走向6G时代

5G（第五代移动通信技术）似乎才刚刚站稳脚跟，特别是5G专用网络仍在建设中。那么现在开始讨论6G是否为时过早？

通信世界不会停滞不前，研究人员正在积极探索新一代无线通信技术。因此，尽管6G通信还没有真正问世，但相关的新颖技术和新频段已经进入探索阶段。随着无线技术的用例从消费类手机扩展到制造车间和自动驾驶汽车，无缝连接成为未来业务增长的关键。5G以及即将到来的6G通信将成为主要的推动力。

在5G尚未在全球全面部署的情况下，我们预计什么时候6G才能成为主角？技术的发展速度可能相当惊人，许多人预计在这个十年的尾声或大约2030年左右6G将进入人们的视野。新一代移动通信技术标准的推出通常需要大约10年的时间。然而，6G的相关研究已经开启；6G实验正在加紧进行，以寻找针对5G中发现的弱点和局限性的解决方案。

6G 是更快、更可靠的无线连接自然发展的下一步。预计第6代移动系统标准将比前几代技术更加多元化，有研究人员认为它可能能够支持现有移动场景之外的应用，包括虚拟现实和增强现实 (VR/AR)、即时通信、物联网（IoT）等。据预测，6G将采用灵活的去中心化业务模式，以移动边缘计算、人工智能（AI）和区块链技术为基础，实现本地频谱许可、基础设施共享和智能自动化管理。

地球上的全球网络和数据交换，本图的地球3D渲染元素由NASA提供

6G似乎注定不只是无线网络的又一次升级。更快的速度、无缝的覆盖和更大的容量将提供近乎无缝的、“永远在线”的移动体验。此外，6G也可能是模糊现实世界和数字世界界限的网络，它连通二者，催生出以往只有在科幻小说中才能想象到的可能性。6G有可能通过AR/VR/XR、高保真全息图、实时AI、数字/虚拟孪生等形式的感官体验来改变我们与技术、我们与彼此之间、我们与世界的交互方式。

去年年底，Facebook创始人马克·扎克伯格（Mark Zuckerberg）揭晓了他的“元宇宙”愿景。“元宇宙”将当前的社交媒体平台变成一个扩展的现实空间，融汇虚实世界，创建一个新的人工世界。他的部分计划将使用目前已经得到应用的增强现实眼镜，这样用户就能进入一个调动他们所有感官的扩展现实空间。

扩展现实的具体用例之一是远程医疗。虚拟孪生（也称为真实对象的虚拟表达）的使用，将使医生能够根据人体器官的虚拟孪生进行远程会诊或精准干预。超越了数字孪生，SIMULIA正在引领虚拟孪生技术的发展，根据患者本人的医疗信息（MRI、CT扫描等），为大脑或心脏等人体器官创建3D模型。它将大量与健康相关的知识、数据以及机器学习与6G和虚拟孪生相结合，即使在医生和患者相隔数百甚至数千英里的情况下，也能提供妥善的治疗和护理。

6G在未来的另一个潜在用例涉及为可穿戴设备提供能量收集。在马萨诸塞大学阿默斯特分校近期开展的一项研究中，研究人员发现了一种低成本、创新性方法——可以利用人体作为天线，从可见光通信（VLC）系统中收集废弃能量。这些废弃的能量可以回收利用，为一系列可穿戴产品，甚至更大型的电子设备供电。

想象一下，如果您的镜子足够智能，能够在您早上对镜整理仪容的时候追随您的动作，跟着您移动，让您随时都能看到您的仪容。这个类比是对可重构智能表面（RIS）或智能反射表面（IRS）的最佳描述。这是为未来6G通信系统提出的一项关键技术，旨在改善无线数据传输、定位，缩小覆盖间隙并提高复杂环境下的传感能力。但是RIS技术究竟是什么？它有什么样的潜力？

RIS是基于超材料的人造结构，它使用集成电子控制各单元的反射特性，因此能以不同方式操纵入射电磁波。具体到6G通信，RIS展现出在覆盖扩展方面增强无线通信的巨大潜力，特别是在高频的非视距场景下。此外，RIS还可以改善能效，并能在密集的城市地区或复杂的室内区域等恶劣通信环境中实现定位功能。

6G目前仍处于发展的研究阶段，其愿景、思路和可能性都还没有正式成形。仿真能够以虚拟方式测试6G概念，验证其是否具有可行性，是否存在局限或制约因素，以及所提议的技术如何运作。仿真能够填补技术成熟度上的空缺，因为它不受物理流程或制造流程的约束。通过仿真设备，可以查看它们是否以及如何在各种现实场景中工作，从而使设备的应用理想化。随着无线技术的使用越来越普遍，逐步从消费类手机领域扩展到制造车间、自动驾驶汽车、人工智能等领域，因此无缝连接成为上述众多产品赢得成功的必备条件。归根结底，仿真是6G概念可持续发展和进步的关键因素。

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