人在家中坐,offer天上来……近日,广东首封高考录取通知书由无人机精准派送,广东的快递无人机正在深圳、中山、珠海、东莞、湛江等地试运营;在地上,武汉、广州街头出现的“萝卜快跑”自动驾驶网约车,引发热议。
在北京的一间实验室里,还有一件里程碑式事件轰动通信科技界:国际首个通信与智能融合的6G试验网成功搭建,我国6G技术研发又向前行进了一步。快递无人机和自动驾驶网约车,正在渐渐闯入我们的生活,但鲜有人知的是,它们未来会与实验室里的6G产生千丝万缕的联系。
●南方日报记者姚翀
5.5G已来
对部分6G关键技术提前验证
今年以来,低空经济频上热搜。在广东深圳,“空中的士”eVTOL电动垂直起降航空器实现了全球首条跨海跨城航线的公开演示飞行,将深圳蛇口邮轮母港到珠海九洲港码头原本3小时的地面车程缩短至20分钟。
“空中的士”飞过江面、海面,自动驾驶网约车开始“闯入”更多人的生活,这些面向大众的现场,让人真切感受到“无人”世界即将到来。这些变化背后,有无形的5G网络技术在默默提供支持。
2019年6月6日,工业和信息化部颁发5G牌照,我国进入5G商用元年。5年来,中国5G实现了令人瞩目的规模化发展,截至目前,我国已建成全球规模最大的5G网络,5G移动电话用户达8.89亿,在全球5G用户数占比超52%,5G应用创新案例超过9.4万个,应用已融入到97个国民经济大类中的74个。
5G的基本特性是高速率、低时延、大连接,随着5G网络技术的发展,5G网络技术也在进化,5.5G已经来到你我身边。5.5G即5G-A(5G-advanced),是5G的下一个发展阶段,也是5G和6G之间的过渡阶段。2024年被称为5.5G商用元年,与2019年开始商用的5G相比,5.5G将带宽速度提升10倍、时延降低10倍、连接密度提升10倍,定位精度也从5G的亚米级提升至厘米级。
在消费者端,像小米、OPPO等手机在系统升级后,已经可以支持5.5G,日前,中国移动首发5.5G商用部署,公布首批100个5.5G网络商用城市名单。仅以广东为例,便有广州、深圳、东莞、佛山、惠州、湛江、中山、汕头、江门、茂名、揭阳、珠海、梅州、清远、肇庆15个城市。
但是,相较于5.5G给手机带来的体验变化,它的进化在低空经济、智能驾驶等新场景中能带给消费者更多惊叹,这得益于5.5G网络的通感一体技术。
“5.5G网络具备比雷达更高精度的感知功能。”中国电信技术专家介绍,在这样的网络下,低空区域可实时感知并跟踪特定范围内无人机、飞鸟等的活动,在陆地区域能感知人员、车辆等的活动,提供实时交通信息、安全预警等服务。同时,结合AI能力,基站还能对感知的数据进行分析和处理,自动识别和预警潜在的入侵风险。
“5.5G是5G发展的关键步骤,而5.5G将对部分6G关键技术进行提前验证,并为6G标准制定和技术落地积累宝贵经验。”中国工程院院士邬贺铨说。
里程碑事件
三项核心指标获10倍性能提升
6G,指的是第六代移动通信技术。从5G向6G的进化,已经在无人巴士、无人快递、智能驾驶出租车中发生。业内普遍认为,5G向6G发展,是从万物互联走向“万物智联,数字孪生”的过程,在5G时代提出的众多应用和场景的设想,有望在6G商用后完全成为现实。
比如,今年低空经济被写入政府工作报告,多地出台支持政策加快低空经济发展。要实现空天地一体泛在连接,6G被视为推动低空经济发展的基石之一。
“6G是通感融合的网络——既是通信网络,也是感知网络。对比5G,它拥有更深度、更广泛的感知能力,可以对电波传播环境及其中的目标物体进行无线感知,从而得到位置、速度、方向等信息,甚至还能感知触觉、味觉等。”北京交通大学教授艾渤说。
北京邮电大学教授彭木根说,未来,借助6G能解决自动驾驶传感器感知范围受限、感知精度不足、信息传输有延迟等问题,提升车辆应对突发事件的响应能力。
无论是低空经济还是智能驾驶应用,它们都让消费者愈发感受到AI时代的到来,实际上,AI时代的深度与广度,未来完全有赖于6G让网络更聪明的程度。通信行业专家项立刚预期,6G将把社会管理、社会运营、生产制造等领域的场景结合起来,建立更加强大的服务平台和体系。
为了让网络更聪明,得先在基础研究上有突破。“比如,6G的基础理论创新需要突破,现有通信技术已逼近‘香农定理’‘摩尔定律’极限,6G需要更多源头技术创新。”中国移动研究院未来研究院副院长王启星坦言。
关于“香农定理”和“摩尔定律”的极限,通俗地讲,忧虑的是对于影响整体效果的几个变量的同时突破,比如,在通信上,带宽一定的前提下想传输更多信息,就要降低保真质量,这好比看视频如果卡得受不了,切换到流畅模式,就要牺牲画质,很多画质信息在传输过程中被省略了。
近日,引发关注的全球首个6G外场试验网,被认为是6G技术创新发展的里程碑,正因为它突破了这样的掣肘——该试验网验证了语义通信在4G链路上可以达到6G传输能力,语义信道容量突破了“香农极限”对通信系统的禁锢,在容量、覆盖和效率三项通信核心基础指标上均获得10倍的性能提升,形成从基础理论、关键技术到实验验证的完整体系。
信号“从天降”
“无死角”庇护无人场景
支撑低空经济、智能驾驶等“无人”场景,不只需要聪明的网络,还更需要全方位无死角的依托和支撑。
从数据上看,6G的传输速度至少比5G快100倍,峰值网速最高可达100Gbps;网络延迟也可能从毫秒级降到微秒级。
“5G移动网络下,人们可以用3秒下载一部高清电影;但到了6G时代,只需1秒就可以下载上百部。如果用交通工具来类比,那2G是牛车,3G是自行车,4G是汽车,5G是高铁,6G则是飞机。”彭木根举例称。
快速的支撑得基于覆盖的给力。从覆盖上看,区别于此前的网络,6G的一大特点是天地空一体化覆盖。尽管各国在大量建设5G基站,但是离全球覆盖的目标仍然很远,这主要是因为5G地面基站对地理环境的要求较高,荒漠、深山、远海等区域成了信号建设的盲区。统计数据显示,到目前为止,地面移动通信系统只覆盖了20%的陆地面积,仅占地球表面积的约6%。
“随着6G进入太赫兹高频应用频谱,未来广域覆盖可以走向空中,经由卫星往下覆盖。简单来说,就是通信信号将一改过往从地面发射的模式,经由卫星等‘从天而降’,这将彻底解决山区、海洋、草原、荒漠等偏远地区的网络覆盖问题,实现全球高速网无死角。”对于“空天地海一体化覆盖”,中国工程院院士刘韵洁指出。
商用仍路远
成本功耗产业模式等有待突破
3G时代出现了智能手机,4G则撑起了移动视频应用,5G时代,在类似的消费者业务上,还没有出现划时代的变化,随着5G向6G迈进,这样的时刻会到来吗?这也是很多人关心的话题。
“6G不仅有望成为各行各业数字化转型的加速器,也将为广大平台、物联网和终端企业创造比5G更丰富的创新和商业机会。在发展6G时,要更加强调应用生态,加强产业链上下游协同。同时,6G技术的高挑战性对高水平标准的国际统一期望更迫切,需要集思广益,为6G国际合作创造更好的开放生态。”对于6G的发展机遇,邬贺铨认为。
目前,6G的发展还处于技术研发阶段。如果将新一代移动通信技术分为框架及总体目标发布(M1)、标准启动(M2)、标准冻结(M3)、网络试验(M4)、商用落地(M5)五个阶段,当前6G技术介于M1与M2之间,预计标准启动阶段将在2023年至2025年,6G商用将在2030年左右。
同人工智能应用场景慢慢来到消费者身边一样,6G的商用之路也注定漫长。“6G空天地覆盖建网成本将是5G的成百上千倍,与此同时,在‘双碳’目标下,6G的功耗问题也需要攻克,另外,产业模式存在不确定性,关键核心芯片、器件、操作系统等产业基础仍然薄弱,生态构建难度变大。”王启星说。
(文章来源:南方日报)