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跨大西洋6G研究合作有望催生突破性的基础技术,从而确保全球技术领先地位。欧盟和美国正在采取措施,在6G研究领域开展合作,瑞典爱立信将发挥主导作用。
在第四次贸易和技术理事会会议(TTC 4)上,欧盟和美国朝着推进共同的6G愿景和探索合作机会迈出了重要一步。除了TTC 4的宣布之外,北美6G代言人ATIS Next G联盟与欧盟智能网络和服务联合体(SNS JU)的私人成员6G行业协会(6G-IA)签署了一份6G谅解备忘录,宣布了跨大西洋6G合作。
在第五届大西洋电信技术峰会(TTC 5),6G-IA和ATIS NextG联盟发布了一份联合文件,概述了跨大西洋6G产业路线图,以及针对6G网络和服务的关键战略思考和建议。
作为6G IA和ATIS NextG联盟这两个组织的积极成员,爱立信在制定这份联合文件方面发挥了重要作用,并致力于引领这场激动人心的跨大西洋6G合作。以下是联合文件中概述的六个关键合作领域的简要概述。
跨大西洋6G研究重点的六点建议
这份联合文件汇集了ATIS Next G联盟和SNS JU联合报告中关于6G网络和服务的战略观点和优先事项。目标是通过欧盟和美国的资助工具,为未来机遇制定路线图。为协助大西洋彼岸的学术界和商界利益相关者,双方确定了六个合作领域,包括:
共同致力于实现环境、社会和经济可持续发展目标;
针对中频段和亚太赫兹无线通信的射频微电子半导体研究;
支持基于标准接口的分布式云功能;
在欧盟和美国之间开展强有力的研究合作与创新,以创建开放网络解决方案;
开发人工智能原生空中接口,解决能源效率、数据集和模型以及值得信赖的隐私保护人工智能工作流程;
确保可靠的供应链管理和6G网络的弹性,使其能够从干扰、故障和攻击中恢复。
双方还商定将加强合作,并参与一项涉及产学研和政府的公私合作伙伴关系的扩大合作和资助。
ATIS和SNS在研讨会上确定了针对特定垂直行业的联合技术概念验证(PoC)以及科学、技术、工程和数学(STEM)领域的人才发展战略的必要性。
展望跨大西洋6G合作
跨大西洋6G研究合作有望催生突破性的基础技术,从而确保全球技术领先地位。美欧在关键技术需求上的趋同可以促进这一进程。此外,该合作还将就主要用例达成共识,这些用例将通过应对当前和未来的挑战(例如联合国可持续发展目标中概述的可持续性方面)造福社会。
欧盟和美国支持研究工作,以明确那些将丰富6G技术的基础技术,这将造福社会、行业和消费者。美欧在6G安全性和可信度方面取得的进展,旨在确保6G基础设施的弹性、生态系统的赋能、ICT供应链和最终用户服务,这对于新时代至关重要,在这个新时代,6G将承担起利用无线技术的业务和任务关键型自动化的责任。
在2024年世界移动通信大会(MWC)上,“爱立信实验室的6G革新”展区观众如织,展示了我们在6G技术研发方面的最新进展。这些前沿演示吸引了众多参观者,爱立信的现场专家们也接受了一系列深入的提问。其中一些最常见的问题包括:“现在讨论6G是否为时过早?”、“6G有哪些创新之处?”、“6G与5G有何关联?”,以及围绕频谱的一系列问题——包括新频谱的探索、现有频谱的优化、频谱共存的可能性、频谱重用的策略,以及如何扩大覆盖范围等。
如今,5G网络持续普及。全球移动供应商协会的数据显示,全球已有302个5G网络和47个5G独立组网(SA)网络投入使用。5G技术的发展和推广仍将持续多年。既然如此,我们为何现在就开始讨论6G技术?
答案是为了探索前沿科技,并为未来的变革做好准备。
爱立信研究院(Ericsson Research)战略研究总监Johan Lundsjö概述了当前的研究进展和未来的关键发展阶段,同时强调了为什么要勇于创新。
6G标准化工作已经启动。为此,整个行业需要积极做好准备,共同探索和塑造6G的未来蓝图,力求达成广泛的共识。
此外,我们需要为构建6G生态系统做好准备,确保2030年首次部署时,一切都能顺利进行。
首批6G网络将于2030年完成商用部署,因此我们在未来几年内必须着手解决一系列迫切问题。例如,我们应该通过新的6G无线接入技术(RAT)实现哪些新概念?我们可以或应该继续利用5G网络的哪些功能?到2030年至2040年,我们预计网络将需要支持哪些功能?为了满足未来的需求,我们需要进行哪些变革?为了优化现有的移动网络,我们需要采取哪些改进措施?
6G有哪些创新之处?
6G网络将以5G独立组网和5G-Advanced网络为基础,不断演进以满足2030年及之后的通信需求。换句话说,6G将融合全新的概念、现有技术的进一步演进以及创新的应用场景。
爱立信在MWC的6G实验室展区向世界展示了一系列创新理念。
01
超低功耗AI
这个概念处于两个至关重要的领域的交汇点——AI与能效。虽然这两个领域看似毫不相干,但实际上是推动未来移动网络发展的双重引擎。随着人工智能在移动网络运营、解决方案和应用中的使用日益广泛,我们正面临如何在不牺牲能效的前提下处理大量数据的挑战。因此,开发既能支持人工智能高速增长又能保持能耗最低的解决方案变得至关重要。
这款超低功耗AI的现场原型采用了创新的类脑AI技术进行无线信道估计,展示了使用基于AI的无线接收机场景实现低算力和低能耗AI的可能性。这里的关键在于,在类脑神经网络(与人类大脑相似)中,只有检测到变化的神经元才会被激活,而处于记忆状态的神经元则无需进行任何计算。一些神经元处于非活动状态,直接意味着可以提高能效。这与传统深度神经网络形成鲜明对比,后者需对每个神经元进行连续计算。现场演示生动地展示了信道估计计算中的神经活动是如何随着无线信道的变化而变化的,以及在计算操作减少或不进行计算时,能耗是如何得到显著降低的。无线信道估计只是这项激动人心的AI技术应用案例的一个示例。
02
进一步发挥网络能力的价值
爱立信在MWC上强调的另一个核心议题是,如何从网络中向开发人员和用户开放更易于访问、可货币化的网络能力。请阅读爱立信首席执行官的博客:“我们如何充分挖掘5G价值”。
通过差异化连接、网络应用程序编程接口(API)和可编程网络等演示,爱立信全面展示了5G网络的货币化。
在从5G过渡到6G的过程中,我们将不断增强并向开发人员开放网络能力,同时引入新功能。6G预计将超越传统通信服务的范畴,成为一个全新的平台,提供更多可带来盈利的服务,如空间定位和计算服务。
03
高级移动用例的动态计算分流
在本次大会上,爱立信现场展示了一项创新服务,这项服务预示了未来可能提供的服务类型。具体来说,演示中展示了在混合现实(MR)场景中与虚拟化身进行通信的用例。我们演示了如何将计算密集型任务(例如对象检测)从轻量级便携式头戴设备动态分流到网络中的计算节点。这种动态分流可以由多种参数触发,如设备的电池电量、温度或无线链路的性能指标,这些因素共同决定了何时将计算负载从头戴式设备分流到网络中。由于远程站点具有卓越的计算能力,分流可以带来更流畅的应用体验。同样重要甚至更重要的是,分流还带来了与设备行为相关的多重好处,例如降低电池消耗和减少发热,这些都有助于设计更轻薄的设备以及提供更高效、更生动的MR体验。此外,此类服务将利用网络API来智能地管理数据流量,从而实现计算任务的高效分流。此外,作为一项与差异化连接捆绑的网络服务,它可以通过简单的API接口开放。这种设计确保了设备和应用在各种移动应用场景下(例如MR化身通信)的最佳性能,从而为整个设备和应用生态系统带来了附加价值。
04
6G与5G有何关联?
我们能从5G网络中继承、利用和发展哪些功能?
在MWC大会上,众多演示着眼于未来几年5G Advanced技术领域的发展前景。除了展示开放性和大规模阵列的无线硬件,参观者还有机会亲身体验RAN节能特性的验证点、搭载载波聚合技术的卓越上行链路、面向新型5G设备和应用的RedCap、6GHz频谱的射频性能、室内定位技术,观看5G差异化连接和货币化能力的演示。更多信息请阅读博客文章:“爱立信首席营销官Stella Medlicott在MWC 2024上深入探讨AI与API”。
6G将在5G独立组网和5G-Advanced的基础上进一步发展,持续推进开放接口的演进,提供更为精确的定位和空间定位服务。它将在新的厘米波频谱上运行,处理更广泛的设备和设备类型,以适应新兴和不断演进的服务和用例。同时,6G网络将在提高频谱利用率和扩大覆盖范围的同时,通过更加精简的设计和更优化的信令,大幅提升能效。
许多6G技术创新将以5G为基础——目前5G的研究成果将为6G的发展奠定基础,积累经验。此外,定义新的6G无线接入技术(RAT)的3GPP规范也将不断变化,为6G的进一步发展铺平道路。
精确的室内定位
5G技术的进步带来了精确定位的新概念,这已成为该领域的一个焦点。爱立信展示了一种以网络为核心的5G精确室内定位解决方案,该解决方案基于爱立信无线点系统(Ericsson Radio Dot System)、RAN计算和爱立信网络定位平台。在展示的跟踪用例中,网络在近实时环境中以亚米级的精度精确地估计了自动导引车(AGV)等机器人设备的位置。爱立信的5G室内精确定位解决方案对所有5G设备都适用,而且不需要在设备侧启用任何传感器或特殊功能。此外,它通过标准API接口将估计的网络位置信息提供给各种应用程序,使第三方集成商和开发人员能够利用这些精确的位置数据来增强他们的应用程序。
6G旨在开发创新解决方案,在室内外环境中实现更精确的空间定位。该功能有望帮助应用开发人员通过API接入和利用网络能力。
同时,用例的发展也是一个关键的演进领域。例如,在5G Advanced中,更多类型的XR服务将被引入。随着设备功能的增强、新应用的涌现以及网络支持技术的不断进步,这一领域正经历快速发展。
6G的愿景是实现大规模沉浸式通信。要实现这一目标,需要更广泛的支持,确保低时延和更大的上下行链路容量、精确的空间定位能力,同时还要求设备技术以及其他技术的进步,例如本文前面所述的MR动态计算分流中的对象检测功能。
网络架构的演进同样至关重要。虽然在MWC的演示中未特别强调这一要素,但是它对于实现6G的成功部署并让用户尽早享受到6G网络的关键功能至关重要。
频谱
在2024年MWC大会上,频谱成为了一个焦点话题,特别是对于6G技术。作为一种宝贵资产,目前从2G到5G所使用的频谱,都应该能够重新用于6G网络。以5G网络使用的频谱为例,为了确保6G网络的平滑部署并从5G独立组网(SA)高效过渡,5G与6G之间的频谱共享尤为关键。同时,全球都在热议,在6G部署前,可能会为国际移动电信(IMT)技术分配哪些“新”频谱,特别是7至15GHz之间的厘米波段。虽然目前尚未开始频谱分配,且关于如何与现有频谱共存的讨论仍在进行中,但我们的6G测试台已经在积极探索厘米波的潜力,以及它在扩大覆盖范围和提升室内渗透方面的表现。
6G厘米波的性能
在MWC的演示中,我们利用迪拜的高精度数字模型,对比了3.5GHz、7GHz和14GHz频段的覆盖能力。迪拜是最近一次世界无线电通信大会(WRC-23)的举办地。该演示得出的基本结论是,7-8GHz频段极具潜力,其覆盖能力与3.5GHz频段的下行链路相似,这表明我们有可能重用现有的网络基础设施,值得我们深入研究。
注:早期研究表明,在“典型”的美国城市MBB宏观网络中,如果增设7-8GHz频段的大型天线阵列无线单元,并保持700米的基站间距(ISD),网络的整体容量有望提高90%
6G厘米波测试台
本次演示中,爱立信展现了一个连接到厘米波(cmWave)基带的厘米波“无线单元”原型(主要聚焦数字前端)。这个无线单元通过电缆连接到基带计算机。研究重点在于探讨如何通过较低层的拆分技术,在基带和无线单元之间有效地分配计算任务。将来,6G测试台将持续演进,不仅将深入探索7至15GHz频谱的射频性能,还将对6G无线接入技术(RAT)的新概念进行测试。
展台上的屏幕显示了对相邻信道干扰的抑制演示,还在现场演示了无线单元与基带数字前端的数据吞吐量。
接下来,将开展路测,以便更全面地了解这些新频率的特性,并在测试台上对6G的其他新兴和发展中的概念进行性能评估。
爱立信还展示了6G“测试设备”,它有点笨重,目前还未针对商业用途进行优化。
整个行业和生态系统开展协作,是成功构建6G网络的关键。一个重要原因是这样可以达成共识,明确商业设备需要提供哪些功能,才能既适合普通消费者使用,也适合企业使用。
爱立信深信,2030年及以后的网络需要更多的频谱。在全球移动通信系统协会(GSMA)组织的“6G时代需要多少频谱?”小组讨论中,也进行了一些关于频谱的热烈讨论。专家们普遍认为,有效地重新利用现有频谱资产并优化其利用率对于6G的发展至关重要。此外,6G还需要更多的频谱。具体需求将因地区而异,取决于市场需求和6G部署的具体时机。预计这将促进大规模沉浸式通信的发展,并推动具有广域功能的XR设备和应用程序在大众市场的普及。
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