3月9日,工信部部长曾表示,中国已经着手研究6G(第六代移动通讯)技术。

Visual MIMO

Massive MIMO可大幅提升无线网络的容量和覆盖,是5G的关键技术之一,但已有公司正在着手研发一种新型MIMO技术——Visual MIMO。

Visual MIMO,即视觉MIMO,可以把它看成是一种MIMO技术和机器视觉(Machine Vision, MV)的融合技术。

今天我们生活在一个被网络和智能设备包围的世界,阵列显示发光设备和光学成像设备已成为了我们生活中触手可及的日常用品,比如手机、汽车、笔记本电脑、监控系统中,随处可见具备摄像功能的发光设备,这为可见光通信系统创造了新机会,这一可见光通信系统正是基于Visual MIMO技术。

Visual MIMO系统利用阵列显示设备上的多个发光元件为光发射器,光学成像系统成像平面上的多个传感器像素作为光接收机,产生多个并行信道,实现可见光多输入多输出的通信链路。

5G时代,毫米波+Massive MIMO是5G时代的最佳搭档,但毫米波最大的问题是——信号衰耗大和易受阻挡,雾、雨和任何阻挡物都会影响毫米波信号的传播,为此,在规划毫米波网络时,我们不得不重视环境对无线信号传播的影响,做足周全的信号链路预算。

Visual MIMO就可以充分利用摄像头来发现信号传播的障碍物,通过其来识别移动车辆、降雨量,甚至是飞行的小鸟和奔跑的小猫,通过计算信号传播的反射、折射等,来选择通信链路的最佳路径。

试想一下,6G时代,你戴着一个配备360度摄像头的头盔,该头盔利用Visual MIMO技术识别周边物体,不断计算最佳信号传播路径实现与周边任何发光设备之间的通信,这画面是不是太酷了?

无蜂窝网络

从1G到5G,移动通信网络一直采用蜂窝网络构架,一个个六边形的小区组成蜂窝状的网络,以实现频率复用,避免干扰。

但是,6G时代可能要和这一经典的网络构架说再见了。6G网络或将采用人工智能和软件定义无线电技术来重新定义无线频谱管理。

随着5G万物互联时代的发展,未来越来越多的“物”要连接到无线网络,为此,如何高效和灵活的使用有限的频谱资源成为关键挑战。

人工智能和软件定义无线电相结合,不必再采用现今预先分配且独占频谱资源的方式,而是根据不同的通信需求,实现自动、灵活的动态分配频谱资源,这是6G的研究方向之一。

事实上,今天5G时代的云化RAN(云化无线接入网)、频谱云化技术(比如华为CloudAIR)、Massive MIMO和波束赋形等技术已经越来越接近“无蜂窝网络”。

云化RAN、Massive MIMO和波束赋形技术,通过集中调度和协调多个小区工作,实现“多小区可服务单一用户”的“以用户为中心”的网络,传统“以小区为中心”的网络边界正变得模糊,网络越来越接近“无蜂窝状”构架。

频谱云化技术实现GSM/LTE/5G NR等多种制式共享频谱资源,比如华为提出的CloudAIR,通过软件化和人工智能来实现自动、灵活的动态频谱资源管理。6G时代,会不会实现所有频谱资源的动态分配?

随着软件定义无线电和软件定义网络的不断发展,网络可在云基础设施上通过软件升级到6G,加之开源趋势和彻底打破频谱分配规则,这是否会颠覆传统蜂窝网络生态?

水下网络

今天谈的5G网络,陆地和空中都要覆盖,但唯一的覆盖盲区是——水下。

因此,6G网络估计会实现水下覆盖。这也是完全有必要的,陆地上的汽车、机器、猪、牛、羊需要连接,水下的潜艇、濒临灭绝的鲸鱼等也需要连接啊。

量子通信

很多人会说,6G应该是量子通信了吧。

量子通信可在确保信息安全、增大信息传输容量等方面突破经典信息技术的极限。量子通信不仅对通信安全具有重要意义,还可以利用量子中继器连接多个通信节点,从而实现远距离的量子通信,使真正的互联网级别的量子安全通信将变成现实。

各国在量子通信领域已经加大研发和投入,在2016年欧盟发布《量子宣言》中,其量子技术的研发目标中包含:5-10年内实现在远距离城市间通过量子网络进行安全通信,10年之后要打造一个安全、快速的量子互联网,使用运行量子通信协议的量子中继器连接欧洲主要城市。

我国也自主研制了世界上首颗量子科学实验卫星“墨子号”,在国际上率先实现千公里级的星地量子通信。

想想采用量子纠缠技术在5G核心数据中心和边缘数据中心之间直接、快速、高安全地传送一些高优先级数据也是很酷的啊。

也许6G到来之前,量子通信会有更大的突破吧。

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