隨著 5G 演進,6G 的目標則是萬物物聯網

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我們現在進入了第五代行動通訊技術,這是一個從 1980 年代演進至今的最新階段,且每十年都會導入新標準。

5G 提供比以前更高的資料傳輸速率、更低的延遲,且每單位面積支援更多終端。此標準現在正在由全球的電信業者推出,但對許多客戶而言,5G 仍只是「可有可無」,而非必不可少的升級。

找出 5G 的殺手級應用,這場競賽正如火如荼進行中,就像 3G 時的簡訊和 4G 的社群媒體一樣。

5G 的演進

標準制定過程還在進行中,第三代合作夥伴計劃 (3GPP) 是開發電信標準的保護傘機構,它們已凍結了 5G 規格的第 15 版和第 16 版。第 15 版定義用於提供 5G 服務的基本基頻、行動寬頻和毫米波連接技術。第 16 版對核心行動寬頻功能、大規模 MIMO 行動性和毫米波連接進行了一些改善。第 16 版也加入了技術,用於滿足工業應用中的時效性網路需求,並解決在車輛和其他實體 (即所謂的 V2X) 之間使用 5G 提供連接功能所涉及的一些問題。

第 17 版延續這項工作,並導入將衛星連接納入標準的選項,也將導入整合式存取和回程等技術選項。基地台可透過此功能,以菊鏈方式連接在一起。「側連」(Sidelinking) 功能允許配備適當功能的行動終端直接通話,而無需存取核心網路。


制定 5G 標準新版本的時間表 (資料來源:3GPP)

這三個版本充實了 5G 標準,使其能完整兌現最初的承諾。在第 18 至第 20 版中指定的第二個開發階段,將實現 5G 的重大演進,形成一般所稱的 5G Advanced。這很可能在這個十年的後半期出現,可能包括全雙工通訊,以及不同的訊號傳輸和接收方式等,以提高覆蓋範圍、延遲和可靠性。

AI 和 ML 的角色

這階段中,人工智慧 (AI) 和機器學習 (ML) 也可能開始在行動網路中發揮重要用處,其有兩種用途,第一個很明顯,尤其是用於推動物聯網 (IoT) 生態系統時,5G 將支援分析大量的資料。例如,也許 ML 可用於管理行進中汽車在單元之間的切換。有了關於預期交通模式和目前單元使用率的足夠資料,ML 演算法便能提前或延後切換,確保所有鄰近的使用者都能獲得最好的服務。

ML 的第二個應用可能是解決網路本身的複雜性,例如,5G 指定使用波束成形技術,確保配備使用毫米波訊號的終端盡可能獲得更多訊號。這可以透過在單一站點使用多個天線或透過分散式天線的協作來完成,但可能需要 ML 技術來最佳化每個天線傳輸的訊號,以在接收器上產生最大的效果。隨著行動網路變得更加分散和虛擬化,且運算變得更為普及,將會有許多類似的協同最佳化挑戰。

實現萬物互聯通訊

5G Advanced 預計將帶領我們直奔向 2030 年。不過依慣例,6G 的開發工作已在進行中,以定義標準的作用,以及如何實現。如果 5G 部分是關於實現 IoT,那麼 6G 就是關於實現萬物互聯網 – 萬物也包括您本人。

如同現階段,業界正從最廣泛的層面考量 6G 的實作技術、用途和效用。exaHexa-X 專案屬歐盟研發計劃的一部分,其表明 6G 的決定性應用,將會是實現數位世界和人類生物世界之間的豐富連接,讓我們的實際環境和生物自我的「數位雙胞胎」(即非常先進的模擬) 可以在數位環境中運作。其論點在於,在現實世界中部署大量感測器並將 AI 和 ML 技術套用到所產生的資料,我們就能更有效地預測需求,然後在現實世界中自動干預,能為我們帶來正面的成果。

這是一個範圍極其廣闊的抱負,但 exaHexa-X 已經在探索實現此目標所需的條件。該專案有六個主要目標:

  • 探索數位世界與真實世界的互連
  • 實現網路的龐大網路,包括身體感測網路
  • 透過能源效率實現永續性
  • 人人都能使用
  • 極致的連接功能和使用體驗
  • 高度信任和安全

訂下這些目標後,Hexa-X 團隊發現 6G 將可實現應用,例如相互通訊的智慧型機器及其數位雙胞胎、龐大感測器網路可在真實世界的數位表示中提供身臨其境的體驗、先進的遠端呈現系統,以及混合實境的遊戲和工作場所。我們身體的數位雙胞胎甚至將為精準醫療開闢新道路。

如何才能建構能實現此一願景的網路?關鍵特色包括在任何環境下都幾乎無所限制的連接性、更為強大的設施確保安全性及實現信任感、一個具有完全認知的網路可以學習管理其複雜性,提供所需的彈性,以及透過網路分散的大量運算能力,使其成為網路運算結構。

雖然您從日常體驗中發現行動技術已是無所不在,6G 的願景其實八字都還沒一撇。

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