長期以來,移動通信產業一直是秉承著“使用一代、建設一代、研發一代”的發展節奏,隨著5G網絡規模化商用,全球針對6G研發的戰略布局已全面展開。而日本運營商,似乎總是扮演了移動網絡迭代“急先鋒”。
日前,日本NTT DOCOMO及其母公司NTT宣布,將與富士通、NEC和諾基亞合作,開展6G實驗性試驗。這是全球首次公布的6G試驗計劃,引起業界關注。那么,這個計劃中的6G試驗,將要試什么?驗哪些?
劍指100 Gbps
6G是5G蜂窩技術的后繼者,6G網絡將能夠使用比5G網絡更高的頻率,并提供更高的容量和更低的延遲,6G網絡的目標之一是支持1微秒的延遲通信,這意味著比1毫秒的吞吐量快1000倍,這也意味著6G有望支持每秒1 TB(Tbps)的速度。這種級別的容量和延遲要求將是空前的,它將擴展5G應用的性能,并擴展功能范圍,以支持無線認知,感測和成像領域中越來越多的創新應用。6G的更高頻率除了提供明顯更好的吞吐量外,還將實現更快的采樣速率。
根據NTT等多家機構發布的信息,此次6G實驗性試驗的目標是實現超過100 Gbps的高速無線通信的技術,開發使用頻率聚焦在100 GHz頻段和300 GHz頻(亞太赫茲波),并依托新的化合物半導體高頻設備。
100GHz及以上頻段有助于實現超100Gbps的通信速度,是目前5G網絡的10倍。然而,高頻無線電波易于受障礙物的影響,從而造成距離遠的站點之間通訊難度大。為解決這個難題,富士通、DOCOMO及NTT擬使用分布式MIMO無線通信技術。
根據公告,在與富士通的實驗中,NTT DoCoMo將驗證分布式MIMO技術,該技術利用多個頻段,在亞太赫茲頻段之間具有明顯不同的頻率,希望達到穩定的100Gbps。富士通表示,為了獲得高速率和大容量,同時保持小尺寸和低功率,其必須開發利用GaN和InP等化合物半導體的高頻無線設備。
在與NEC的實驗中,NTT DoCoMo將合作開發分布式MIMO技術和軌道角動量(OAM)復用傳輸技術,通過高頻段無線電波的空間復用實現大容量。NEC還計劃進行器件技術的研發(以減小設備尺寸和功耗),以及適用于高頻段的高精度波束賦型技術、傳輸方法和傳播模型。
兩大關鍵技術
《通信產業報》全媒體記者注意到,在與諾基亞的實驗中,NTT DoCoMo將在亞太赫茲頻段利用人工智能和無線傳輸技術進行無線接口的驗證實驗。實驗中使用的亞太赫茲頻段的頻率假設為140 GHz頻段。
諾基亞稱,此次合作將專注于新興6G技術的兩個概念驗證,即人工智能原生空中接口和sub-THz無線電接入。這些旨在展示與傳統空中接口相比,基于AI的6G空中接口的性能提升,并表明可以在140 GHz的高頻帶中實現高數據速率波束成形接入。
諾基亞認為6G不僅會建立在現有技術和系統的基礎上,還會擴展和改變網絡的功能。它將融合人類、物理和數字世界,以釋放我們與生俱來的人類潛力。為實現這一目標,諾基亞設想了六項關鍵技術,其中包括新的頻譜技術、人工智能原生空中接口、作為傳感器的網絡、極端連接性、認知、自動化和專業化架構,以及安全和信任。
而在六項關鍵技術組件中,合作的最初重點是在中頻深度學習接收器的發射器中展示基于AI的學習波形的優勢,以及測試高數據速率的室內通信。“這些技術有可能大大提高部署靈活性,并在各自的頻段內提高網絡吞吐量到超越5G的水平,而且不必增加能耗。”諾基亞稱。
明確時間表
宏觀來看,6G在5G的基礎上,將從服務于人、人與物進一步拓展到支撐智能體的高效互聯,將實現由萬物互聯到萬物智聯的躍遷,成為連接真實物理世界與虛擬數字世界的紐帶,將持續提升人們的生活品質,促進社會生產方式的轉型升級,通過全頻譜、全覆蓋、全應用、強安全的6G技術,未來6G業務將呈現出沉浸化、智慧化、全域化等新發展趨勢,形成沉浸式云XR、全息通信、感官互聯、智慧交互、通信感知、普惠智能、數字孿生、全域覆蓋等業務應用,最終將助力人類社會實現“萬物智聯、數字孿生”的美好愿景。
作為面向2030年之后的智能網聯基礎設施重要支撐技術,傳統的追求覆蓋、帶寬、延遲等單項技術指標躍升的道路已不適合,6G必須探索和開辟技術性能、成本投入、能源消耗、安全可靠、持續高效等多目標可持續協同發展的新范式。
值得一提的是,此次6G實驗性試驗計劃于今年進行室內試驗,將于2023年3月進行室外試驗,并預計2030年將推出6G商業服務。
DOCOMO執行副總裁兼首席技術官Naoki Tani表示,DOCOMO和NTT現在將啟動兩個6G概念驗證,用于亞太赫茲頻段和AI原生空中接口的高速率傳輸,并與垂直行業合作伙伴一起為6G商用做出貢獻。
諾基亞貝爾實驗室核心研究總裁Peter Vetter表示,作為全球領先的運營商,諾基亞非常榮幸能夠與DOCOMO和NTT開展合作,我們期待共同驗證關鍵概念和關鍵技術,以實現6G愿景。
對于6G時代愿景,諾基亞貝爾曾指出,諾基亞貝爾實驗室預計6G將在2030年商用。標準化階段1可能從2025年開始,到2028年將在 3GPP第21版中推出第一個6G規范。隨后將在2030年左右進行商業部署。
專家認為,雖然NTTdocomo“起”得最早,但并不應引發業界6G的“軍備競賽”。網絡迭代固然重要,但不應為換代而換代,為建網而建網,不綜合考慮產業核心能力和生態發展的一味換代,只能帶來運營商陷進設備商節奏被推著走。一次網絡迭代,應該成為產業整體升級的“協奏”,而不是簡單的甲乙方集采和設備買賣。
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責任編輯:侯亞麗
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