在6G网络中,频谱接入的趋势是以低频段为基础,高频段按需开启,实现低频段、毫米波、太赫兹和可见光多频段共存与融合组网,在覆盖、速率、安全等方面满足不同的用户需求。计算任务应该在终端、边缘节点、云端等实现灵活、实时的分割、下放和卸载,以匹配不同节点的计算能力和能效需求。

    由于6G的更高频率和更高传输速率,其带来的直接结果便是覆盖面积受限,当前而物联网、AI等新技术的应用,对通信的全域覆盖效果又提出更高的要求。

    如何实现“全域覆盖”也成为6G技术研发的重点。行业人士认为,6G要实现空天地海一体化,卫星、高空平台等的引入是必要条件,也是6G发展的重要方向。当然,要布局卫星通信,又会面临组网和维护成本、维修难度、轨道密集度、国际合作等在内的新问题。因此,6G需要重点考虑的是,如何将两条不同发展轨道的技术融为一体。最彻底的融合模式是全面融合,即从组网到空口,完全实现无感对接。简单的形式是网络各自独立发展,通过多模终端完成多系统支持。

    此外,为了利用好频谱,提升多频段利用效率,也要重新规划6G系统的架构,促进各频谱资源各司其职、合理使用。例如提升射频器件的多频段支撑、灵活可配能力,设立更加智能的频谱感知、动态共享的规则、机制等。

    (王崇文)      

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