什么是6G？6G网络和技术概述

6G涵义

6G，即第六代移动通信标准，也被称为第六代移动通信技术。英文名为6-Generation，6th generation mobile networks，6th generation wireless systems。（第六代无线）是5G蜂窝技术的继任者。6G网络将能够使用比5G网络更高的频率，并提供更高的容量和更低的延迟。6G互联网的目标之一是支持一微秒延迟的通信。这比一毫秒的吞吐量快 1，000 倍（即延迟的 1/1000）。

6G技术市场预计将促进成像，存在技术和位置感知领域的重大改进。与人工智能（AI）协同工作，6G计算基础设施将能够确定计算发生的最佳位置;这包括有关数据存储，处理和共享的决策。值得注意的是，6G还不是一种有效的技术。虽然一些供应商正在投资下一代无线标准，但支持6G的网络产品的行业规范还需要数年时间。

6G与5G相比有哪些优势？

6G网络将使用无线电频谱高端的信号来运行。现在接近6G数据速率还为时过早，但悉尼大学高级讲师Mahyar Shirvanimoghadam博士建议，无线数据的理论峰值数据速率为每秒1 TB。该估计适用于在有限距离内短脉冲传输的数据。韩国公司LG于2021年推出了这种基于自适应波束成形的技术。

这种容量和延迟水平将扩展5G应用的性能。它还将扩大能力范围，以支持无线连接、认知、传感和成像领域的创新应用。借助6G，接入点将能够通过正交频分多址同时为多个客户端提供服务。6G的更高频率将实现比5G快得多的采样率。它们还将提供显著更好的吞吐量和更高的数据速率。利用亚毫米波（波长小于1毫米）和频率选择性来确定相对电磁吸收率，有望推动无线传感技术的发展。

移动边缘计算将内置于所有6G网络中，而它必须添加到现有的5G网络中。到部署6G网络时，边缘和核心计算将作为通信和计算基础设施组合框架的一部分更加集成。随着6G技术投入使用，这种方法将提供许多潜在的优势。这些好处包括改进对AI功能的访问以及对复杂移动设备和系统的支持。

6G互联网何时可用？

6G互联网预计将于2030年投入商业发展。该技术更多地利用分布式无线接入网（RAN）和太赫兹（THz）频谱来增加容量，降低延迟并改善频谱共享。

虽然已经进行了一些早期讨论来定义该技术，但6G研发（R&D）活动于2020年正式开始。6G将需要开发先进的移动通信技术，例如认知和高度安全的数据网络。它还需要比5G快几个数量级的频谱带宽扩展。

中国发射了一颗配备太赫兹系统的6G测试卫星。据报道，科技巨头华为技术和中国环球计划在2021年发射类似的6G卫星。与为5G部署毫米波无线电相关的许多问题必须及时解决，以便网络设计人员应对6G的挑战。

6G将如何运作？

预计6G无线传感解决方案将有选择地使用不同的频率来测量吸收并相应地调整频率。这种方法是可能的，因为原子和分子以特征频率发射和吸收电磁辐射，并且对于任何给定的物质，发射和吸收频率都是相同的。
6G将对许多政府和行业的公共安全和关键资产保护方法产生重大影响，例如：

• 威胁检测;
• 健康监测;
• 特征和面部识别;
• 执法和社会信用体系等领域的决策;
• 空气质量测量;
• 气体和毒性传感;和
• 感觉像现实生活的感官界面。

这些领域的改进也将有利于智能手机和其他移动网络技术，以及智能城市、自动驾驶汽车、虚拟现实和增强现实等新兴技术。

我们甚至需要6G吗？

我们需要6G技术的原因有很多。它们包括：

• 技术融合。第六代蜂窝网络将整合以前不同的技术，如深度学习和大数据分析。5G的引入为这种融合铺平了道路。
• 边缘计算。 部署边缘计算以确保超可靠、低延迟通信解决方案的整体吞吐量和低延迟的需求是6G的重要驱动力。
• 物联网 。另一个驱动力是需要支持物联网中的机器对机器通信。
• 高性能计算 。6G和HPC之间已经确定了牢固的关系。虽然边缘计算资源将处理一些物联网和移动技术数据，但其中大部分将需要更集中的HPC资源来进行处理。

谁在研究6G技术？

6G的竞争正在吸引许多行业参与者的关注。测试和测量供应商是德科技致力于其发展。华为、诺基亚和三星等主要基础设施公司已经表示，他们正在进行6G研发。与竞争相比，达到5G的竞争可能最终看起来微不足道，看看哪些公司和国家主导了6G市场及其相关应用和服务。
正在进行的主要项目包括：

• 芬兰奥卢大学启动了6Genesis研究项目，以制定2030年的6G愿景。该大学还与日本Beyond 5G促进联盟签署了一项合作协议，以协调芬兰6G旗舰对6G技术的研究工作。
• 韩国电子和电信研究所正在对6G的太赫兹频段进行研究。它设想数据速度比4G长期演进（LTE）网络快100倍，比5G网络快五倍。
• 中国工业和信息化部正在投资和监控该国的6G研发。
• 美国联邦通信委员会（FCC）于2020年开放了6G频率，用于频谱测试频率超过95千兆赫（GHz）至3 THz的频率。
• Hexa-X是一个由学术和行业领导者组成的欧洲联盟，致力于推进6G标准研究。芬兰通信公司诺基亚正在领导该项目，其中还包括瑞典运营商爱立信和意大利的TIM。
• 日本大阪大学和澳大利亚阿德莱德大学的研究人员已经开发出一种基于硅的微芯片，具有特殊的多路复用器，可以分割数据并更有效地管理太赫兹波。在测试期间，研究人员声称该设备以每秒11千兆位的速度传输数据，而5G的理论极限为5G的10 Gbps。

6G网络的未来范围

大约10年前，“超越4G”（B4G）一词被创造出来，指的是需要推进4G超越LTE标准的发展。目前尚不清楚5G可能意味着什么，当时只有前标准研发级原型正在开发中。B4G这个术语持续了一段时间。它提到了4G之外可能实现的目标。具有讽刺意味的是，LTE标准仍在不断发展，5G将使用它的某些方面。

与B4G类似，超越5G被视为通往6G技术的道路，将取代第五代功能和应用。5G为企业和工业客户提供了许多涉及LTE、5G和边缘计算的专用无线通信实现，为6G奠定了基础。下一代6G无线网络将更进一步。他们将创建一个通信提供商网络 - 其中许多是自助供应商 - 就像光伏太阳能发电在智能电网中带来热电联产一样。6G可以将网状网络从概念推进到部署，有助于将覆盖范围扩展到旧蜂窝塔的范围之外。

数据中心已经面临着5G驱动的重大变化。其中包括虚拟化、可编程网络、边缘计算以及围绕同时支持公共和专用网络的问题。例如，一些企业客户可能希望将本地 RAN 与混合本地和托管计算（分别用于边缘和核心计算）以及用于专用业务网络或替代服务提供商的数据中心托管核心网络元素相结合。6G无线网络将提供必要的通信和数据收集，以积累信息。6G技术市场需要一种系统方法，利用数据分析，人工智能和使用HPC和量子计算的下一代计算能力。
除了RAN技术的深刻变化之外，随着许多新技术的融合，6G还将给核心通信网络结构带来变化。值得注意的是，人工智能将在6G中占据中心舞台。

6G可能带来的其他变化包括以下内容：

• 纳米核心。所谓的纳米核心预计将成为包含HPC和AI元素的通用计算核心。纳米核心不需要是物理网络元素。相反，它可以包含由许多网络和系统共享的计算资源的逻辑集合。
• 边缘和核心协调。6G网络将比5G网络创建更多的数据，计算将发展到包括边缘和核心平台之间的协调。为了应对这些变化，数据中心将不得不发展。
• 数据管理。6G在传感、成像和位置确定方面的功能将产生大量数据，这些数据必须代表网络所有者、服务提供商和数据所有者进行管理。