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想象一下这样的远程会议:用全息图代替了跟棋盘格似的众多脸部头像;或者设想一下:整个互联网上的网站和媒体允许你进行触觉连接——那些涉及触摸和视听的连接。目前,尽管存在不确定性,但是第六代无线通信技术(6G)的研究人员正在描绘出未来的6G可能需要用到的各种技术。

瑞典隆德大学通信工程讲师哈什 · 塔坦利亚(Harsh Tataria)称,6G的特点是低延迟率和超高频率,数据传输速度可能达到100千兆比特每秒(Gbps)。最近,塔坦利亚与来自隆德大学、新西兰星火公司、南加州大学和伦敦国王学院的研究人员合作,在《电气与电子工程师协会会刊》(Proceedings of the IEEE)上发表了一篇论文,对6G无线系统的设计提出了自上而下的整体看法。他们的研究首先考虑了下一代网络技术将会遇到的挑战和技术要求,并预测了在这样的背景下可以真正实现的一些技术可能性。

随着5G在全球的加速部署,6G的前景是可以预期的,届时后续的几代无线技术将会受到更多关注。塔坦利亚从技术需求方面和消费需求方面来看待这种新兴趋势,将其称为一种“自然的进程”。他说:“当我们面对6G时,我们真正看到的是社会的广泛连接,甚至会比5G所能达到的连接程度更进一步,比如,可以实现实时全息通信。如果使用全息图作为通信媒介,那么能够监测我们心理健康的、具有情绪感知功能的可穿戴设备等硬件,将成为未来网络的构建模块。”

在“高保真全息社会”中,全息存在将会使所代表的远程用户变为经过渲染的本地存在。例如,技术人员进行远程故障检查和维修,医生进行远程手术,教师进行远程教育,他们都可以从全息图渲染中受益。4G和预期中的5G数据速率可能无法实现此类技术,但是6G会实现,因为全息图需要从多个视角传输,以便反映出倾斜度变化、角度变化和观看者相对于全息图的位置变化。

即使简单的电话交谈,也可能涉及富含多媒体的新层次体验。例如,会谈中可以跟渲染的人像进行交谈,这样将会提供比目前的音频通话更加丰富的体验。

这项研究分析中涉及的另一种可能实现的愿望是所谓的“触觉互联网”。各种感官体验可能会与全息图整合。为此,使用全息图作为通信媒介,可穿戴设备将成为未来网络的构建模块。这种可穿戴设备具有情绪感知功能,能够监测我们的心理健康,促进社交互动,改善用户体验。

研究人员米莎 · 多勒(Mischa Dohler)认为:6G将会巩固“技能互联网”,而技能互联网就是通过互联网传输技能的能力。他说:“我们可以用音频和视频来做到这一点,但我们无法通过互联网实现触摸或物体移动。边缘计算、机器人技术、人工智能、增强现实和6G通信的整合将会使这些成为可能。就像互联网已经使信息民主化那样,下一代互联网将会使技能民主化。”

此外,隆德大学教授安德烈亚斯 · 莫利施(Andreas F. Molisch)希望,6G将会使芯片间通信的效果更佳。他说:“当数据传输达到200Gbps或更快时,电缆连接就无法跟上这种速度了。当数据传输速率更高、处理速度更快时,无线连接是克服这一障碍的一种方式。”这也意味着可靠性提高了,因为无线连接不受线缆摇晃或振动的影响;成本降低了,因为更换线缆可能会比在芯片上安装无线收发器更加昂贵。

一些用例包括所谓的“信息淋浴”,其中的数据传输速度极高,这是个热点研究领域,涉及移动边缘计算和空陆集成网络。但是,在实际的标准化工序开始之前,仍然有很多研究工作需要做。

随着6G的传输频率上升到太赫兹,在构建新硬件方面也将面临巨大的挑战。更快的设备也将需要更加尖端的半导体技术;其他挑战也依然存在,包括功耗问题。塔坦利亚说:“随着频段上升到数十万兆赫,即使开发电路和电路基板这样的基础研究也是非常棘手的。因此,把所有这些工作做好,从基本层面的细节开始,一直到建立一个系统,将比最初遇到的情况困难得多。”因此,他们的研究试图探索每项未来技术中所涉及的利弊。

对于6G通信的功能和局限性,这项研究并没有进行全面而明确的说明,而是记录了迄今为止所进行的研究,以及未来在6G技术方面研究人员可能要寻求的、值得关注的研究方向。

资料来源IEEE Spectrum