2020年11月6日11时19分,全球首颗6G试验卫星“电子科技大学号”搭载长征六号遥三运载火箭,在太原卫星发射中心成功升空,并顺利进入预定轨道。此次研制发射的全球首颗6G试验卫星,是太赫兹通信在空间应用场景下的首次技术验证,标志着我国航天领域探索太赫兹空间通信技术有了突破性进展。
◆太赫兹通信全球首次技术验证
全球首颗6G试验卫星“电子科技大学号”卫星重达70公斤,由电子科技大学、国星宇航等联合研制,该卫星搭载了由电子科技大学与国星宇航设计开发的太赫兹卫星通信载荷,在卫星平台上建立收发链路并开展太赫兹载荷试验,成为太赫兹通信在空间应用场景下的全球首次技术验证。
太赫兹是一种频率介于微波与红外之间的电磁波,太赫兹通信具有频谱资源丰富、传输速率高、易小型化、可全天时全天候工作、易实现通信感知一体化等优势,适合星间高速通信及数据传输,在地面和空间通信领域具有重要的应用前景,是全球第六代移动通信(6G)的关键技术之一。
中国工程院院士徐扬生表示,太赫兹试验卫星在太赫兹频段核心器件、太赫兹通信系统等方面完成了技术攻关,尤其是在空间载荷极其苛刻的约束条件下,解决了小型化、低功耗等技术难题。目前,“电子科技大学号”卫星已应用于智慧城市建设、防灾减灾、国土规划、环境保护、重大基础设施建设监测,在太空服务国家战略和经济社会发展。
6G时代将使卫星通信与地面通信网络相融合从而真正实现全球通信。6G频段将从5G的毫米波频段拓展至太赫兹频段。太赫兹通信技术的通信容量可以达到每秒Tb级,在未来有望实现比现在5G通信速度提升100倍以上。太赫兹在太空环境下可以实现无损传输,用较小发射功率实现远距离通信。这种通信,让太赫兹可以广泛应用于卫星互联网。
此颗卫星上还搭载了光学遥感载荷,将应用于农作物灾情监测、林业森林防火、林业资源调查、水利和山洪灾害监测等领域,将为相关用户提供丰富的卫星影像和数据资料。
◆6G将真正构建起物联网世界
在科技飞速发展的今天,6G技术正逐渐走进我们的视野,成为人们关注的焦点。它将如何改变我们的生活?又会给数字经济带来怎样的影响?
中国科学院院士尤肖虎介绍,6G的发展愿景涵盖了六大应用场景和四大发展诉求。在应用场景方面,沉浸式通信将让我们仿佛置身于虚拟世界中,实现全息通信,就像科幻电影里一样神奇;大规模通信会让城市变得更加智慧,交通、物流、健康护理等各个领域都将更加高效便捷;超高可靠与极低时延的特性,对于工业互联和机器人操作至关重要,甚至可以实现远程手术;泛在连接能让世间万物都接入网络,真正构建起物联网的世界;AI与通信融合,会使我们的智能设备变得更加聪明,能更好地理解我们的需求;传感与通信融合则可以精确感知环境信息并进行重建。
在低空经济应用方面,6G技术已经开始展现出它的强大威力。例如,在苏州太湖的渔政巡检中,利用无蜂窝通感一体技术,实现了大面积水域的覆盖,提高了渔政执法的效率;在南京上秦淮的城市治理中,也能够实时回传大量高清视频,为城市管理提供了有力的支持。
尤肖虎表示,6G技术的发展前景十分广阔,它将为数字经济带来新的机遇和挑战,也将推动移动信息网络和数字基础设施的升级,促进我国移动信息产业的发展,为各行各业的数字化、网络化、智能化转型提供强大的动力。
◆6G与人工智能紧密联系
6G的发展新范式也令人瞩目。尤肖虎介绍,6G追求全频谱、全覆盖、全应用,这意味着它将覆盖所有的频段,无论是在城市还是乡村,无论是在地面还是空中,都能提供稳定的网络服务。同时,它还具备强连接、强计算、强智能、强安全的特点。强连接能确保我们在任何地方都能享受到高速网络;强计算能力可以快速处理海量的数据;强智能让网络能够像人一样思考,为我们提供个性化的服务;强安全则可以保护我们的个人信息不被泄露。
此外,6G还突破了传统的连接和地面的限制。在超越连接方面,它从单纯的通信网络升级为综合信息服务平台,不仅可以传输信息,还能提供智慧连接、计算、感知等多种服务。在超越地面方面,它将地面网络和卫星网络等结合起来,实现空天地一体的全域连接。这样一来,即使在偏远的山区或者广阔的海洋上,我们都能享受到6G网络带来的便利。
与此同时,AI和6G之间也有着紧密的联系。它们相互支撑,共同发展。AI可以帮助6G网络实现自主自治和定制化服务,还能优化网络的服务质量。而6G网络则为AI提供了强大的支撑,让云端的AI大模型能够更好地运行,为智能设备提供更好的连接、计算和数据服务。不过,AI在6G中的应用也面临一些挑战,比如要做到绿色环保、实时响应和可靠可控等。
综合自《浙江日报》、《新华日报》、中新网