仰望6G星空,vivo带我们看到了什么?

有人仰望星空,是为了看见更美的未来。

当前,随着5G规模化商用进入快车道,世界主要国家和地区纷纷启动6G研究。信息通信业的主流厂商也纷纷加码对于6G技术的研究,以探索人类更加美好的未来。到底6G会有哪些科技创新?将给我们的生活带来哪些惊喜?7月27日,在 vivo通信研究院正式发布《6G服务、能力与使能技术》白皮书之际,我们参观了vivo移动通信实验室,体验了一下最新的6G黑科技。

仰望星空,到底先看哪里?

其实,从国家层面来讲,我国高度重视6G发展,“十四五”规划纲要明确提出要“前瞻布局6G网络技术储备”。2019年6月,IMT-2030 (6G)推进组在工业和信息化部等部委指导下成立,超过70家国内外企业、高校及科研机构参与,积极推进6G愿景需求研究、关键技术研发、标准研制、国际合作交流及社会经济影响研究等各项工作。作为一家科技企业,vivo选择有针对性地去挖掘和突破。

“比如零功耗终端,我们期望未来的成本在1元人民币以下,有点像小标签,去外面售卖机里面买东西,你拿了东西它知道你拿了它,类似那样的东西,当然比那个技术强一点。”vivo通信研究院院长秦飞说,“6G的终端肯定是泛终端,白皮书最后总结出来看到的几样东西,属于单品量大,适合To C去做的。”

据秦飞介绍,6G超强通信、基础信息和融合计算三大基础服务将衍生出丰富多彩的各类服务用例,比如沉浸式XR、全息呈现、自动驾驶、无线感知、元宇宙等等,它们分别关联着一项或多项基础服务。为指导6G技术选型和系统设计以实现这些服务,vivo通信研究院将6G能力划分为性能和效率两类指标。通过对6G各项服务能力指标的定义描述和参数说明,可以看出,相比5G,6G服务的多样性和6G系统的可扩展性十分突出。以超强通信为例,eMBB 2.0、URLLC 2.0、mMTC 2.0三个子场景分别对应5G三大应用场景的进一步性能提升与服务升级。除此之外,6G将提供基于超强通信、基础信息和融合计算服务的能力边界范围内的更多柔性场景。

具体而言,白皮书中介绍了移动算网融合、通信感知一体化、智能内生系统、数据面、极低功耗通信、MIMO演进、RIS技术、新波形等8项使能技术。

6G原型机首次公开亮相

此次,vivo首次开放移动通信实验室。vivo通信研究院通信预研组总监姜大洁向媒体展示介绍了通信感知一体化的呼吸监测、通信感知一体化的目标测距测速、基于反向散射的极低功耗通信和AI通信四项技术的原型机。据了解,这是vivo首次对外系统公开6G原型机的实验情况。

通信感知一体化,是6G系统提供基础信息服务的重要使能技术,典型的感知用例分为粗粒度感知和细粒度感知两类。此次vivo公开的两个通感一体化原型机分别展示了粗粒度感知中的目标测距测速以及细粒度感知中的呼吸监测。其中,支持目标测距测速的原型样机是一个基于收发天线隔离的自发自收系统,中心频点4GHz,带宽400MHz。用于无线感知的资源开销是7%。展示的功能是室内目标的实时测距和测速。该原型样机的发射功率和天线数目增加后,可以支持更远距离的目标测距测速,例如支持室外的无人机或车辆的测距、测速和测角,赋能未来的智慧交通和无人机监测等场景。

通信感知一体化—目标测距测速原型样机

通信感知一体化—目标测距测速原型样机的测试结果

支持呼吸监测场景的通信感知一体化原型样机,频点 是3.6GHz。现场可以看到,由于人体呼吸的胸腔起伏对无线信号的影响,接收信号的信道冲激响应会发生周期性的变化,从而可以根据信道冲激响应来计算得到呼吸频率。据介绍,通感一体化技术在进行无线感知的同时,通信业务是不中断的,预计未来能够用于智能家居、健康医护等多种场景。

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

通信感知一体化—呼吸监测原型样机的测试结果

极低功耗通信具有低成本、低功率、大连接的特征,是泛在万物互联的使能技术。反向散射通信(Backscatter Communication)是其中最具代表性的技术,其原理是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,实现信号调制与发送。此外,极低功耗通信还包括低功耗接收技术、能量捕获技术等。现场,姜大洁介绍了vivo与北京交通大学共同搭建的反向散射验证平台以及实现的最高数据速率(2Mbps),并表示该技术未来可用于物流跟踪、货物盘点、智能家居、传感器网络、环境监测等场景。

低功耗通信—backscatter反向散射原型样机

在6G通信系统中,AI主要可以用来解决无法准确建模、不易获得闭式解或没有闭式解、多个相关模块联合优化的问题。综合来说,6G将会是一个智能内生系统,让AI服务于网络,提高网络与空口效率,提升系统灵活性,降低运维成本。现场原型机的测试显示,使用基于AI的DMRS(解调参考信号)信道估计,在DMRS资源开销降低一半的条件下也能获得比非AI方案更低的误块率(BLER)和更高的吞吐量。

AI通信原型样机

目前展示的四个原型样机虽然都只在室内验证,但未来有望用于更多更广的真实生活场景,vivo通信研究院也将持续投入研发。

不以考核压力为驱动力

大家都知道,仰望星空、探索神秘的未来需要付出巨大的精力以及大量的投入,如果没有一个宽松环境,这一切都无从谈起。那么vivo探索6G有没有投入产出比的压力呢?

秦飞表示,“其实vivo通信研究院不是纯粹服务自身产品线的,我们的使命是为通信行业做技术贡献,成立研究院当时的理念是vivo作为通信产业的一员参与探索未来的进程,所以我们超前的预研通信端到端系统,研究各种潜在通信场景和终端类型,与vivo产品线做的那些产品和类型没有必然的联系,因此,研发的投入产出比需要我们团队自己给自己设目标,我们是希望成为行业的重要贡献者之一,往值得干的方向上努力,所以在6G的研发上没有什么预算的上限。”

的确,唯有宽松环境才能孕育出石破天惊的创新成果,这其实与此前多项影响人类文明进程的技术发明(如晶体管、C语言)的诞生缘由极为相似。如果一定要追问vivo探索6G的动机,或许秦飞的这段话就是一个最好的诠释——

“vivo作为全球领先的终端公司,对消费者、业界有很多理解,我们对于怎么让6G更好服务于未来的场景、服务于未来用户的有价值的需求有深入的认知,我们认为的系统框架是什么样子,我们觉得哪些技术是可以很好地来提升6G的用户性能体验,达到6G的目标,我们把对这些技术的研发和研究成果及时分享出来,在早期就达成业界共识更重要。一方面是达成共识,另外是为行业多做贡献,另外如果我们看好的方向被业界共同看好,这个方向有可能成为6G的重要方向。”

作为普通消费者,不管是健康、医疗还是工作等方面,大家都希望能够早日用上6G黑科技加持的新款手机或各种新奇的终端,体验一下高科技的神奇魅力。希望vivo通信研究院这栋低调的小楼里能吹出6G的东风,走出划时代的杰作。