6G關鍵技術突破

一、中國6G關鍵技術新突破 

   依據新華社報導，中國率先搭建了國際首個通訊與人工智能融合的6G外場試驗網，實現了6G通訊效能的全面提升。現有的經典通訊技術，逐步逼近理論極限，觸及容量提升難、覆蓋成本高、系統能耗大等技術“天花板”。經典通訊處理資訊的方式是“模組化”，主要靠資源堆疊提升網路效能，因此通訊系統效能提升的代價是網路複雜度的極速攀升。與經典通訊不同，通訊與智慧融合的新型通訊技術，能以端對端貫通式優化，取代模組化『分離優化，以更簡潔的網路結構，實現通訊系統整體效能的顯著提升。中國工程院院士、北京郵電大學教授張平團隊基於通訊與智慧融合的多項關鍵技術，建構了國際首個通訊與智慧融合的6G外場試驗網，驗證了4G、5G鏈路具備6G傳輸能力的可行性。這套通訊系統，設計智慧簡約，其容量、覆蓋、效率三項核心指標也有了顯著提升。相較於5G，6G具有更高速率、更低延遲、更廣的連接密度，還能實現通訊與人工智能感知的深度融合。人工智能將改變通信，6G也將推動人工智能加速發展。 

   根據環球時報報導，德國要在2029年前將華為、中興等中國通訊企業的技術和零件從該國的5G無線網路中移除，德媒宣稱此舉是考慮到「間諜活動」的危險。已經全球領先的中國再接再厲向前推動6G技術研發，而有些國家還在糾結5G技術到底該用哪家公司的產品。德國先前願意用中國的5G產品，道理很簡單，因為中國的通訊設備品質和服務更好、穩定性更高、價格也更公道，是市場競爭的自然結果。在通訊技術領域，不管是尖端技術開發，或是商用普及推廣，中國無疑領先全球。這給美國帶來了很強的危機感，它盯上6G國際標準尚待確定這塊空白，寄希望於組建“小圈子”閉門造車，制定一套自己的“國際標準”來挫傷中國已經取得的成果。所謂中國5G存在“網路安全風險”只是美國打壓中國公司的大棒，迄今沒有任何一個國家證明中方企業設備存在安全隱患。媒體先前披露的一份德國電信的內部文件稱，更換零件將需要花費5年的時間，總金額高達30億歐元。正如中國一直強調的，不合作才是最大的風險，不發展才是最大的不安全。中國已經在通訊領域取得了顯著的成果並且願意與世界各國合作發展，想要在這一領域把中國排除出去的想法是不現實的。 

二、6G劃時代的意義 

  5G及6G的快速發展將徹底改變人類生活，最近，中國杭州的一名外科醫生操縱四臂腹腔鏡機器人為新疆偏遠地區一家醫院的患者執行了半小時的成功手術。使用5G通訊技術進行遠距離手術說明機器人輔助遠程手術可以廣泛應用。推動基於5G的機器人和其他先進技術在醫療保健、製造業、農業和建築等行業的應用，中國大陸目標是成為從人工智能到5G電信等這些領域的世界領導者和全球創新中心。今年2月在西班牙巴塞隆納舉行的世界移動通信大會上，日本公司發表了利用6G能瞬間傳遞人類感覺的技術。2名男女利用電子薩克斯演奏出完全相同的旋律，通過安裝在男子手腕和薩克斯上的傳感器，男子手指的動作和吹出氣息的感覺被瞬間傳遞給女子。特殊的裝置帶動女子的手指，女子只是隨著男子的呼吸而吹出氣息。6G的通信速度超過人類神經的反應速度，能在不同的地方實時共享感覺。2023年對於6G的發展來說是一個重要的關鍵時期，各國將爭取6G的主導權，不僅影響未來6G技術的發展方向，也涉及到標準制定話語權的爭奪。有幾項發展是確定的，第一，6G的通訊速度會有很大提升至少提升10倍，除了毫米波之外，第二，太赫茲可能成為6G的頻譜，第三，時間延遲問題可得到解決，並讓大量的高精度智能控製成為可能。除此之外，智能交互和天空地一體化也將是兩個重要的突破方向。前者基於超越人類神經反應速度的6G通信速度，有望實現瞬間傳遞觸覺等感覺，實現廣泛的共享和人機交互；後者通過高、中、低軌道衛星的組合，實現空、天、地、海一體化全覆蓋，能完成像遠洋養殖中的遠程巡查和管理能力、偏遠山地塌方的多點位全面監測等任務。 

從1G到5G的移動通信發展，已巨大的改變了人類的生活。1G解決了偏遠地區的通信問題，2G進入數位通信時代，除可傳輸語音還可傳輸短信；3G進入資料通信時代，手機更加智慧化；4G帶來移動互聯網包括衛星定位、社交網站、移動電子商務及移動支付等；5G則是大頻寬、低時延、廣聯接；而6G將實現更好的應用，達到超高頻寬，極低時延，網絡密集度和覆蓋範圍大大提高，整個有線、無線網絡結構都將發生巨大變化。6G將可與保密通訊的量子計算相結合，形成量子聯網網路。如果量子計算技術得到大規模應用，將串聯整個物聯網，利用6G超快的網絡連接速度配合超快的雲端數據中心進行超高速計算。中國由政府主導高調的宣佈6G的研發，背後含有6G對國家戰略的重要高度，中國大陸在1、2G時代無法生產通訊裝置，只能完全靠使用歐美產品；到3G時代，慢慢將華為等國產裝置商培養起來，到4G時代則和歐美廠家並駕齊驅，並且產品的高性價比逐漸佔有全球市場份額。而5G時代的競爭已非企業和企業間的自由競爭，而是國家與國家間的競爭。面對未來6G時代的到來，中國大陸早已蓄勢待發，成功發射了全球首顆6G試驗衛星電子科技大學號。6G時代將影響全人類生活， 無人駕駛科技將大行其道是其中一個例子。 

三、6G的內容及發展 

    人類行動通訊已經歷了5個技術迭代，但本質上離不開地面光纖+無線基站兩部分。由於從1G到5G，無線頻率越來越高，速率越來越快，使用者越來越多，地面光纖+無線基站的模式變得越來越臃腫，因此6G技術才應時產生。6G改變了5G之前的地面光纖+無線基站，而是採用衛星和地面使用者通訊的革命性變革。採用衛星通訊的優點是訊號難被遮擋，衛星覆蓋範圍比地面站大很多，但6G缺點是成本高。6G網路是太空衛星網路、電信業者、區域專網、甚至聯網裝置間的連結，其快速且穩定的連線品質可支持巨量數據運算的服務。美國軍方支助了特斯拉CEO馬斯克的“星鏈計劃”研發，星鏈計劃的技術可以升級到6G衛星中使用。台灣太空中心也在今年初宣布啟動低軌衛星發展計畫，希望藉由衛星通訊計畫帶動台灣的衛星供應鏈的發展。6G是以5G網路為基礎再加上衛星的新連結技術，開放民營後隨著網路需求爆發讓低軌衛星服務越加普及，讓未來的6G網路將從過去多半僅是電信業者之間的網路頻段相連，升級為電信業者、區域專網、再加上衛星業者的網路服務，讓多樣性的電波頻段之間彼此互連，讓人們有快速且更加穩定的網路品質。 

 6G網路有包含衛星網路，從而擴大了訊號的覆蓋範圍，對於偏遠、難以到達、或搭建基地台費用高昂的地區，都將同樣享有快速穩定的網路品質。目前的通信技術標準只能提供連接和數字化能力，而6G則是將兩者加強，與智能化發展相結合，能夠同時提供計算、存儲、通信一體化服務。中國以國家的名義高調宣佈6G的研發，因為中國具備火箭、衛星和通訊的技術能力，中國已經啟動了物聯網星座的組網應用工作，6G在5G的基礎上，將實現由萬物互聯到萬物智聯的躍遷，將持續提升人們的生活品質。科技界指出，5G技術雖然將網絡時延降至毫秒級，仍未足以應付無人駕駛及虛擬實境的應用，預計要到6G年代，才可實現人與立體影像即時互動。此外，人工智能科企須即時上傳高成像影片進行分析，而5G上傳速度難以應付，只有通過6G才能實現智慧城市的構想。採用6G技術，訊息時延將進一進降至微秒級，令人有如親臨現場的感覺。人工智能企業在收集數據時，如只是傳送單一鏡頭拍攝的影像，5G勉強可以應付，若鏡頭多於一個，則難以負擔。由於6G的頻寬及速度將較5G大幅提升，可以實時傳送影像至中央系統進行分析，更有利於實時監察。5G的毫米波波段若達30GHz，已較現時普及的4G 傳輸速度快數十倍，若6G再推進至100GHz，將快一百倍。6G可助醫護人員傳送病歷速度大增，醫生手術期間亦可輔以儀器觀看三維圖像，令手術更精準。政府近年推動以物聯網結合AI等技術建構智慧城市，6G出現後可促進智能車聯網的發展。6G將進一步縮短通訊的時延可提升安全度，因為如果所有車均無人駕駛，必須在短時間內知道周邊物件是否正接近。由於6G是首個將無網絡由地面覆蓋至天空的概念，日後乘坐飛機時亦可使用網絡，有了6G的衞星網絡，無人機、無人駕駛的空中計程車均可實現。