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解读全球首个6G白皮书:技术挑战在哪?推动者是谁?

时间:2019-11-13 阅读:
芬兰奥卢大学发布了全球首个6G白皮书《KEY DRIVERS AND RESEARCH CHALLENGES FOR 6G UBIQUITOUS WIRELESS INTELLIGENCE》(6G无线智能无处不在的关键驱动与研究挑战),从七个方面全方位分析6G的驱动因素 、 研究需求 、 挑战和问题等。

随着5G逐渐走进千家万户,成为全球标准技术,研究人员必须集中精力开发下一代通信技术,即第六代通信技术6G。按照历史的经验来看,无线通信技术几乎是每十年升级一代。所以研究者们认为,大约在2030年6G技术将面世。近日,芬兰奥卢大学发布了全球首个6G白皮书《KEY DRIVERS AND RESEARCH CHALLENGES FOR 6G UBIQUITOUS WIRELESS INTELLIGENCE》(6G无线智能无处不在的关键驱动与研究挑战),从七个方面全方位分析6G的驱动因素 、 研究需求 、 挑战和问题等。

一、6G的社会和商业驱动力

5G技术的开发满足了消费者和工业界对网速的需求和,并使物联网(IoT)的重要性日益提高。 5G的技术成功依赖于许多领域的新发展,并将为更多的设备和用户提供更快的数据速率。 6G将需要一种更加全面的方式来确定未来的通信需求,并采用更大的样本来确定6G的要求。包括确定未来社会的发展趋势,需求和挑战,以及塑造我们未来世界的全球力量,避免仅由商业驱动来发展。尽管5G的发展是由一系列垂直行业的需求决定的,但重点仍然是移动网络运营商所驱动。 6G将推出超高效的短距离连接解决方​​案,该解决方案可能由市场上的新参与者推动,在传统运营商之外产生新的生态系统。

包括联合国可持续发展目标在内的社会驱动因素将塑造6G。

社会和商业驱动因素将越来越多地影响着6G的发展,如下图所示,包括政治,经济,社会,技术,法律和环境(PESTLE)驱动因素。为确保智慧城市服务和城市化的利益得到合理分配,政策需要确保所有人都能获得基础设施和社会服务,重点是城市贫困人口和其他弱势群体对住房、教育、医疗保健、工作和安全环境的需求。未来的6G架构将促进数字包容性和可访问性,并释放农村经济价值和机会。

降低整体网络能耗的高能效是6G的一个关键要求。在整个产品生命周期中材料的合理选择、使用和回收利用可以降低成本,有助于将网络连接扩展到偏远地区,并以可持续且更节省资源的方式提供网络访问权限。学术界已对通信电磁波(包括移动电话和基站)可能对健康造成的影响进行了广泛的研究。迄今为止进行的所有研究均表明,暴露于低于ICNIRP(1998)EMF指南建议的限值(覆盖0-300 GHz的整个频率范围)不会产生任何已知的不利健康影响。6G技术的引入将引发进一步的研究以进行更好的健康风险评估。

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政治、经济、社会、技术、法律和环境对6G的影响

在可预见的将来,由于长期频谱许可,目前用于移动通信网络的较低频段(低于4 GHz)预计将保持稳定并由运营商主导。然而,6G时代,针对室内环境和室外城市空间的超高效短距离网络的新频段将变得很普遍。这些本地网络将针对具有特殊需求的垂直市场,并将由不同的利益相关者进行部署,从而向新的参与者、新的投资者和新的生态系统开放。建立多个重叠的超密集网络将很快变得不可行,并将导致不同的利益相关者在一个设施内部署单个网络以服务于多个用户组和服务。

通过软化和网络功能的虚拟化以及接口的开放,共享经济概念将不仅用于高层平台业务层,而且还将广泛用于网络连接和数据层。像网络中立性法规辩论一样,与流量优先级相关的挑战仍在继续。频谱访问权,网络,网络资源,设施和客户所有权的变化将导致多种组合,因为不同的设施将具有不同的要求。在所有利益相关者的共同努力下,频谱的全球统一仍将是一个需要解决的挑战。

6G将比迄今为止所见的任何事物更深入地渗透到社会和人们的生活中。这将是非常复杂的,除了通讯还涉及数据收集,处理和无处不在的智能。为避免过高的运营成本,将在具有高度自动化水平的云技术上运行6G软件。这将需要监管方面的进步。

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本地运营商的驱动力

作为一种共享经济,未来的6G生态系统将改变现有角色,并引入新的玩家,从而形成下图所示的复杂生态系统。虽然预计运营商市场在5G中将继续占据主导地位,但未来的6G连接解决方​​案将由新的市场参与者驱动。下图的中间四边形显示了代表来自人和机器用户的不同需求和利益相关者,这些利益相关者特定于不同垂直领域的公共部门或企业,将提供满足需求范围所需的资源。在决策者设定的监管框架下,由利益相关者的不同角色提供物理基础结构(设施,站点),设备和数据。需求和资源通过匹配/共享的利益相关者角色聚集在一起,包括不同类型的运营商(本地或垂直特定运营商,固定运营商,移动网络运营商,卫星运营商),资源代理以及各种服务/应用程序提供商 /安全提供商。

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未来6G生态系统的利益相关者

总体而言,与当前的移动业务生态系统相比,预计6G中的玩家角色将发生变化,并且将出现全新的角色。可以预期,上文分析的主要驱动因素将从根本上改变生态系统,并为6G中的各种玩家带来新的机会。最后,新的6G生态系统的出现和形态将取决于促进或阻碍这些发展的法规。

研究者们主要关注的问题:

  1. 6G的社会需求是什么?
  2. 如何对6G玩家及其生态系统配置进行分类?
  3. 在6G共享经济中,基于平台的生态系统商业模式将是什么样的?
  4. 在未来的6G系统中,人工智能(AI)和机器学习(ML)如何改变基于平台的生态系统、业务模型和服务?
  5. 6G响应社会需求所需的最低可行法规是什么?
  6. 如何开发新的机制和商业模式来支持偏远地区的访问?

二、6G使用案例和新设备形式

尽管智能手机已成为我们生活中不可或缺的一部分,但新显示技术,传感和成像设备以及低功耗专用处理器的飞速发展将迎来一个设备与感官无缝连接的新时代。VR、AR和混合现实(MR)技术正在合并到混合现实技术(XR)中,该技术包含可穿戴的显示器以及产生并保持感知错觉的交互机制。

XR体验很可能由轻巧的眼镜提供,它们以前所未有的分辨率,帧速率和动态范围将图像投射到眼睛上。此外,将通过耳机和触觉界面反馈其他感觉。必要的支持技术包括:1)成像设备,例如光场,全景,深度感应和高速相机; 2)用于监视健康状况(例如心率,血压和神经活动)的生物传感器; 3)设备或周围网络基础设施中用于计算机图形,计算机视觉,传感器融合,机器学习和AI的专用处理器; 4)无线技术,包括定位和传感。

传感和成像设备可以捕获我们的整个生活经历以及详细的物理环境,而虚拟世界的保真度则不断提高。这些进步与分发计算的需求结合在一起(因为计算需求超过了诸如眼镜之类的小型设备)突显了无线网络对性能的需求。

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