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近日,我国6G取得突破的新闻见诸报端,继5G之后,6G将成为通讯行业的又一次革命,具有塑造未来世界形态的力量,简单地说,6G就是“无处不在的无线智能”,将使智慧物流为用户提供随时随地智能服务与通感互联。本文就此谈几点看法,不妥之处,敬请指正。
一、6G漫谈
6G是什么,6G技术有哪些优势?所谓的6G,即时传输TB级的数据,形成变革性的技术生态系统,形象地说,就是要使我们每个人把寸步不离,一刻也不能缺的智能手机成为过时的东西而丢弃,代之于XR眼镜等更先进的人机互动智能产品。
轻巧的XR眼镜能以前所未有的分辨率、刷新率和动态范围将图像投射到眼睛上,并通过耳机和触觉界面把反馈提供给其他感官系统。6G不仅在速度上更快,而且服务领域更广泛,将引发更全面的社会角色参与其中。
2019年9月,芬兰奥卢大学与70位世界顶尖通信专家共同发布了全球首份6G白皮书《无处不在的无线智能——6G的关键驱动与研究挑战》,对6G进行了系统阐述。
不错,6G的确还处于起步阶段,但是显而易见的起点是5G之外的功能,6G网络容量的增加将会带来人们从未想象过的新技术,它可能会彻底改变整个有线和无线网络的结构,可实现从万物互联到万物智联的跃迁。
星地一体融合网络,或者说空天地一体化无缝覆盖,将不是科幻电影里的情节,而是实实在在的现实,与前五代移动通信以地面通信为主不同,6G时代要借助卫星等非地面设施,卫星网络将承担重要角色。
有相当一部分学者将6G解读为:“5G+低轨道卫星”。虽有偏差,却很形象,同时,强调了低轨道卫星技术的重要性。低轨卫星成本低,时延低,可靠性更高,并且不存在通信盲区,能够无缝链接全球的互联网。
如果低轨卫星最终完成与地面互联网的融通,5G无法覆盖的全球80%的陆地和95%的海洋区域,将有望实现连网。更重要的是,打破了5G通信对象只限于地表之上1万米以内的空间,实现了真正意义上的空天海地网络。
我们知道,5G以其高带宽、低延时、广连接等特点,被称为通向产业互联网的高速公路,6G则将这三大特点推进到另一个高度,达到超高带宽,极低时延,全覆盖,可以比拟为磁悬浮列车。
目前全球6G技术研究仍处于探索起步阶段,技术路线尚不明确,关键指标和应用场景还未有统一的定义。然而,移动通信系统的发展一直是使用一代,研究一代。现阶段5G网络已经进入大规模商用,对6G网络的研究迫在眉睫。
6G的全面部署大概需要约10年到20年时间,从技术创新的角度来看,6G依然是一个前沿课题,研发还有漫长的路要走,需要通过引入新兴技术实现频谱效率和容量的提升,为新业务、新业态培育提供基础。
移动通信技术的研发不可能一蹴而就,其进步和完善需要时间的浇灌,最终走向大规模普及和革新,整个有线、无线网络结构都将发生巨大变化,未来“世界将不同凡响”。
5G已至,6G并不遥远,物流人所要做的,就是做好准备,迎接6G。
二、中国进程
目前来看,全球多个国家已开始角逐6G网络的研究。各国都想在移动通信发展的浪潮中拔得头筹,对相关技术高地的争夺也日益激烈。尽早投入6G技术的研发,就可以在未来的发展中占得先机,把握最佳的网络、通信发展态势。
无论从大国竞争角度,还是技术进步角度,作为西方领头羊的美国,对我国5G的优势地位耿耿于怀,因此,在6G上,企图进行超越,美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission)为6G实验已开放了从95吉赫兹到3太赫兹的超高频频段,6G网络的研究已经在加紧进行中。
对于我国来说,通信技术是科技发展的一大重点,正致力于提高第六代通讯技术能力。2021年6月,工信部会同国家发展改革委、科技部指导产业界成立的IMT-2030(6G)推进组,发布了《6G总体愿景与潜在关键技术》白皮书,系统地阐述了我国6G发展的总体愿景、应用场景、潜在技术趋势等,实现“全球无缝覆盖”,构建“普惠智能的人类社会”是终极目标。
与西方国家相比较,我国在5G上是存在着一定优势的,已建成全球最大规模的5G网络,在6G博弈之中,我们一定要利用我们的现有优势,推进6G的发展。从6G专利申请上来看,我国以40.3%的占比高居全球首位,美国以35.2%的占比紧随其后,日本以9.0%排名第三,其次是欧洲与韩国。
我国6G专利申请,大多与移动基础设施技术有关,许多最新的专利都是由华为申请,国家电网,中国航天等国企也持有不少6G的专利。跟5G技术一样,通信设备商是研发领域的主力。
华为从2017年——5G商用的两年前,便开始着手进行6G的研发;中兴也在2018年成立了专门的6G研究团队。处在国内智能设备第一梯队的OPPO、VIVO、小米等公司先后对外公布6G的研发计划,OPPO更是在2020年宣布将在未来三年投入500亿元用于6G技术的研究。
6G的高性能很诱人,但要解决的技术难题也不少,第一个挑战就是攻克尚不成熟的太赫兹通信技术,实现理想中的通信速率。太赫兹通信作为新型频谱技术,可提供更大传输带宽,满足更高速率的传输需求,已成为6G通信关键技术之一。
6G将采用太赫兹频段通信,网络容量大幅提升,从覆盖范围来看将实现地面、卫星和机载网络的无缝连接。
近日,中国航天科工二院25所在北京完成国内首次太赫兹轨道角动量的实时无线传输通信实验,并取得成功,为我国6G通信技术发展提供重要保障和支撑。
无线回传技术是移动回传网络中连接基站与核心网设备的关键技术,在基站“高度致密化”的5G/6G通信时代,基于光纤的传统承载网传输将面临成本高、部署周期长、灵活性差等问题,无线回传技术将逐渐占据主导地位,据研究报告指出,2023年全球基站使用无线回传的比例将高达62%以上。
关于6G,我们既需要夯实新兴技术的产业化基础,又需要跨越式长远谋划。工业和信息化部已经开始研究6G系统的选择方案,目标是在2030年实现商业使用,华为董事长任正非在接受日本共同社采访时,也曾作了同样的估计。
6G的部署和5G一样,也将先在部分地区进行试点运营,在验证其可行性后逐步推广至其他地区。6G将极其深远地改变人类的生活、社会以及世界交互的方式,会有非常多的行业受到影响,其中就包括物流,或者说智慧物流。
三、物流响应
5G的运用为物流企业在仓储、运输、跟踪,配送等多方面带来巨大优势。我们相信,借6G这股“东风”,物流行业可以建立更加智能化、高效化的智慧物流体系。6G可破解高速发展的物流应用需求与物流信息化提供之间存在着基本的矛盾。
6G技术是融合信息技术、通信技术、数据技术(ICDT)的新型网络技术,可归纳为三大类应用场景:沉浸化、智慧化、全域覆盖。具体地说,要形成全息通信、数字孪生、沉浸式云XR、感官互联、全域覆盖等八大业务应用,其最大的应用前景是支持越来越广泛和重要的智能服务。
6G具有5G之外的众多功能应用,为物流人带来从未想象过的物流新场景,一场新的技术革命将从数十亿联网的人类、设备、车辆、机器人和无人机开始。以下我们将从6G的各项技术优势与物流应用角度来阐释其影响。
1、全覆盖功能与高速率网络
6G具有高达每秒1tb的速度和0.1毫秒的响应,可以瞬时之间下载100部电影,全覆盖,也称“泛在覆盖”或说,“天地互联”,无处不在,就是说6G将提供全球无缝覆盖的空天地一体化网络,使地球上再无任何移动互联网盲点,人类在地球上将第一次真正实现“泛在”的网络。
6G“无处不在”的特性将大大扩张信息与通信技术涵盖的范围,完成在深山、深海、沙漠等“无人区”的网络部署,实现空天地海全域覆盖,释放更多物流经济价值和机会。无处不在,将进一步解放物流生产场地,将不限于地面等常见区域,还可以进一步扩展到水下、太空等场地。
6G有望扩展至更广泛的层面、更高的空间,比如卫星移动,实现地空全覆盖网络,真正做到万物互联。
无处不在的高速网络,将更好地融合人工智能、机器学习、量子计算、区块链等技术的“智能”;更高的速度和更快的响应,意味着人与服务和设备的更多无缝互动交流,设备之间的超高速短距离数据传输成为可能。
6G拥有更低的延迟时间和更广泛的覆盖范围与更快的速度,将解决物流实时追踪成本较高,易受气候、网络状态等方面影响的痛点,使人与物、物与物之间的关联变得更加紧密,随时随地进行无缝对接,极大推进物流社会进入“万物互联”时代的步伐。
2、人机共生
目前,智慧物流的一大痛点是人机协作存在着障碍,6G的智慧交互功能将改变这一现状,将为人类和非人类用户提供情景感知的智能服务和应用程序。
智能交互是智能体(包括人与物)之间产生的智慧交互。现有的智能体交互大多是被动的,依赖于需求的输入,随着6G在各领域的全面渗透与深度融合,智能体将被赋予更为智慧的情境感知、自主认知能力,实现情感判断及反馈智能,可产生主动的智慧交互行为和学习能力的共享。
6G将会使感官互联网成为可能,或称触觉互联网,人机思维界面应该成为网络化未来不可或缺的一部分,这意味着我们将能够使用所有五种人类感官体验互联网应用,而不仅仅是像今天这样的视觉和听觉。设备将与感官和运动控制无缝结合在一起,从而促进人机共生的和谐,实现人与物、物与物的全链接。
3、交叉现实
6G模式转变是全频谱(all spectra)的,所有频谱将得到充分探索,包括 6 GHz 以下、毫米波、太赫兹和光学频带。
5G概念下发的AR/VR应用、有望在6G时代衍生出更多的产品形式,虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和混合现实(MR)这些技术正在融合到交叉现实(XR)中,将极大改善应用程序的用户体验,为包含可穿戴的显示装置产生并保持感知错觉的交互机制,提供了更多的可能。
全息图将使从任何地方与各种物体互动成为可能,加之6G高度精确定位功能与移动性的集成,通过全息图进行交流,并与三维智能表面合作,了解物体的方位信息及定位定向,经过综合检测、以及移动网络中的分散计算能力,实时跟踪货物的位置和状况,使供应链风险最小化。
在交叉现实的推进下,数字孪生将跨入新的境界,从而出现数以千计的应用场景,例如,模拟基础设施的响应,预测交通行为;虚拟现实技术来改变汽车设计。
交叉现实也使远程呈现成为可能,从而衍生出远程教育、协同设计、远程办公,三维模拟等场景,使物流技术教育与落地更上一层楼。
4、自动驾驶
未来智能网联汽车可以通过6G精准感知、高速可靠信息交互以及智能化决策实现完全自动驾驶。
6G技术将提供越来越复杂的地理定位功能,室内定位精度10厘米,室外1米,相比5G提高10倍;通信时延0.1毫秒,是5G的十分之一;超高可靠性,中断机率小于百万分之一,这对自动驾驶和远程控制至关重要,am使可持续运输和物流的自动驾驶车辆成为可能。
在6G网络中,每辆车都将配备许多新的智能设备,包括三维成像的太赫兹宽带阵列成像设备,在算法上,快速融合多项来源数据来决定如何控制车辆。
自动驾驶卡车可以对6G传输的实时数据作出更快的反应,让我们实时发现驾驶中的异常行为,可以快速识别处理,更加安全。
交通与物流是孪生体,是一个事物的两面,通过6G的加持,智慧公路、虚拟车道、端云平台等技术,更加高效地获取和处理交通相关的海量数据,从而实现完全智能运行,进而,使得飞行汽车、胶囊高铁等超能交通方式变为现实,从未来角度,可实现“海-陆-空-太空”多模态交通工具融合。
人员和货物的流动随着人口增长和全球化推进仍然是一个严峻挑战,借用6G技术,2030年及以后的世界,将会有数百万辆联网的自动驾驶汽车包括送货的自动卡车或无人机,通过高度协同的系统使运输和物流更加高效。
5、人工智能与物联网
6G对人工智能的发展与物联网的落地有重大影响,6G能够为更多种类的设备和用户提供更快的数据传输速率 物联网(IoT)和人工智能在物流领域的重要性正在不断凸显。
6G的模式是完整应用程序(full applications),将与通信、计算、控制 / 缓存和 AI 技术相结合,以实现更高的智能性。
人工智能将在6G无线网络的链路和系统级解决方案中扮演重要角色,人工智能将通过与网络和数字技术的紧密结合和无缝交织而得到增强,人工智能将以更加小巧高效的方式嵌入到我们能想象到的所有物体中,随着人工智能的进步,机器可以将数据转化为推理和决策,工业机器转变为大量的多用途机器人和无人机。
6G将来还可能与量子计算相结合,形成“量子互联网”。如果量子计算技术得到大规模应用,那么无论是个人设备、机器还是整个物联网,计算能力和计算密度可能会有一到两个数量级的增长。
从物流业层面说,6G对物联网技能的落地功能很好地契合了物流行业本身,这项技能能够更好地解放物流行业的人力,并能够对物流进行更好的管理和跟踪,
结语:6G无线通信网络有望提供更高的频谱、能量、成本效益、更高传输速率、更低传输时延、超大连接密度、更高的智能化水平、亚厘米级的地理定位精度,在未来在物流行业的应用中将赋能整个行业,向“无界物流”迈进,推动物流产业进行智慧变革。
6G在物流上的应用,是一个逐步实现的过程,长远来看,6G将比任何事物更深入地渗透到物流细分领域的方方面面。
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