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5G仍在不断演变,6G却已瞄准万物互联

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移动通信技术自20世纪80年代开始进化以来,每十年就会推出一个新的标准,我们现在正处于它的最新阶段——第五代。

比起从前,5G标准承诺了高得多的数据率和低得多的延迟率,并在每个单位面积上支持更多的终端。该标准目前正在全球运营商中推广。然而,对于许多客户来说,5G仍只是一个 "不错的选择",而非必要的升级。

为5G寻找杀手级应用的比赛正在进行,就像3G时代的短信和4G时代的社交媒体一样。

5G的演变

标准开发过程从未停止。电信标准开发的伞式机构3GPP(第三代移动通信伙伴项目),已经冻结了5G规范的第15版和16版。第15版定义了用于提供5G服务的基础基带、移动宽带和毫米波连接技术。第16版对核心移动宽带功能、大规模MIMO移动性和毫米波连接进行了一些改进。第16版还增加了技术,以满足工业应用中对时间敏感的网络需求,并解决使用5G提供车辆和其他实体(即所谓V2X)之间的连接所涉及的一些问题。

第17版继续了这项工作,并引入了将卫星连接纳入标准的选项。它还将引入更多技术选项,比如综合接入和回程线路。通过这一功能,基站能以菊花链的方式连接起来。”侧链“功能将允许配备适当的移动终端直接通话,而无需访问核心网络。


5G标准新版本的开发时间表(来源:3GPP)

这三个版本充实了5G标准,使其可以充分实现其最初的承诺。在第18至20版中会具体说明的第二阶段发展,将提供5G的重大演变,形成传统上所说的5G Advanced。这可能会在这个十年的下半段出现,可能包括全双工(full-duplex)通信等功能,以及不同的信号传输和接收方式,以改善覆盖范围、延迟和可靠性。

AI和ML的作用

这也可能是人工智能(AI)和机器学习(ML)开始在移动网络中变得极其重要的时候,从两个方面。第一个显而易见:5G,特别是当用于推进物联网(IoT)生态系统时,将支持可以分析的巨大数据量。例如,也许机器学习可以用来管理移动中汽车的单元格之间的交接。有了关于预期交通流量模式和当前单元格利用率的足够数据后,ML算法可以提前或推迟交接,以确保所有附近的用户获得尽可能好的服务。

ML的第二个应用可能是解决网络本身的复杂性。例如,5G规定使用波束成形技术,以确保配备使用毫米波信号的终端获得尽可能多的信号。这可以通过在单个站点使用多个天线或通过分布式天线协作来实现。但这可能需要ML技术来优化每个天线发射的信号,以便在接收器处产生最好效果。随着移动网络变得更加分散和虚拟化,以及计算在网络中变得更加普遍,将会有很多类似关于协同优化的挑战。

实现万物互联的通信

5G Advanced估计能一直陪我们到2030年。不过,按照传统,确定6G标准具体事项和范围的工作已经在进行中。如果说5G在某种程度上是为了实现物联网,那么6G就是为了实现万物互联 —— 包括你在内。

作为欧盟研究和发展计划的一部分, exaHexa-X项目表明:定义6G的决定性应用,将要实现数字世界和人类生物世界之间丰富的连接,以便我们的物理环境和生物自我的 "数字双胞胎"(例如非常先进的模拟)能够在数字环境中运行。该论点认为,通过在现实世界中部署大量的传感器,并将人工智能和ML技术应用于它们生成的数据,我们将能够更好地预测“我们”的需求,然后在现实世界中进行自动干预,为“我们”创造积极的结果。

这是一个非常宏伟的雄心壮志,但exaHexa-X已经在探索实现这一目标的方法。该项目有六个主要目标:

  • 探索数字世界和现实世界的互联
  • 实现庞大的网络,包括体域网络(body-area networks)
  • 通过能源效率实现可持续发展
  • 人人平等的访问权
  • 极致的连接性和体验感
  • 高度的信任和安全

有了这些,Hexa-X团队认为6G可以用来实现一些应用,如可以相互通信的智能机器和它们的数字孪生体,庞大的传感器网络使人们有可能在物理世界的数字表现中获得沉浸式体验、先进的网真系统、以及融合现实的游戏和工作场所。我们身体的“数字双胞胎”甚至将为实现精准医疗开辟新途径。

建立能够实现这一愿景的网络需要什么?关键特征似乎是在任何情况下都几乎无限的连接,确保安全和实现信任的更强大的设施,一个完全认知的网络,可以学习如何管理其复杂性以提供所需的灵活性,以及广泛分布在网络中、成为一个网络计算结构的巨量计算能力。

如果你日常感受到移动技术如今已经无处不在,那么这个6G的愿景表明,未来还有太多我们尚未知晓的可能性。

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