6G白皮書：性能超5G百倍 技術難題仍待突破

今年3月，全球首屆6G峰會在芬蘭舉辦。主辦方芬蘭奧盧大學峰會邀請了70位來自各國的頂尖通信專家，召開了一次閉門會議，主要內容就是群策群力、擬定全球首份6G白皮書，明確6G發展的基本方向。

近日，這份名為“6G無線智能無處不在的關鍵驅動與研究挑戰” 的白皮書終于“千呼萬喚始出來”，初步回答了6G怎樣改變大眾生活、有哪些技術特征、需解決哪些技術難點等問題。

圖片來源：6G白皮書

6G白皮書

6G引發生活變革

報告展望，到2030年，隨著6G技術的到來，許多當前仍是幻想的場景都將成為現實，人類生活將出現巨大變革。

隨著新型顯示、傳感和成像設備以及低功耗專用處理器等技術的發展，現在的智能手機將被一個輕量的眼鏡替代，通過超高的網速實現超高的分辨率、幀速率，并能提供虛擬現實、增強現實、混合現實合并為一的“XR”服務，與我們的感官、運動無縫連接。

高分辨率的傳感成像、可穿戴顯示器、超高速的無線網絡將使實時捕捉、傳輸和渲染3D圖像的遠程全息成為現實。例如在會議中實時“投影”每個參與者、通過XR制造感知幻覺，使處于不同城市的人感覺同處一室。這在遠程教育、協作設計、遠程醫療、遠程辦公、高級三維模擬和訓練，以及國防領域應用很廣。

2030年以后，世界將有數以百萬計接入網絡的自動駕駛車輛，運輸和物流都將更為高效。這些車輛既包括在家、學校、工作場所之間運行的無人駕駛汽車，也有運送貨物的自動卡車或無人機。每一輛車都將配備許多傳感器，包括攝像機、激光掃描儀、里程計和太赫茲雷達等。算法必須快速融合生成周圍環境地圖，包括其可能碰撞的其他車輛，行人，動物等信息。

6G性能指標

性能超越5G百倍

白皮書認為，與從1G到5G的前幾次移動通信技術換代類似，6G的大多數性能指標相比5G將提升10到100倍。

白皮書給出了幾個衡量6G技術的關鍵指標：峰值傳輸速度達到100Gbps-1Tbps，而5G僅為10Gpbs；室內定位精度10厘米，室外1米，相比5G提高10倍；通信時延0.1毫秒，是5G的十分之一；超高可靠性，中斷幾率小于百萬分之一；超高密度，連接設備密度達到每立方米過百個。此外，6G將采用太赫茲頻段通信，網絡容量大幅提升。

從覆蓋范圍上看，6G無線網絡不再局限于地面，而是將實現地面、衛星和機載網絡的無縫連接。從定位精度上看，傳統的GPS和蜂窩多點定位精度有限，難以實現室內物品精準部署，6G則足以實現對物聯網設備的高精度定位。同時，6G將與人工智能、機器學習深度融合，智能傳感、智能定位，智能資源分配、智能接口切換等都將成為現實，智能程度大幅度躍升。

技術難題仍待突破

6G的高性能很誘人，但要解決的技術難題也不少。第一個挑戰就是攻克尚不成熟的太赫茲通信技術，實現理想中的通信速率；而隨著波段頻率增加，天線體積將越來越小，頻率達到250GHZ時，4平方厘米面積上足以安裝1000個天線，這對集成電子、新材料等技術是巨大的挑戰。

白皮書認為，到2030年，數字世界將與物理世界深度融合，人們的生活將愈發依賴可靠的網絡運行，這對通信網絡的安全問題提出了更高要求，6G網絡應具備緩解和抵御網絡攻擊并追查攻擊源頭的能力。

6G時代的到來必將帶來萬物互聯，產生海量數據信息。一方面，這些數據關乎個人和企業隱私，實現可靠的數據保護是6G推廣應用的前提；另一方面，實時處理這些數據需要成熟的邊緣計算技術，而邊緣計算還面臨數據訪問受限、設備計算能力和存儲能力不足等問題。

奧盧大學“6G旗艦計劃”負責人馬蒂·拉特瓦霍（Matti Latva-aho）在白皮書發布聲明中表示，6G的根本是數據，無線網絡采集、處理、傳輸和消耗數據的方式推動6G的發展。

也就是說，6G的研究就是要按照6G的標準，解決數據從采集到消耗中的技術難題。