科技界憧憬6G技术 实现智慧城市构想 通讯时延降至微秒 恍如实时感觉

2021-08-31 04:02

本港进入5G(第五代流动通讯)时代不久,科学界已急不及待展望6G研发,内地更在今年六月发表白皮书,目标在2030年实现6G商用,到底6G相比5G有何不同?科技业界指出,5G技术虽然将网络时延降至毫秒级,仍未足以应付无人驾驶及虚拟实境的应用,预计要到6G年代,才可实现人与立体影像即时互动。此外,人工智能科企须即时上传高成像影片进行分析,惟5G上传速度难以应付,令科技界憧憬通过6G实现智慧城市构想。不过,学者指出6G技术仍于初步阶段,需要更多研究始能实现。

由中国信息通信研究院成立的IMT-2030(6G)推进组今年六月发布《6G总体愿景与潜在关键技术白皮书》,分析6G的潜在应用场景及所需的关键技术,预计在2030年实现商用。事实上,纵然5G商用不过刚刚开始,各地已开展6G研究,美国电信标准组织去年十月成立6G通讯技术联盟,成员包括Google、苹果、facebook、微软等巨企。德国政府据报将出资折合23亿港元,资助大学及企业研发,以减少对外国的依赖。

AI收集数据 5G难应付大量8K影像
  
5G相比4G,有数据传送速度倍增、降低网络延迟的优点,令科技界一度憧憬藉此建立万物互联的智慧城市。不过,应科院通讯技术副总裁庄哲义指出,基于本港目前可使用的5G频谱有限,再加上基础设施的限制,5G除了加快数据传送速度外,并无带来革命性改变。

香港科学园科培网络会长李治纬指出,5G成功将讯息时延大幅降至几毫秒,但仍然处于一般人能感受到的范围,在应用虚拟实境时,当中的时延会影响用家体验。如采用6G技术,讯息时延将进一进降至微秒级,令人有恍如实时的感觉。

此外,李治纬续说,人工智能企业在收集数据时,往往会用到4K或8K解像度的影像,如只是传送单一镜头拍摄的影像,5G勉强可以应付,若镜头多于一个,则难以负担。最终企业须铺设光纤綫路解决问题,导致成本大增,不利智慧城市的发展。然而,由于6G的频宽及速度将较5G大幅提升,可以实时传送影像至中央系统进行分析,更有利于实时监察。

快LTE百倍 可传输三维影像

城大电机工程学系副教授、太赫兹及毫米波国家重点实验室成员黄衡指,5G的毫米波波段若达30GHz,已较现时普及的4G LTE传输速度快数十倍,若6G再推进至100GHz,将较LTE技术快一百倍。目前全球正研究如何助6G技术「落地」,应用至生活层面。

通讯形式方面,城大电机工程学系讲座教授、太赫兹及毫米波国家重点实验室主任陈志豪回顾早期的移动通讯系统中,由于频谱的频宽不足,在2G年代只能传送文字讯息,逐渐发展到现时可以流畅地参与会议。步入6G年代,影像将不限于平面,「例如我和你通话时,手机可以投射出你的三维影像,就如在一个模拟的空间,大家面对面说话。」

医疗记录三维化 精准做手术

除了实时的虚拟实境通讯外,陈志豪指,6G可助医护人员一臂之力,传送病历的速度将大增,「伤者上救护车后,有关数据已可传往医院让医护准备手术用具。」病人过往的医疗记录影像可三维化,医生手术期间亦可辅以仪器观看三维图像,令手术更精准。

政府近年推动以物联网结合AI等技术建构智慧城市,黄衡指6G出现后,可促进智能车联网的发展,「6G可让流动的物件之间相互沟通。」陈志豪补充指,6G将进一步缩短通讯的时延,可提升安全度:「如果所有车均无人驾驶,必须在短时间内知道周边物件是否正接近。」

无人机再非天马行空
  
由于6G是首个将无网络由地面覆盖至天空的概念,黄衡预料,日后乘坐飞机时亦可使用网络,有了6G的衞星网络,无人机、无人驾驶的空中的士等构思亦非天马行空。

6G技术有不少方面尚待研究,庄哲义预计,6G未来所使用的无綫传输频率将到达「太赫兹(THz)」水平,其好处除了传输速度比5G所用的毫米波更快外,相关频谱过去从未广泛使用,不会遇上推广5G时所面对的频谱不足问题。

由于频率愈高,空气对信号的吸收力度愈大,需靠天扫描找出信号方向,再与基站对接才能成功接收数据。黄衡透露,城大团队在天技术方面相对领先,冀可继续发展并生产新的6G设备。此外,他指行内亦正研究光学技术,以了解在投射三维影像时,如何减低外部光源对影像的影响。

港学界可与大湾区企业合作

学者指出,各国近年已就6G技术展开科技比并,认为学界可与大湾区的龙头企业合作,将科研成果转化。
早期通讯技术以地广及人流疏落的北欧国家发展较迅速,直至发展5G,中国始后来居上。黄衡形容现时中、美及欧洲似「三国鼎立」,进行一场强国的科技比并。陈志豪提到,中国申请的6G技术专利至今已占约3成,美国则占约18%,韩国三星上月亦与美国加州大学合作,展示6G太赫兹的无通讯原型系统。他指香港的无线通讯研究虽有成绩,惟或因政策缺乏远见,未有本地的科技生产企业。近年港府鼓励研发人员创业,陈志豪认为学界亦可与大湾区内的龙头企业合作,令大学的科研转化为应用于世界的产品。

庄哲义指出,应科院研发方向着重将技术商品化,他相信目前的6G研究与商品化仍有距离,但他们可以与大学合作进行概念验证,并与研究人员交流如何将技术应用于实际场景。

原文刊《星岛日报》「每日杂志」 记者 郭增龙 陈倩婷

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