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6G前瞻探索者,vivo展示多项6G核心技术研发成果

5G已商用,6G已不远。

7月27日,vivo通信研究院面向全球正式发布2022版6G白皮书。在该白皮书中,vivo提出6G服务、能力与使能技术的最新成果和初步观点。与此同时,vivo还对外展示了6G核心技术研发成果:通信感知一体化、低功耗通信和AI通信等三项技术。

众所周知,标准是通信行业的“金字塔”,有实力的企业机构都会前瞻性投入布局,形成自己的专利,并积极推动参与标准制定,而vivo就是这样一家有实力且秉承长期主义的手机厂商。5G时代下,vivo就开始持续加大对前沿基础、基础能力的探索与投入。面对6G的布局,vivo变得更具前瞻性,希望通过大量投入研发抢占下一代通信技术的话语权。

《6G前瞻探索者,vivo展示多项6G核心技术研发成果》

6G构建自由连接的物理数字融合世界

6G构建物理数字融合世界

如果说5G是万物互联的数字世界,那么6G将是什么样的新世界呢?

两年前,vivo就完成了对6G愿景的初步收集,并对外公布了两份白皮书,给出了6G的初步观点,为行业发展添砖加瓦。

2020 年 10 月,vivo 通信研究院就发布了《数字生活 2030+》和《6G 愿景、需求与挑战》两本白皮书,提出了构建自由连接的物理与数字融合世界的6G愿景。

纵观《数字生活 2030+》白皮书中 29 个生活场景案例的技术需求,可以总结为三方面:无所不在的按需连接、泛在精深的数字化、以及普遍存在的智能化。

《6G 愿景、需求与挑战》白皮书提出了构建“自由连接的物理数字融合世界”的 6G 愿景:“面向 2030 年及以后,6G 将构建泛在数字世界,并自由连接物理世界和数字世界,实现二者相互作用和高度融合,从而提供丰富的业务应用,促进社会高效可持续发展,提升人类幸福度”。

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6G服务与服务用例

6G三大服务:超强通信、基础信息、融合计算

美好的泛在数字世界,可以自由连接数字世界和物理世界,那么需要哪些关键能力和服务去支撑呢?

这两年来,围绕行业有共识的6G愿景和核心技术能力等指标,vivo的6G团队深入做了大量的工作,去梳理、深化和论证。vivo在白皮书里把超强通信、基础信息、融合计算列为未来6G三大类服务。

vivo通信研究院院长秦飞接受采访时表示,前两本白皮书发布以来的两年时间内,vivo又进一步深度做了一些研究,把6G到底要做什么又进行新一轮的梳理和深化,最后提出6G的三大类服务:通信大服务、计算大服务、基础信息大服务。

《6G前瞻探索者,vivo展示多项6G核心技术研发成果》

6G的超强通信服务具体内容有哪些呢?新版白皮书指出,蜂窝移动通信从诞生开始旨在无线移动场景下提供无缝的通信及连接服务,6G将延续这一历史使命,提供超强通信服务。

一方面,6G 的基础电信业务将在支持 5G 富媒体语音、视频、短消息业务基础上,进一步支持沉浸式 XR(Extended Reality,扩展现实)、全息远程呈现、多感官互联等新业务。

另一方面,6G移动数据连接服务将在容量、数据速率、时延、可靠性等诸多方面持续提升,拓宽客户范围并提高服务价值,并具备更多的端到端的灵活性和适应性以满足个人和行业更多应用场景的需求。

同时,6G 将进一步扩大地理空间的覆盖范围,降低终端的接入门槛,提高连接的可获得性,扩大客户数目,实现物理世界与数字世界的自由连接与信息传输。

6G 通信性能指标的取值相比 5G 将进一步提升。为了支持全息远程呈现、智能交互、沉浸式 XR、实时远程控制、万物智联等先进服务用例,6G 的数据速率(包括峰值速率和用户体验速率)、通信时延和流量密度等各项性能指标均比 5G 有数倍甚至量级的提升。

白皮书给出了6G通信性能指标的定义和建议值。其中6G峰值速率要>100Gbps,而5G峰值速率为20Gbps,相当于6G比5G要快5倍;用户体验速率6G>1 Gbps,而5G>0.1-1 Gbps,用户感知速度6G要比5G快十倍;通信时延6G为0.1 ms,5G为1 ms,6G时延缩短为十分之一。

白皮书指出,6G 基础信息服务包括无线感知、增强的网络信息开放、以及行业公共信息等,其性能指标有所不同。

6G 除了像 5G 支持对 UE 的定位外,还支持对目标及环境的感知。6G 感知性能指标的取值范围取决于 6G 通感一体化系统部署的频段、系统带宽、发射机与接收机的结构、天线数目、收发同步精度等。

除无线感知以外,6G 还将提供增强的网络信息开放、以及行业公共信息等, 其潜在的性能指标包括可用性、响应性等。

6G 融合计算是一个相当复杂的计算,因为应用场景更加复杂,大量的感知、定位等信息需要被计算,不仅是大计算服务,而且有部分是融合计算。因此这对6G系统算力提出了更高要求。

vivo在白皮书也提到6G 系统部署的计算及通信相关资源和性能需要考虑 6G 计算的典型业务用例,以及相关的用户密度、业务模型等因素,来定义 6G 系统的计算性能指标和用户的计算性能指标。

白皮书以交互型 3D 虚拟数字人为例,初步测算,50 万面以上的高精度高智慧交互型虚拟数字人,人物表达所需的驱动和渲染的计算需求预计不小于 10 Tera FLOPS(FLoating-point Operations Per Second, 每秒浮点运算次数),该计算需求超过大多数智能终端的能力。

vivo展示6G核心技术研发突破

作为6G前瞻探索者,两年前发布6G愿景需求的观点后,vivo终于在2022版6G白皮书中展示了其在6G领域的持续努力和核心技术的研发突破。

vivo这次对外展示的6G核心技术包括通感一体化、智能内生系统和极低功耗通信三项技术。

《6G前瞻探索者,vivo展示多项6G核心技术研发成果》

通信感知一体化——目标测距测速原型样机

据了解,通感一体化是6G系统提供基础信息服务的重要使能技术。典型的应用场景如用来感知气象质量、空气质量、智能交通的领域的车流、人流检测等。 

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vivo通信研究院通信预研组总监姜大洁介绍通信感知一体化的呼吸监测原型样机

vivo已经开发了通信感知一体化原型样机。在演示时,我们看到基站使用了一个发射天线,终端使用了四根接收天线,接收天线旁边椅子上坐着的模特,他的呼吸频率能被通信感知一体化原型样机发送的无线信号监测出来,可以检测出来模特呼吸频率是多少,接收天线信号可以看到一个周期性的变化,从而测出这个人的呼吸频率。这就是典型的通感一体化的应用。

此外,通感一体化还可以用在目标测距测速上。vivo也展出了自研的基于OFDM的支持目标测距测速的通感一体化原型样机。用来用在智能交通和无人机监测等场景。

其次,智能内生系统:近年,AI在计算机领域的图像识别、自然语言处理,机器人领域的运动控制、轨迹规划等多个领域获得了巨大的成功。若将AI技术应用于通信系统中,需要结合通信系统的需求和AI技术的优势,去解锁具体的用例。AI主要可用来解决6G通信系统中的以下三类问题:通信系统中存在很多无法准确建模的问题;通信系统中不易获得闭式解或没有闭式解的问题;通信系统中多个相关模块联合优化的问题。

vivo认为,6G 将是一个智能内生系统,在网管、核心网、基站和终端等网络实体均具备内生 AI 资源和能力,并相互协作,与 6G 的用户面和控制面等基本功能一起,实现 AI 的相关场景和用例。

第三,极低功耗通信:反向散射通信(Backscatter Communication)是极低功耗通信最具代表性的技术。原理上,反向散射通信设备通过调节其内部阻抗来控制电路的反射系数,从而改变来自其它设备或者环境中的射频信号的幅度、频率、相位等,实现信号调制。典型的反向散射通信的硬件模块包括:天线单元、能量采集模块或供能模块、微控制器、信号接收模块、信道编码和调制模块、存储器或传感模块等。vivo认为,极低功耗通信降低终端接入门槛,让连接真正无处不在。

vivo表示,目前6G关键技术的研发仍处于初期阶段,vivo 通信研究院将继续细化 6G 场景用例和对应的能力指标,深入开展 6G 潜在技术研究与试验验证,为全球统一的6G 技术标准制定贡献力量。

蜂窝移动标准制定看到越来越多手机厂商的参与,这一方面反映出手机厂商从数亿消费者层面带来的真实诉求;另外一方面反映出手机厂商在技术能力上的不断突破,不断向标准等核心底层技术领域进发。

vivo为充分吸纳、发展本地的人才资源,布局了全球化研发网络,覆盖深圳、东莞、南京、北京、杭州、上海、西安等城市,范围包括5G通信、人工智能、工业设计、影像技术等众多个人消费电子产品和服务的前沿领域。此外,还有分布全球各地多个智能制造中心。

“vivo的预研团队是走在公司技术探索的最前面的,我们针对2030年之后要用的技术投入这么大的精力在研究了,因此说,我们公司旨在联接人和数字化世界的桥梁里面做好联接做好通道。”秦飞接受采访时也表示,vivo在推进6G研究上没有什么KPI,目标是希望成为行业的重要贡献者,成为行业第一梯队的贡献者。

没有具体目标但总体目标是成为第一梯队的技术贡献者,这是一种“大玩家”的心态,是vivo对自己研发实力自信。也期待vivo在6G研究上的多项技术突破能够带领行业在6G研究上更进一步。

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