在线咨询
免费报价
免费评估
免费规划
网站首页 » 文章中心 » 换电柜资讯 » 详情 »

6G网络的需求架构如何,有哪些潜在的使能技术?

来源:博观科技日期:2022-12-09 10:38:18

自120年前人类进入无线电时代以来,通信技术快速迭代。人们总是在一代通信技术进入大规模应用之际,便马不停蹄地启动下一代通信技术研究。比如,2013年4G在我国开始商用,5G的技术支柱也是在那时基本就绪。业内预测,2030年是6G通信商用元年。根据这个时间表,8年后,6G将来到你我身边。


何为6G?随着全球多份6G白皮书发布,这一先导性基础技术的“面貌”逐步从科幻走向现实。6G将实现人、物理世界和数字世界的智慧联接,实现多空间深度融合。同时,6G将加速垂直行业的全面数字化转型。未来,自动化的柔性制造将提供精准定位和确定性通信能力,机器人之间能在复杂环境下实时交互。


6G网络


一、放眼全球,6G竞赛早已悄然拉开了帷幕


工信部的数据显示,截至9月末,国内5G基站总数为222万个,占国内移动基站总数的20.7%,5G移动电话用户为5.1亿户,占国内移动电话用户总数的30.3%,我国在5G建设上,已经是遥遥领先于其他国家,5G基站和用户数均占全球的三分之二以上。


正当5G建设如火如荼之时,全球围绕6G的研发工作早已紧锣密鼓地展开了,在5G应用方面,我们处于领跑的位置,取得了令全球瞩目的成绩,但通信技术的竞赛永远没有终点和尽头,而且移动通信技术和其他科技一样,都是应用一代、研发一代。


从上世纪80年代第一代移动通信技术诞生开始,从1G到5G,移动通信基本上是遵循每10年升级一代的规律,当一代移动通信技术开始商用之时,就是新一代移动通信技术研究启动之际。


在5G的商业化应用开始以后,我们为确保领先优势,继续进行下一代通信技术的研究,从技术发展的角度来看,这也是一件顺理成章、水到渠成的事,并且5G的成功商用也能为6G的顺利发展打下良好的基础。


放眼全球,6G的争夺战早已经悄然拉开了帷幕,成为世界各国科技与通信行业关注与研究的热点领域,而各国在通信技术领域展开的竞争,本质上也是要争取在通信技术国际标准制定方面的话语权。


从1G到5G,每一次通信技术的进步都伴随着技术标准之争,专利申请量越多的国家,在最后制定行业标准时往往更有发言权,目前我国在6G技术的研究推进方面处于全球第一梯队,MRFR的数据显示,全球有50%以上的专利申请来自我国,其中有九成都属于核心技术,这为未来我国参与6G行业标准的制定打下了很好的基础。


今年11月初,浙江乌镇举办了2022年世界互联网大会乌镇峰会,会上发布了15项年度国际领先科技成果,其中的EAGLE 6G技术,它可以为研发6G关键技术提供相匹配的测试与评估环境。


6G研发首先应加快关键及基础技术的储备,围绕算力、智能、感知等方向加强基础理论和基础技术的研究,其次是要加快跨行业跨领域的融合创新,尽量吸收各行各业的头部企业参与6G的技术研发及标准制定,最后应进一步加强国际合作,推动建立取长补短、互利共赢、开放合作的6G全球标准及相应的产业生态。


二、6G的需求与价值驱动力


为了支撑未来元宇宙时代,需要明晰6G的需求与价值驱动力。


分析下来,6G需求方面,有三大关键维度。


一是容量与吞吐量。预计6G时代将有20倍的业务增长,最大的峰值速率需要达到100 Gbps,并需要实现泛在1 Gbps的体验速率。


二是可靠性与时延。可靠性需要达到高达99.99999%的水平,时延0.1毫秒-1毫秒,此外要实现纳秒级的同步精度。


三是规模与灵活性。6G要能实现全球覆盖,每平方公里1000万设备的连接密度,并需要实现平台化与服务化。


当然,在未来具体的6G应用场景中,上述所有需求未必需要同时满足,极致的性能指标可能仅仅适用于专用的子网。


此外,与前几代移动通信系统大不相同的是,除了上述的关键性能指标,6G系统还需要新增关键价值指标。


6G在技术的设计原则方面,应该有三大方面的要求,也就是6G的价值驱动力所在。


一是可持续性。主要在于提升能源效率,最大限度地降低碳排放。比如从系统设计角度来看, 从芯片、器件的能源消耗方面,以及从网络架构设计、基带算法设计方面,来降低能源消耗。还可利用基于人工智能的概念,根据不同的应用场景,对硬件系统的能源消耗进行人为的干预(比如打开或关断天线或其他系统),以达到能源使用优化的目的。还可考虑使用清洁能源,比如说风能,太阳能等等,达到降低碳排放的目的。


二是数字包容性。6G需要力保实现全覆盖,使得全人类都能够享受到未来6G技术带来的数字红利。这个目标仅依靠现有传统的陆地通信系统是无法完成的,需要有机整合各个层面的通信系统,包括地面、空中、太空甚至水上通信系统,从而保证6G信号能够覆盖到地球的每一个角落,真正实现科学技术为全人类服务的目的。


三是安全与隐私。展望未来的6G系统可以预见到,大量的设备接入、人工智能技术的广泛应用、各种开放的接口等,都给潜在的数据拦截提供了机会;此外,各种混合云的存在、各种开源、各种来自很多厂商的设备等,都会带来潜在的安全隐患。从而,确保安全与保障隐私对于6G系统来说显得尤为重要。


三、创新6G网络架构和关键使能技术


明晰了6G的需求与价值驱动力,6G网络架构和关键使能技术的方向就有了指导。


对于6G网络架构创新,6G网络架构演进的中心是“人工智能和机器学习技术的结合”,以实现真正的认知网络,适应各种动态变化的场景,并且为6G网络的自动化和优化提供助力。同时将通过开放服务的接口,以便更加快捷、更加方便地集成来自不同供应商的微服务和各种功能。


由此,需要把未来的6G系统打造成一个高度认知,自动化、专业和和定制化的网络。那么如何实现?整个网络架构可从以下3层来考虑。


第一层是基础设施层。对于6G,“在云平台上实现各种网络功能”这一理念将延续并且会得到加强。将从专门的电信云平台发展到通用的公有云、私有云或混合云(这些云可以分布在任何地方),以满足不同的需求。此外将利用诸如无服务器等先进技术、网络虚拟化技术等等来实现对各种云的管理。预计“硬件加速”将是硬件平台一个重要组成部分,其对支持人工智能和深度学习技术以及在各种云中实现无线接入网物理层功能至关重要。


第二层是网络功能层。根据不同应用场景的不同需求,提供不同的网络能力,满足各种应用的关键性能指标需求(包括传输时延和可靠性等)。需要继续推进无线网与核心网的融合以便进一步简化网络架构,消除冗余架构/模块,从而进一步降低成本,尤其是“子网”这种新的网络架构。


那么何为“子网”?按照通常的认知,无线数据的传输需要经过终端、基站、核心网、应用层等众多环节。但是存在很多的应用场景比如人体检测、车域网、工厂安全系统、飞机发动机检测和控制系统等,对数据传输的时延与可靠性等有很高的要求,并且数据本身只会在周围的设备之间进行交互,因此完全没有必要走传统的数据传输路径,而是由相关设备之间组成一个网络,从而提升网络处理实效性,降低数据传输时延,并且一定程度地提升能效。


第三层是应用层。6G网络的应用层将会面向各种业务的需求,在管理与编排功能的安排下,基于网络功能层和基础设施层,来实现相应的数据传输和处理任务。此处的管理与编排功能,将可根据不同的应用的关键性能指标需求,高效地管理和利用各项基础设施以及各项网络功能,完成相应的数据传输。


此外,6G系统需要众多关键使能技术予以支撑,通过6大关键技术创新来解决6G面临的挑战,包括新频谱技术、人工智能原生的空口技术、通感一体化技术、极致网络以及保证网络安全可靠的技术等。尤其是在7-20 GHz的“黄金”频段,鼓励业界在这个频段上多做研究,努力挖掘其潜力,推动其在6G时代的潜在应用。


郑州博观电子科技有限公司是一家提供科技类物联网开发软硬件定制化方案服务商、也是中原地区领先的物联网终端设备解决方案提供商。致力共享换电柜、智能充电桩、共享洗车机、物联网软硬件等服务平台的方案开发与运维。总部位于河南省郑州市高新区,已取得国家高新技术企业认证证书。经过10多年的业务开拓,公司已经形成了以中原地区为中心、业务遍布全国的经营格局。