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就像最早的5G网络在两年前开始上线一样,少数科学家急于宣传他们在下一代6G标准上的初步工作,往好了说,这在当时是理论上的,往坏了说,这是一种不合时宜的分心。但随着5G的继续推出,6G的研究也在继续,今天顶级移动硬件开发商三星(Samsung)也在参与进来,预测未来会发生什么。令人惊讶的是,这家韩国公司正准备提前两年推出6G,这一时间框架通常预测为2030年,尽管拟议的用例和基础技术目前都非常不稳定。
鉴于5G标准已经实现了数据带宽的大幅提升和4G上的延迟减少,6G可以提供什么-以及为什么-的问题是确定对新标准的需求的关键。在“什么”方面,三星预计6G提供的峰值数据速率将是5G的50倍,也就是1000Gbps,“用户体验数据速率”为1Gbps,再加上对一平方公里内10倍以上联网设备的支持。此外,三星的目标是将空中延迟从5G的不到1毫秒减少到100微秒以下,无差错可靠性提高100倍,能源效率是5G的两倍。
显而易见的问题是“为什么”,而正是在这一点上,三星要么把握住了,要么富有远见,这取决于你的观点。报告指出,6G的一些潜在应用显然是迭代的,包括移动设备更快的宽带,自动驾驶车辆的超可靠低延迟通信,以及工厂规模的自动化。5G关键应用的更好性能将吸引一些企业和消费者,对远远超出人类感知的下一代计算机视觉技术的支持也将如此:三星建议,尽管“人眼的最大分辨率被限制在1/150°,视角限制在方位角200°和天顶角130°”,但多摄像头机器将以人们无法比拟的分辨率、角度、波长和速度处理数据,结果消耗了数不清的带宽。
在人类方面,三星还表示,将需要6G来实现“真正身临其境”的扩展现实,因为下一代XR耳机将需要大约0.44Gbps的吞吐量来驱动与人类视网膜匹配的1600万像素显示器;这比5G网络所能保证的个人带宽更高。同样,三星预计,移动和更大尺寸的显示器将开始显示实际的体积全息图,手机大小的6.7英寸显示器“至少”需要580Gbps,而“人体大小”的全息图则需要每秒几个太比特。
从某种程度上说,全息显示对许多人来说是一个已知的概念,但另一个“关键”的6G应用--“数字双胞胎”或“数字复制品”--则不是。展望未来,三星预计,人、物体和地点将被完全数字化复制,使用户能够“在虚拟世界中探索和监控现实,不受时间或空间的限制”,包括物理和数字双胞胎之间的单向或双向互动。人类可能会使用数字双胞胎来访问他们的办公室,在依靠机器人进行物理交互的同时,以数字形式看到一切。实时复制一平方米的区域将需要800Gbps的吞吐量,同样远远超过5G的容量。
与其他6G研究人员一样,三星将大量必要的带宽寄托在太赫兹无线电频谱上,这种频谱在商业化之前面临着一系列技术挑战,就像毫米波在5G推出之前所做的那样。它还预计人工智能将在6G中承担更重要的系统级角色,成为每个6G组件都明确要求的,以支持分布式人工智能,并在网络的每一部分分割计算效率。
在现阶段,三星预计6G的国际标准化将在2021年开始,最早的商业化发生在“2028年”,随后是2030年左右的“大规模商业化”。这将与5G从概念到现实需要8年的加速时间表大致平行,而3G的开发时间为15年。然而,从现在到那时,工程师们将需要找出方法来制造更密集的天线,提高无线电频谱效率,并处理由太赫兹波引入的其他新颖或半新颖的问题。只有时间才能证明,这些挑战是否会像5G那样迅速克服,还是会将6G作为工程白日梦推迟到下一个十年晚些时候。