研究 6G 技术,创造更加可持续的未来

作者:是德科技高级副总裁兼首席运营官 Satish Dhanasekaran

虽然 5G 尚需时日才能成为主流,但针对 6G 的研究已经启动,预计在 2030 年实现商用化。这种新一代无线技术有望让我们以全新方式与周围环境互动,并在各行各业中创造新的应用模式。6G 的时延更低、带宽更大,将能够通过分散的智能网络传输海量数据。

6G 的新愿景是实现近乎即时和无处不在的连通性,彻底改变人类与物理世界和数字世界交互的方式。这意味着 6G 将采取新的方式利用数据、计算和通信技术,让它们进一步融入社会。这项技术不仅能够支持全息通信、触觉互联网、智能网络运营、网络与计算融合,还能够创造更多激动人心的机会。6G 将在 5G 的基础上进一步扩展和强化功能,标志着关键行业将迈入无线新时代,加速实施数字化转型和业务创新。

塑造更加可持续的未来

除了促进经济繁荣之外,未来的技术还必须带来积极的环境影响和社会变革,而 6G 是实现这一愿景的基础。6G 旗舰组织(6G Flagship)发布了一份白皮书,探讨了这项技术在提高生产力以及帮助人类社会等方面可能发挥的积极作用。该组织是由学术界和行业领导者组成的一个联盟,目的是为 6G 研究提供专业化的指导。联合国可持续发展目标(SDG)列出了促进世界各地的社区繁荣进步、维持可持续发展的工作计划。6G 旗舰组织计划将依照联合国 SDG 引领 6G 发展,是德科技非常荣幸参与了该计划的创建。最近,以北美为中心的 6G 联盟 Next G Alliance(是德科技是创始成员之一)发布了一份白皮书,概要论述了他们实现 6G 可持续发展的愿景。

6G 的环境可持续性使用场景

气候变化导致气温升高和极端天气事件频发,每一位地球公民都需要紧急行动起来。美国宇航局(NASA)报告称,自 19 世纪后期以来,碳排放的增加使得地球表面平均温度升高了 2.12°F(1.18°C),过去七年是有记录以来最热的时期。

全球 135 个国家/地区和数百家企业已做出了实现碳中和的庄严承诺。技术行业已经做好准备,努力开发实现环境可持续性的长期解决方案。特别值得一提的是,电子设计可以支持清洁能源系统的开发和用于环境应用的数据分析,还能推动减少碳排放的机器技术向前发展。

我们将可持续性视作 6G 研究的关键驱动力,并将探讨在以下行业应对气候变化的新方法。

交通运输业

据美国环保局(EPA)称,美国交通运输行业是目前温室气体排放的最大源头(29%)。6G 将赋能智能交通和物流领域的创新,包括互联车辆和交通基础设施。无人驾驶电动汽车的增长不仅会促进清洁能源的推广,还将通过优化交通流量来减少排放。通过将无线连通性技术与传感器技术、分布式计算和人工智能相结合,可以实现这些目标。新技术的组合将支持车辆、交通摄像头和道路之间的实时通信和协调。

全球移动通信系统协会(GSMA)发布的《2020 移动产业 SDG 影响力报告》称,通过远程信息处理来提高车辆监控、路线优化和燃油效率,在 2018 年避免了约 1.05 亿吨的温室气体排放,相当于路面上行驶的汽车减少了 2300 万辆。多伦多的智慧交通管理系统支持交通信号灯自我学习和辨别模式,从而缩短了 25% 的出行时间、减少了 13% 的排放量。

制造业

6G 将在 5G 的基础上对制造业进行更进一步的现代化改造,覆盖产品设计、工厂生产和仓储等所有阶段。互联机器和协作机器人将能够协调所有制造和供应链管理活动,自动执行过去需要手动完成的流程,从而实现更高效、更有弹性的供应链。

启用了 6G 的制造工厂还将增强我们的能力,使我们能够监控和管理能源和水资源使用、减少碳排放以及利用可再生能源为运营提供动力。举个例子,爱立信的 5G 智慧工厂减少了 5% 的废弃物,降低了 5% 的能源成本,并将整体能源效率提高了 24%。

农业

5G 以及 6G 的主要优势之一是将无线接入扩展到农村地区。农村地区使用的化肥、杀虫剂和动物粪便会将有害温室气体排放到大气中,6G 为农业领域开辟了新的可持续发展契机。

智慧农业开创了优化作物生产、保护资源、改善土壤健康和监测牲畜的新方法,这些措施都有助于农民减少碳排放。这份 GSMA 报告还指出,在农业占总用水量 80% 的加利福尼亚州,太阳能传感器和 LTE 网络减少了 6% 的用水量和 5% 的排放量。高通公司最近的一项调查发现,通过使用支持物联网的无人机和传感器收集实时数据,农民能够提高农药喷洒的效率和准确性,从而将农药使用总量减少了 50%。

能源

在全球人口持续增长的同时,管理和减少化石燃料消耗的需求也在增加。6G 将助力全社会过渡到使用可再生能源,并进一步推动智能电网的发展。

智能电网使社区能够更好地监控日益增长的能源需求,优化电力分配,并采用自动化方式来管理巨大的负载变化。高通报告还指出,连通了 5G 的智能电网将减少 12% 的天然气和电力消耗,而 6G 将实现更大幅度的节省。

ICT(信息和通信技术)

我们应当认识到,通信和信息技术行业对整体经济有着巨大的影响,同时对能源消耗也影响巨 大。据 AT&T 估计,在 2018 年间,借助该公司技术实现的温室气体(GHG)减排量是 AT&T 自身整个温室气体排放量的两倍。该公司还设定了到 2025 年减排量增长 10 倍的目标。

ICT 行业的碳足迹已然很大(约占全球耗电量的 1/10),并且还将保持快速增长。作为 ICT 的一个重要部分,无线通信行业制定的 6G 主要目标之一就是减少能源使用并将可持续性纳入运营流程和生命周期管理。

目前,无线接入网(RAN)消耗了无线网络基础设施中的大部分(>50%)能量。随着云化转型的进行,数据中心的消耗量逐步增加,而我们在数据中心看到了巨大的“环保”需求。智能无线空闲和资源共享等技术已经纳入 5G,6G 则在考虑采用更先进的方法。

是德科技致力于通过 6G 技术加速可持续发展

在支持全球环境和社会繁荣发展方面,企业发挥了举足轻重的作用。是德科技非常重视这一作 用。作为 6G 旗舰组织中唯一的测试与测量企业,是德科技在帮助组织应对 6G 挑战方面肩负独特责任。我们还与国际电联通信标准化部门、FCC 技术咨询委员会以及美国、日本、韩国、中国和欧洲等地的行业组织开展了合作。

我们旨在利用自己的研发能力以及我们为设计、仿真和验证应用精心打造的软件和硬件解决方案,推动 6G 旗舰组织在无线连通性、分布式智能无线计算、终端设备和电路设计技术以及垂直行业应用和服务这四个战略领域的研究。我们将为合作伙伴带来优秀的解决方案,为他们提供涵盖所有频段的网络安全、设备表征、网络测试、数据分析、人工智能等技术,以及测量和降低功耗的方法。最后,是德科技面向广泛行业的专业技术将帮助这些团队在汽车电子、物联网、高速数字和新能源等关键领域取得成果。

与 5G 一样,新一代连通性带来了巨大的商机,有可能影响技术、商业领域以及整个社会。我们期待与 6G 旗舰组织合作伙伴和全球其他技术合作伙伴并肩协作,共同制定标准并搭建技术构建模块,建设以人为本、以可持续发展为中心的 6G 网络,从而改变我们的生活,保障社会安全,让全球各地的所有人都紧密联系在一起。

关于是德科技

是德科技提供先进的设计和验证解决方案,旨在加速创新,创造一个安全互联的世界。我们在关注速度和精度的同时,还致力于通过软件实现更深入的洞察和分析。在整个产品开发周期中,即从设计仿真、原型验证、自动化软件测试、制造分析,再到网络性能优化与可视化的整个过程中,是德科技能够更快地将具有前瞻性的技术和产品推向市场,充分满足企业、服务提供商和云环境的需求。我们的客户遍及全球通信和工业生态系统、航空航天与国防、汽车、能源、半导体和通用电子等市场。2021 财年,是德科技收入达 49 亿美元。