沒想到,，5G還沒全面鋪開,，關(guān)于6G的消息就越發(fā)頻繁了。

這一次,，6G的研發(fā)呈現(xiàn)出一種與以往不同的情況——

除了各高校,、三大運營商、通信基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)的華為中興等,，來自手機廠商的聲音也越來越多,、越來越提前了。

國內(nèi)這方面最早的消息,，是2020年10月vivo發(fā)布了6G系列白皮書,。而其內(nèi)部6G項目啟動據(jù)了解是在2019年就已啟動。

OPPO與小米情況也相似,，OPPO的首份白皮書發(fā)布于2021年7月,，小米則是今年6月。

在通信行業(yè),，有著用白皮書的形式梳理近期進展,、呼吁行業(yè)達成共識的傳統(tǒng)，每一份白皮書都代表技術(shù)進展的一個關(guān)鍵節(jié)點,。

具體來說,，每一代通信技術(shù)的第一輪白皮書通常是以展望未來愿景，提出與討論初步發(fā)展方向為主,。

接下來將是一段時間的深入研究和試驗驗證,，進一步細化技術(shù)路線。

于是就在最近,，vivo再次引領(lǐng)了新階段進展,。

除了白皮書、提出6G系統(tǒng)總體框架之外,，還率先對外展示了一系列6G核心技術(shù)原型機——

包括通信感知一體化的無線呼吸監(jiān)測與目標測距測速,，基于反向散射的極低功耗通信，以及AI通信四臺原型樣機,。

△vivo通信研究院實驗室

雖然這些原型機還在初期階段,、只在實驗室環(huán)境下得到驗證，但它們已經(jīng)傳達出一個信息——

6G不只是更快的5G

首先要說的,，是6G技術(shù)中的通信感知一體化,。

通感一體,，說的是把無線感知和無線通信集成到一起，共享相同的頻率,，使用同一套硬件完成,。

vivo通信研究院院長秦飛介紹，通信與雷達的共通之處就在于電磁波,。

以往雷達波不攜帶任何信息,，只是感知空間內(nèi)物體運動造成的電磁場變化，而通訊波則不做感知只傳輸數(shù)據(jù),。

隨著通信波頻率的提高,、算力的提高，經(jīng)過一系列波形設(shè)計,、多天線技術(shù),、通信解調(diào)算法與感知算法設(shè)計、干擾消除等技術(shù)處理,，在6G中就能做到合二為一,。

△vivo通信研究院院長 秦飛

通感一體的一個應(yīng)用場景是無線呼吸監(jiān)測。

由于人體呼吸時胸腔的起伏對無線信號產(chǎn)生的影響,，接收信號的信道沖激響應(yīng)也會發(fā)生周期性的變化,，根據(jù)這個原理就能通過計算得到呼吸頻率。

△vivo通信研究院通信預(yù)研組總監(jiān)姜大潔介紹通信感知一體化的呼吸監(jiān)測原型樣機

支持呼吸監(jiān)測場景的通信感知一體化原型樣機頻點是3.6GHz,。在進行感知的同時網(wǎng)絡(luò)信號的傳輸也不受影響,。

未來，這套系統(tǒng)可以擴展到實時心率監(jiān)測,，以及在一定范圍內(nèi)感知老人是否跌倒等智能家居和健康養(yǎng)老等場景,，連智能手環(huán)都不用帶了。

△通信感知一體化—-呼吸監(jiān)測原型樣機的測試結(jié)果

以上這些場景屬于6G通感一體化中的細力度感知,，而粗力度感知的代表應(yīng)用是目標測距測速。

△通信感知一體化—-目標測距測速原型樣機

支持目標測距測速的原型樣機中心頻點4GHz,，帶寬400MHz,，其中用于無線感知的資源開銷是7%。

這次展示的是室內(nèi)目標的實時測距和測速,，而增加原型樣機的發(fā)射功率和天線數(shù)目增加后,，還可以支持室外的無人機或車輛的測距、測速和測角,，未來用于智慧交通和無人機監(jiān)測等場景,。

未來，基于6G可以做到有信號的地方都能被感知,。

與基于攝像頭的視覺感知相比,，6G無線感知不會被視線遮擋,，同時避免了攝像頭帶來的個人隱私問題。

△通信感知一體化—-目標測距測速原型樣機的測試結(jié)果

有了通感一體,，接下來要說的是極低功耗通信,，兩者結(jié)合能極大拓展6G的應(yīng)用范圍。

5G提供的高傳輸速率,、低時延等特點促進了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,。而6G能將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功耗進一步降低，達到uW級別,，甚至零功耗,。

這樣一來，部署物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的成本大大降低,。秦飛認為,，未來極低功耗終端成本連1元人民幣都不到。

這種終端在形態(tài)上類似于現(xiàn)在的蘋果AirTag,，但結(jié)合上6G的感知能力,，功能和適用場景還會得到拓展。

6G極低功耗通信中最具代表性的技術(shù)是反向散射通信（Backscatter Communication）,。

△低功耗通信—backscatter反向散射原型樣機

其原理是通過調(diào)節(jié)其內(nèi)部阻抗來控制電路的反射系數(shù),，從而改變來自其它設(shè)備或者環(huán)境中的射頻信號的幅度、頻率,、相位等,，實現(xiàn)信號調(diào)制與發(fā)送。

在這方面,，vivo與北京交通大學(xué)共同搭建了反向散射驗證平臺,，目前已實現(xiàn)最高速率2Mbps的數(shù)據(jù)傳輸。

極低功耗通訊與當(dāng)前技術(shù)相比在吞吐量,、覆蓋距離以及連接能力上都有一個質(zhì)的提升,，將來也會應(yīng)用在物流跟蹤、貨物盤點,、智能家居,、傳感器網(wǎng)絡(luò)、環(huán)境監(jiān)測等更多的場景,。

△低功耗通信—backscatter反向散射原型樣機正在傳輸字母“vivo”

除了拓展應(yīng)用領(lǐng)域,，即使只看基礎(chǔ)通信能力，6G也不只能做到速度更快,、時延更低,。

簡單來說，6G通信系統(tǒng)將會內(nèi)生支持AI,，讓AI服務(wù)于網(wǎng)絡(luò),，提升系統(tǒng)靈活性,，降低運維成本。

△AI通信原型樣機

現(xiàn)場原型機的測試顯示,，使用基于AI的DMRS（解調(diào)參考信號）信道估計,，在DMRS資源開銷降低一半的條件下也能獲得比非AI方案更低的誤塊率（BLER）和更高的吞吐量。

如果把AI用于通信的更多模塊,，也能在更多方面提升6G系統(tǒng)的性能,，以支持從沉浸式VR、全息交互到實時遠程控制乃至元宇宙的多種未來應(yīng)用,。

△AI通信原型樣機的測試結(jié)果

目前展示的四個原型樣機雖然都只在室內(nèi)驗證,，但未來有望用于更多更廣闊的真實生活場景。

那么,，這個未來什么時候來,？

從通信行業(yè)的發(fā)展規(guī)律來看，大約每10年技術(shù)就會演進一代,，也就是4G,、5G中G的含義，代表Generation,。

按目前業(yè)內(nèi)普遍預(yù)期,，6G將在2030年開始投入使用。

真想一覺睡到2030年

現(xiàn)在能看到的這些6G初步成果,，多在2019-2020就已經(jīng)開始研發(fā),，整整提前了10年。

在5G尚未完全普及的今天,，談6G是否為時過早,？

這個問題的答案，還要從通信技術(shù)發(fā)展史上找,。

以史為鑒：為什么要提前預(yù)研,？

我們現(xiàn)在用的移動通信技術(shù)，始于貝爾實驗室在1947年提出的蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)想,。

蜂窩網(wǎng)絡(luò)提出在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的大區(qū)范圍之內(nèi)劃分出多個小區(qū),，在每個小區(qū)建立基站。

這樣終端設(shè)備不用抬高的發(fā)射功率就可以和最近的基站通信,，使終端小型化成為可能。

到70,、80年代,，隨著集成電路等行業(yè)的高速發(fā)展，這一設(shè)想終于成為現(xiàn)實,，也就是以摩托羅拉“大哥大”為代表的1G時代,。

隨著人們對通訊需求的不斷增長,，用數(shù)字信號替代了模擬信號的2G時代很快到來，也迅速分成了GSM與CDMA兩大技術(shù)陣營,。

其中CDMA在理論上有更大的系統(tǒng)容量,，不過研發(fā)難度較高，最終率先推出短信服務(wù)的GSM迅速占領(lǐng)了市場,。

當(dāng)時的無線通信領(lǐng)域,，除了高通以外，多數(shù)玩家都把目光集中在GSM上,，,。

高通看好CDMA的長期價值，盡管開發(fā)周期長,、成本高,，也一直在堅持布局和推廣并積累了大量的專利，形成壟斷地位,。

到了3G時代,，雖然通信技術(shù)分為三大主流標準，但是都基于CDMA,，讓高通成為通信行業(yè)一整個時代的龍頭,。

后面的故事大多相似，4G的設(shè)想誕生在2002年,，首次商用在2009年,；5G技術(shù)的基礎(chǔ)出現(xiàn)在2008年，首次商用是在2019年,。

這些故事告訴我們,，通信技術(shù)的回報雖大，但研發(fā)極長,，也就意味著：6G提前10年布局也很有必要,。

但掌握技術(shù)并不代表就能在通信行業(yè)取得成功。

回歸通信的本質(zhì)來看,，信息的發(fā)送方和接收方需要“說同一種語言”,。

要想在全世界范圍內(nèi)都能方便交流，就需要統(tǒng)一標準,。

國際上,，負責(zé)標準制定和維護的組織叫做3GPP（3rd Generation Partnership Project）。

3GPP成立于1998年,，最早的目標是為第三代移動通訊系統(tǒng)制定標準而得名,，并延續(xù)至今。

在4G時代，由于各家都想繞開高通的專利壟斷,，聚集在3GPP體系下主導(dǎo)了4G的LTE標準,。

LTE由多國企業(yè)參與制定，避免了一家獨大的狀況而漸漸成為主流,，擊敗了高通主推的UMB和英特爾主推的WiMax,，一統(tǒng)江湖。

3GPP組織本身也不斷擴大,，到2017年已吸納了40多個國家的超過500名成員,。

5G時代，3GPP的影響力進一步彰顯,。早期5G三大應(yīng)用場景就是由3GPP定義,，最終3GPP標準也成為聯(lián)合國下屬國際電信聯(lián)盟認可的唯一通用標準。

3GPP采用合作共識機制,，吸引了整個通信行業(yè),，甚至傳統(tǒng)通信之外的互聯(lián)網(wǎng)公司、汽車制造商等紛紛參與進來,。

在這種局面下,，無論是網(wǎng)絡(luò)運行商、基礎(chǔ)設(shè)施廠商,、芯片廠商,、終端廠商還是應(yīng)用廠商，要在未來6G時代占有一席之地都要持續(xù)投入,、持續(xù)擴大在國際合作中的影響力,，在不斷地協(xié)商摩擦之中，把自己對6G的規(guī)劃打造成行業(yè)共識的一部分,。

總的來看,，眾多手機大廠提前10年預(yù)研6G并不奇怪，而是正當(dāng)時,。

6G行業(yè)如今形成了怎樣的共識,？

通信技術(shù)的每一代演進，縱向都是在前代基礎(chǔ)上改進而來,，橫行也都與同時代的其他技術(shù)協(xié)同發(fā)展,。

所以要真正了解6G，還是要從5G說起,。

前面提到3GPP組織定義了5G的三大場景,，分別是eMBB（增強移動寬帶）、URLLC（高可靠和低延遲通信）和mMTC（大規(guī)模機器類型通信）,。

正是大規(guī)模機器類型通信這個場景,，將移動通信從以人為主體的信息消費拓展到了物聯(lián)網(wǎng)和行業(yè)應(yīng)用,。

但與此同時，根據(jù)中國科學(xué)院院刊發(fā)表的《6G移動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的六大特征》,，5G也遇到了成本高、基站能耗高,，以及與3G/4G網(wǎng)絡(luò)的互操作帶來運維復(fù)雜的挑戰(zhàn),。

為解決這些問題，5G逐漸引入了網(wǎng)絡(luò)切片,、智能負載以及AI運維等新手段,。

但這些手段屬于從外部給5G“打補丁”，帶來的效率提升遠低于預(yù)期,，不能完全解決問題,。

因此，未來的6G網(wǎng)絡(luò),，一方面要滿足2030年以后的沉浸式 XR,、全息交互、智能交通,、元宇宙等應(yīng)用的需求,，在速率、時延,、帶寬等方面都要超越5G,。

另一方面，還要滿足按需靈活調(diào)度,、具有內(nèi)生的智能,、內(nèi)生的計算能力等特性。

這些行業(yè)共識,，在vivo最新發(fā)布的白皮書《6G服務(wù),、能力與使能技術(shù)》中也有所體現(xiàn)。

在vivo看來,，6G將通過超強通信,、基礎(chǔ)信息、融合計算三大服務(wù),，構(gòu)建自由連接的物理數(shù)字融合世界,。

要達到這個愿景，還需要通信公司,、半導(dǎo)體研發(fā)公司,、終端廠商、應(yīng)用廠商等產(chǎn)業(yè)上下游共同努力,，探索出具體的實現(xiàn)路徑,。

道理雖是如此,，但提前整整10年去預(yù)研一項技術(shù)，對一個企業(yè)來說都是巨大的投入,，也是必須要考慮的風(fēng)險,。

vivo能下定這樣的決心搞6G研發(fā)，與其在2020年定立的“成為聯(lián)接人與數(shù)字世界的橋梁”這一目標不無關(guān)系,。

具體到6G上,，vivo通信研究院院長秦飛認為，6G終端將成為“聯(lián)接物理世界和數(shù)字世界的橋梁”,。

我們6G研發(fā)不會設(shè)預(yù)算上限,，只要認清楚一個事的價值，該投多少就投多少,。

從這個角度看,，vivo在手機上取得商業(yè)成功之后堅持投入技術(shù)，從商業(yè)模式創(chuàng)新轉(zhuǎn)向技術(shù)創(chuàng)新,，也為更多企業(yè)如何面對未來挑戰(zhàn)指出了一條道路,。

而且更為關(guān)鍵的是，中國的科技公司,，在多年商業(yè)模式創(chuàng)新的積累之后,，終于有機會在技術(shù)創(chuàng)新周期的發(fā)端，有機會投入,、有勇氣預(yù)研,，有潛力去引領(lǐng)新一代基礎(chǔ)技術(shù)標準了。

參考鏈接：
[1]https://www.
[2]https://mp.weixin.qq.com/s/E4XsKOBSV_LNGkK7zVC0sw

— 完 —

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