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6G技术关键性能指标全面赶超5G

2022-05-26 11:25:00

有识之士已经在探讨和畅想未来6G给人类社会将带来什么样的变革了，6G的发展不仅是要提高通信速率、拓展通信空间，还要研究人工智能(AI)、通信与人类未来相互关系的新机制。

美国科幻小说作家尼尔·斯蒂芬森(Neal Stephenson)1992年在其著名的小说《雪崩》(Snow Crash)里，为人们描绘了一个超现实主义的数字空间“Metaverse”，而这一词汇就是现今被我们津津乐道的“元宇宙”。在这个“虚拟世界”里，人们可通过自我的“全息化身”相互交往，度过闲暇时光，与朋友聚会，漫步商场——这样的场景，在6G时代可能会成为现实，我们可以期待2030年你我身边出现这样的无线通信“奇妙仙境”。

6G技术关键性能指标全面赶超5G

我们知道，按照3GPP规定，5G标准分为NSA(Non-Standalone，非独立组网)和SA(Standalone，独立组网)两种组网模式。其中，5G NSA组网方式需要使用4G基站和4G核心网，以4G作为控制面的锚点，满足运营商利用现有LTE网络资源，实现5G NR快速部署的需求。NSA作为过渡方案，没有独立信令面，而独立组网才是真正的5G网络，能实现5G的全部特性。

但即使在3GPP的标准化中，关注点也只是集中在增强型移动宽带(eMBB，Enhance Mobile Broadband)应用场景方面。5G规划了不同的发展阶段，目前最新的标准规范是R18 版，专家们称之为5G-Advanced，而最终版本预计在 2024 年才能发布。目前业界已经将5G-Advanced的某些性能特征和6G 新技术挂钩了。

针对6G的以下关键性能指标(KPI)正在讨论中，图中显示了相应的5G数据以供比较：

6G的典型应用场景将会是沉浸式的、智能化的、全域化的。在技术的发展方面，还要再进一步开展创新性的技术研究，包括AI辅助的信号处理、量子通信赋能、通信感知一体化(ISAC)、智能反射面(RIS)等等。6G通信指标相比5G预计会有10~100倍提升，还将实现厘米级的高精度定位，它将有力地支撑数字孪生，同时也将为未来的智简网络提供内生性的自主优化。

更加广泛的领域，实现万物互联

追求大面积网络覆盖是无线通信领域的一个共同目标。然而，在6G中，城市和乡村地区的地面覆盖已不再是主要问题。相反，支持沉浸式体验的高性能无线通信将覆盖整个地球表面，包括乡村和城区之外的区域以及三维空间。这个愿景甚至涵盖了水下世界。无论人类和机器处于何处，都应该可以通过快速无线通信进行访问和连接。这不仅需要应用可吸收无线电波的水下光信号传输等新技术，还需要建设大量的地面基础设施，还有可能涵盖卫星组网，以及飞艇和无人机等飞行平台。由于水能够吸收无线电波，我们可以采用水下可见光通信(UVLC)，连通海底与全球的通信网络。

6G时代的海底世界无线通信

在工业和交通领域，6G网络能够集成任意数量的各种类型的设备。以桥梁和公路为例，嵌入式无线电传感器可以精准提供相关设备状况如何、哪些区域需要修理等信息;在零售和物流领域，常用的 RFID 标签配备了专用传感器和更大的应用范围，可以监测食品的质量，并发送相关报告。

真正的万物互联一定是各个领域的设备、技术等关键要素完美配合运作的产物。由于设备的数量庞大以及对小型化的追求，依靠更换电池供电是不可行的。然而，在某些情况下，许多应用设计需要多年的长期部署，那么传感器必须能够自己供电，我们就需要“零功耗设备”和“设备能量采集”。依靠6G技术，传感器将从合适的能量来源(如热、光或运动)中获得能量。目前，虽然这方面的研究仍处于前期阶段，但R&S的测试方案已经帮助我们了解设备的能耗模式，并依此进行低功耗设计了。

从6G 的角度来看，汽车看起来将像一个小型的无线电网络

6G不仅是物联网应用的基础，也可能成为一种新型的互联网。正如我们习惯地将传统的互联网称为计算机网络一样，我们把6G 描述为无线电网络。在6G时代，各类商业的、公共的甚至私有的网络都可以相互连接，覆盖范围既可以大到以平方公里为计算单位的区域，也可以小到肉眼无法识别的微观单元。

为了实现网络与整体结构对接的过程自动化，人们希望虚拟化尽可能多的网络单元，这就涉及到需要以一种纯粹抽象的方式来描述网络功能，网络的功能块必须为这类抽象语言提供多个供应商支持，并按照标准对其进行解读。R&S 参与了 O-RAN(开放无线接入网)联盟，致力于促进网络与整体结构对接过程自动化领域的标准化和互操作性。

总之，6G时代不仅是要提高通信速率、拓展通信空间，还要研究智能、通信与人类未来相互关系的新机制，R&S 已经准备好了探索这个充满想象力与创造力的6G未来，早早开启了可靠安全、持续高效的测试解决方案设计，使6G的发展更为安全与稳健。

原文标题：6G，未来无线通信的技术展望

文章出处：【微信公众号：罗德与施瓦茨中国】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

审核编辑：汤梓红

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