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5G方兴未艾,探索6G是否为时过早?

近日,从科技部官网获悉,我国正式启动6G移动通信技术的研发工作。

科技部表示目前全球6G技术研究仍处于探索起步阶段,技术路线尚不明确,关键指标与应用场景还未有统一的定义,科技部将联合专家组系统开展6G技术研发工作,探索可能的技术方向。

被称为5G元年的2019年即将步入尾声,但在5G基础设施建设的地图上仍有大片空白的位置需要填充,值此方兴未艾之际投入对6G的研发工作,是否为时过早呢。

以史为镜,可以知兴替。我们来瞧瞧移动通信的发展或许可以找到答案。

“大哥大”时期

日常中我们说的3G,4G不仅仅是网上冲浪速率的差距,也是移动通信系统断代的划分,简单来说1G我们可以称之为第一代模拟移动通信系统。

在1987年底我国第一代模拟移动通信系统开通并正式商用,当时的载体相信大家都知道是足足一斤重的“大哥大”。在演绎八十年代末生活的荧幕影视剧中梳着大背头;拿一块厚实笨重的“黑砖头”在大嗓门的通话下需要不停地移动喊着:“喂,喂,听不清,你再说一遍”。这一幕生动的场景成为第一代通信留给我们的独特记忆。

第一代移动通信系统主要采用模拟技术与频分多址技术,在应用方面只能使用一般语音传输,并具有语音质量较差,讯号不稳定,覆盖范围较为有限等特点。1G系统的应用在中国长达14年,2001年底中国移动关闭模拟移动通信网,宣布了第一代移动通信系统正式退出了历史的舞台。

时代社交的初起

第二代数字移动通信系统采用时分多址(TDMA)技术和码分多址(CDMA)技术,1G到2G的改变是模拟调制进入到数字调制,它的出现提供了更高的网络容量,更为清晰的通话质量。质的改变是“砖头”变小了,可以被放进人们的口袋了,便携性的提升也使大众更愿意去使用。

中国联通在1995年开始商用的CDMA技术,并于2002开通一期CDMA网络,成为全球唯一的同时拥有GSM和CDMA网的运营商。从九十年代起,以GSM为主,CDMA为辅的第二代移动通信系统在10年间,其用户发展规模超过了2.5亿,同时在2G时代,手机可以进行短信接发,网上冲浪了,这也意味着时代社交的初起。

多媒体时代

第三代移动通信系统的诞生,是移动互联网的开端,3G的突破用了10年的时间,也标志着社会逐步进入多媒体的时代历程。3G是将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。

他能在实现在全球范围内的数据传输,相比较2G它的传输声音与数据传输速度上有质的提高,理论上3G可达到1-6Mbps,图像、音乐、视频流等多种媒体形式也随之向我们走来。

移动通信技术的更新进步,对应的智能手机出现在我们的生活当中,大众的使用需求不局限于打电话,发信息。数据通信(网上冲浪)成为我们使用中的主要功能,网页浏览,视频通话,影视下载等等,庞大的信息流充斥在大众的周围。

数字时代

第四代移动通信系统是在3G技术上的一次升华,将WLAN技术和3G通信技术进行优化的结合,使得无线通信的信号更加稳定,4G的移动通信技术将数据传输提高到了100Mbps。在迈向万物互联的道路上踏出了一大步。

4G的发展历经10年,在我们生活中已经有了较为成熟的应用。但在技术应用中仍然存在一些缺陷:在楼区、山区,有其他障碍物容易受到地区影响导致信号强度弱;移动设备从一个基站的覆盖区进入其他基站的范围区域时,大概率与该区域的网络失去连接,从而造成网络中断等问题。

在移动通信的发展史上我国的发展速度是稍有落后的,在技术层面高通公司一直占据着2G/3G/4G标准必要专利的主导权,中国移动董事长奚国华曾公开表示:在2014年中国移动预计销售超过1亿部TD-LTE终端。即使以每部TD-LTE终端出厂价1000元计算,高通按照5%标准收费,这部分就将新增50亿元专利费用支出。如果加上芯片、服务方面的费用,总计或超过200亿元。

物联网时代

第五代移动通信技术是最新一代蜂窝移动通信技术,也是即2G、3G和4G系统之后的延伸。

5G的容量是4G的一千倍,峰值可达10Gbps-20Gbps,意味着低时延、高速率的数据传输。但它更大的作用是实现从人与人之间的通信走向人与物、物与物之间的通信,实现万物互联。

5G的应用领域非常广泛,与无人机产业结合可以让无人机网联超视距自主飞行,智能化,建立空、天、地一体化网络,并实现在多行业垂直应用。

无人驾驶的发展中5G提供了不可替代的作用,在行驶途中通过传感器、摄像头采集到的信息需要通过通讯手段与云端做交互,5G低时延的特点能带来良好的体验。

驾驶中需要高精地图的数据量巨大,达到Gbit/公里级别或以上,以尽量少的时间完成更新,需要超高速带宽;而5G亦能满足传输的需求。5G是一个端到端的生态系统,它将打造一个全移动和全连接的社会。

5G亦有他的缺陷,5G带宽增加意味着更少的覆盖范围;频点太高,信号穿透力差,基站的覆盖半径一般约为100-300米,这需要建造更多基站来实现范围覆盖,且5G网络所需电力相比4G有较大幅度的增加,基站建设成本也在提升。

目前5G技术我国处于领先的位置,5G开启商用模式,基础设施的建设亦在逐步推进,但以十年为一代通信技术更新的速度来看,提前布局6G技术发展,构建6G下一步工作计划的决策是绝对可靠的。

未来可期

虽然6G还未实现,但不妨我们对6G的发展方向进行展望,弗吉尼亚理工大学的研究人员在报告中表示6G将利用跨协议栈的人工智能(AI),成为一个可以自我配置并可自我维持的自主系统。他们推测,6G可以使用AI来“取代传统的、刚性的框架结构,用于通过智能和自适应协议来管理系统,6G将完全依赖AI,跨越所有协议栈和网络功能。

使用卫星、航空平台、舰船搭建起的空、天、地、海一体的通信网络。而支撑该网络的核心技术就是6G;也许6G不会有传输速率上的改变, 可能是在信号覆盖方面的突破,降低基础设施建设的成本;或在互联互通性方面有新的改进;也可能在业务感知方面有所突破。

在6G研发的赛场上我国并不是唯一的运动员,美国、俄罗斯包括欧盟也正在紧锣密鼓地开展探索6G的相关工作。通信产业的核心是技术支持,只有尖端的技术应用才能带给产业更高的效益和利润,通信新技术的研发并成功商用不但能使得通信业的发展规模不断扩大,且会带动起周边产业的发展,对国民经济水平的增长也起到推动作用。所以获取通信技术的“标准制定权”至关重要,这不仅代表着通信技术专利的数量遥遥领先,更让我们脱离了以往在通信技术落后被动挨打的局面,赢得市场的主动权,对国家的科技产业和经济发展有不可忽视的助力。

未雨绸缪能让我国移动通信技术处于全球领先地位,为移动通信产业发展和建设创新型国家奠定坚实的科技基础。在5G这条赛道中我们领先于对手,对于6G相信未来可期!

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