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5G方興未艾,探索6G是否為時過早?

近日,從科技部官網獲悉,我國正式啟動6G移動通信技術的研發工作。

科技部表示目前全球6G技術研究仍處于探索起步階段,技術路線尚不明確,關鍵指標與應用場景還未有統一的定義,科技部將聯合專家組系統開展6G技術研發工作,探索可能的技術方向。

被稱為5G元年的2019年即將步入尾聲,但在5G基礎設施建設的地圖上仍有大片空白的位置需要填充,值此方興未艾之際投入對6G的研發工作,是否為時過早呢。

以史為鏡,可以知興替。我們來瞧瞧移動通信的發展或許可以找到答案。

“大哥大”時期

日常中我們說的3G,4G不僅僅是網上沖浪速率的差距,也是移動通信系統斷代的劃分,簡單來說1G我們可以稱之為第一代模擬移動通信系統。

在1987年底我國第一代模擬移動通信系統開通并正式商用,當時的載體相信大家都知道是足足一斤重的“大哥大”。在演繹八十年代末生活的熒幕影視劇中梳著大背頭;拿一塊厚實笨重的“黑磚頭”在大嗓門的通話下需要不停地移動喊著:“喂,喂,聽不清,你再說一遍”。這一幕生動的場景成為第一代通信留給我們的獨特記憶。

第一代移動通信系統主要采用模擬技術與頻分多址技術,在應用方面只能使用一般語音傳輸,并具有語音質量較差,訊號不穩定,覆蓋范圍較為有限等特點。1G系統的應用在中國長達14年,2001年底中國移動關閉模擬移動通信網,宣布了第一代移動通信系統正式退出了歷史的舞臺。

時代社交的初起

第二代數字移動通信系統采用時分多址(TDMA)技術和碼分多址(CDMA)技術,1G到2G的改變是模擬調制進入到數字調制,它的出現提供了更高的網絡容量,更為清晰的通話質量。質的改變是“磚頭”變小了,可以被放進人們的口袋了,便攜性的提升也使大眾更愿意去使用。

中國聯通在1995年開始商用的CDMA技術,并于2002開通一期CDMA網絡,成為全球唯一的同時擁有GSM和CDMA網的運營商。從九十年代起,以GSM為主,CDMA為輔的第二代移動通信系統在10年間,其用戶發展規模超過了2.5億,同時在2G時代,手機可以進行短信接發,網上沖浪了,這也意味著時代社交的初起。

多媒體時代

第三代移動通信系統的誕生,是移動互聯網的開端,3G的突破用了10年的時間,也標志著社會逐步進入多媒體的時代歷程。3G是將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統。

他能在實現在全球范圍內的數據傳輸,相比較2G它的傳輸聲音與數據傳輸速度上有質的提高,理論上3G可達到1-6Mbps,圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式也隨之向我們走來。

移動通信技術的更新進步,對應的智能手機出現在我們的生活當中,大眾的使用需求不局限于打電話,發信息。數據通信(網上沖浪)成為我們使用中的主要功能,網頁瀏覽,視頻通話,影視下載等等,龐大的信息流充斥在大眾的周圍。

數字時代

第四代移動通信系統是在3G技術上的一次升華,將WLAN技術和3G通信技術進行優化的結合,使得無線通信的信號更加穩定,4G的移動通信技術將數據傳輸提高到了100Mbps。在邁向萬物互聯的道路上踏出了一大步。

4G的發展歷經10年,在我們生活中已經有了較為成熟的應用。但在技術應用中仍然存在一些缺陷:在樓區、山區,有其他障礙物容易受到地區影響導致信號強度弱;移動設備從一個基站的覆蓋區進入其他基站的范圍區域時,大概率與該區域的網絡失去連接,從而造成網絡中斷等問題。

在移動通信的發展史上我國的發展速度是稍有落后的,在技術層面高通公司一直占據著2G/3G/4G標準必要專利的主導權,中國移動董事長奚國華曾公開表示:在2014年中國移動預計銷售超過1億部TD-LTE終端。即使以每部TD-LTE終端出廠價1000元計算,高通按照5%標準收費,這部分就將新增50億元專利費用支出。如果加上芯片、服務方面的費用,總計或超過200億元。

物聯網時代

第五代移動通信技術是最新一代蜂窩移動通信技術,也是即2G、3G和4G系統之后的延伸。

5G的容量是4G的一千倍,峰值可達10Gbps-20Gbps,意味著低時延、高速率的數據傳輸。但它更大的作用是實現從人與人之間的通信走向人與物、物與物之間的通信,實現萬物互聯。

5G的應用領域非常廣泛,與無人機產業結合可以讓無人機網聯超視距自主飛行,智能化,建立空、天、地一體化網絡,并實現在多行業垂直應用。

無人駕駛的發展中5G提供了不可替代的作用,在行駛途中通過傳感器、攝像頭采集到的信息需要通過通訊手段與云端做交互,5G低時延的特點能帶來良好的體驗。

駕駛中需要高精地圖的數據量巨大,達到Gbit/公里級別或以上,以盡量少的時間完成更新,需要超高速帶寬;而5G亦能滿足傳輸的需求。5G是一個端到端的生態系統,它將打造一個全移動和全連接的社會。

5G亦有他的缺陷,5G帶寬增加意味著更少的覆蓋范圍;頻點太高,信號穿透力差,基站的覆蓋半徑一般約為100-300米,這需要建造更多基站來實現范圍覆蓋,且5G網絡所需電力相比4G有較大幅度的增加,基站建設成本也在提升。

目前5G技術我國處于領先的位置,5G開啟商用模式,基礎設施的建設亦在逐步推進,但以十年為一代通信技術更新的速度來看,提前布局6G技術發展,構建6G下一步工作計劃的決策是絕對可靠的。

未來可期

雖然6G還未實現,但不妨我們對6G的發展方向進行展望,弗吉尼亞理工大學的研究人員在報告中表示6G將利用跨協議棧的人工智能(AI),成為一個可以自我配置并可自我維持的自主系統。他們推測,6G可以使用AI來“取代傳統的、剛性的框架結構,用于通過智能和自適應協議來管理系統,6G將完全依賴AI,跨越所有協議棧和網絡功能。

使用衛星、航空平臺、艦船搭建起的空、天、地、海一體的通信網絡。而支撐該網絡的核心技術就是6G;也許6G不會有傳輸速率上的改變, 可能是在信號覆蓋方面的突破,降低基礎設施建設的成本;或在互聯互通性方面有新的改進;也可能在業務感知方面有所突破。

在6G研發的賽場上我國并不是唯一的運動員,美國、俄羅斯包括歐盟也正在緊鑼密鼓地開展探索6G的相關工作。通信產業的核心是技術支持,只有尖端的技術應用才能帶給產業更高的效益和利潤,通信新技術的研發并成功商用不但能使得通信業的發展規模不斷擴大,且會帶動起周邊產業的發展,對國民經濟水平的增長也起到推動作用。所以獲取通信技術的“標準制定權”至關重要,這不僅代表著通信技術專利的數量遙遙領先,更讓我們脫離了以往在通信技術落后被動挨打的局面,贏得市場的主動權,對國家的科技產業和經濟發展有不可忽視的助力。

未雨綢繆能讓我國移動通信技術處于全球領先地位,為移動通信產業發展和建設創新型國家奠定堅實的科技基礎。在5G這條賽道中我們領先于對手,對于6G相信未來可期!

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