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来源:半导体产业纵横发布时间:2023-08-211012浏览
询问 AI
愿景和优势如果 6G 按计划发挥作用，它将为许多垂直细分市场带来好处。例如，在智能交通环境中，支持 6G 的自动驾驶汽车将提供便利和其他好处。V2X/智能基础设施连接有助于消除可避免的碰撞，并通过优化城市交通管理提高驾驶效率。与此同时，6G 智慧城市支持将帮助救护车克服交通堵塞等问题，缩短前往最近医院的时间。最终，交通事故和碰撞可以减少到几乎为零。然而，要通过智能交通实现更高的效率、便利性和其他优势，还需要一些必备条件，包括全面集成完全联网的自动驾驶汽车、实时连接到云端、实时更新的地图系统、功能齐全的V2X/蜂窝网络-V2X（C-V2X）和智能城市/智能基础设施。许多人认为，使这一切成为可能的关键构建模块是 6G，它能够实现速度和低延迟，从而确保实时连接而不会造成停机。自动驾驶需要的不仅仅是ADAS和AI，它需要超高速的云连接。
图 1：基于云的汽车服务包括更高的安全性、更好的车内体验、高清地图和其他远程服务。来源：恩智浦和 ABI 研究。
6G 更新下图 2 中 5G 和 6G 的比较显示 6G 正在以多种方式突破技术极限。除了速度和延迟的改善外，6G还将带来带宽、效率、可靠性和网络覆盖范围的改善，显著增强用户体验。
图2：5G和6G属性对比。来源：“用于自动驾驶的 6G V2X 技术和协调传感”
标准和联盟截至目前，6G 还没有普遍制定的标准。然而，全球各地正在组建多个 6G 联盟。电信行业解决方案联盟 (ATIS) 与定义 5G 标准的 3GPP 合作，正在尝试定义 6G。其成员包括许多科技巨头，如 AT&T、思科、戴尔、爱立信、谷歌、惠普、华为、是德科技、LG、诺基亚、NTT Docomo、高通、三星、T-Mobile、Verizon 等。此外，北美的 ATIS Next G 联盟与 6G-IA（欧洲）、5G 论坛（韩国）和 Beyond 5G 推广联盟（日本）签订了合作协议。韩国已宣布其 K-Network 2030 计划，其中包括到2028年推出6G网络商用服务。其他地区也启动了6G研究计划，以帮助推进6G进入商用市场。北美Next G联盟正在与美国积极讨论。印度电信部 (DoT) 成立了巴拉特 6G 联盟 (B6GA)，以支持公共和私营公司、学术界、研究机构和标准组织之间的合作。该联盟在 2023 年 6 月举行的国际电联日内瓦会议期间向联合国国际电信联盟（ITU）提交了有关 6G 技术框架的意见。其他区域研究团体和组织也已开始以制定 6G 指南和标准为目标。联合国国际电信联盟 (ITU) 无线电通信部门 (ITU-R) 及其 ITU-R IMT-2030 着眼于 2030 年以后。在该框架的初步建议草案中，列出了六种使用场景。它们是沉浸式通信、海量通信以及超可靠和低延迟的通信。新增了三个，包括泛在连接、人工智能与通信集成、传感与通信集成。最终，供应链中的各个参与者——6G芯片开发商、设备和基础设施提供商、软件开发商和硬件制造商——需要共同努力，以避免6G碎片化。与此同时，企业或独立或合作，力争成为领跑者。6G 障碍6G 的成功实施不会一帆风顺，有许多障碍需要克服。明显的障碍将是建设网络和移动 6G 基础设施。尽管 6G 可以建立在 5G 的基础上，但从 4G 到 5G 的迁移需要很长时间，并且仍在不断发展。建设6G基础设施的成本肯定是非常高的。此外，包括频谱分配和许多网络问题需要解决。太赫兹波实现兼具可持续吞吐量和灵活性特点的太赫兹波将具有挑战性，整个6G供应链的成熟需要时间。除了 5G、5G+ 和 6G 毫米波应用面临的基本技术挑战之外，信号容易受到天气或任何固体（例如窗户和墙壁）的干扰，该行业仍然缺乏需要 6G 功能的杀手级应用，此外，在芯片和小芯片之间以高出两个数量级的数据速度智能传输大量数据将面临挑战。当然，从架构上定义从设备到边缘再到数据中心的最佳计算平衡也至关重要。此外，消费者对安全、安保和隐私的担忧将影响技术的接受程度，从而影响技术的采用。
图 3：6G 时间表 来源：爱立信6G测试6G测试是另一个不容忽视的重要领域。此外，在一个地点成功实施 6G 并不意味着它可以扩展，这有助于解释为什么一些国家的 5G 速度比美国更快，因为美国的覆盖面积要大得多。对于 6G，可靠、不间断的“24/7”网络服务的期望可能需要花费大量的时间和精力才能实现。Keysight 的 LaSelva 指出，要在 6G sub-THz（100 至 300 GHz）频段实现 100 Gbps 或更高的高数据吞吐量性能，可能需要利用高阶调制以及 10 至 30 GHz 的宽甚至极端占用带宽。“支持宽调制带宽需要非常快速的模数转换器 (ADC) 和具有高动态范围和线性度的数模转换器 (DAC)，以解决高峰均比的候选 6G 波形。IF/RF/THz 无线电硬件和通道损伤将在宽调制带宽上引入显著的幅度和相位损伤，这可以通过接收机基带均衡算法来解决。然而，这种方法需要高时钟速率和高度实现并行化，这会快速消耗基带资源。”测量这些宽带高速系统的误差矢量幅度 (EVM) 性能需要高性能测试系统，配备极高速任意波形发生器 (AWG) 和数字示波器，以生成和分析具有低残余 EVM 的宽带波形表现，她说。“例如，Keysight M8199A AWG 的采样率高达 128 GSa/s，四个通道的模拟带宽为 70 GHz，而该公司的 UXR 数字示波器的采样率高达 256 GSa/s，四个通道的模拟带宽为 110 GHz 。这些仪器为 6G 研究奠定了亚太赫兹测试台的基础，使工程团队能够评估和测量他们的高速 6G 技术。”安全性随着速度的提高和连接的增多，网络风险的水平也会增加。在 Next G Alliance 报告《6G 系统的信任、安全和弹性》中，可信网络的组织是一个生命周期，其中包括对安全性、隐私、可靠性、可用性和功能安全的强有力保证。网络部署过程应经历标准化、设计、开发和集成阶段。
图 4：值得信赖的网络组织是一个生命周期，其中包括对安全性、隐私性、可靠性、可用性和功能安全性的强有力保证。 来源：Next G 联盟的“6G 路线图”对芯片的影响6G发展的性能要求将对未来的芯片和IP产生重大影响。其中一些障碍包括芯片、IP、小芯片和电源管理的混合。Schirrmeister 表示：“覆盖范围、成本和功耗是从 5G 过渡到 5G+，并最终过渡到 6G 的重要驱动因素。” “在所选频谱和波束成形等技术的推动下，建筑渗透率显著阻碍了 5G 覆盖和室内使用。大多数芯片将基于小芯片，因为不同技术节点的混合和匹配可能是最好的方法。这一策略可以实现更高的频谱，并降低为蜂窝网络供电的设备成本不断上升，同时仔细管理电力。”从片上网络（NoC）的角度来看，海量数据量、数据局部性和计算需求将推动协议和带宽需求。“最重要的是，跨小芯片和相关一致性方面，正确组合 NoC 将确定对 NoC 特性、内存、芯片间控制器和 PHY 的要求。小芯片对于 6G 应用至关重要，因为它们将允许开发人员为设计的各个部分组合最合适的技术节点。考虑用于 HPC 型数据计算的先进 3nm、2nm 及更高技术节点，结合 RF 方面最合适的技术节点。”简而言之，6G 将有多个战线需要征服，包括实现预期的速度。以 5G 为例，我们看到北美的峰值下载速度为 3.3 Gbps。平均速度要低得多，距离 5G 规范中的 10 Gbps 目标还很远。实现 1 Tbps 将更具挑战性，而且很可能需要更长的时间。展望未来，数据管理是另一个需要更多研发的领域，因为更多的数据将以更高的速度生成。反过来，这将直接影响数据存储要求、网络安全、流量管理和分析。如果做得不正确，时间、精力和成本都会增加，同时 6G 网络效率也会低下。结论6G 背后的势头强劲。虽然该技术提供了许多好处，但成功部署的障碍也不容忽视。其中一些障碍包括实现太赫兹波、6G 基础设施、6G 芯片的开发、测试和网络安全。此外，6G 供应链、可扩展性和海量数据管理的协调也可能具有挑战性。到 2030 年实现 6G 是一个雄心勃勃的目标。到达那里可能会很棘手。目前尚不清楚 6G 最终是否会成为所有人都可以使用的无处不在的网络，或者它是否会成为具有各种速度和修改规格的区域网络的集合。*声明：本文系原作者创作。文章内容系其个人观点，我方转载仅为分享与讨论，不代表我方赞成或认同，如有异议，请联系后台。
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