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6G 技術可能實現哪些創新應用?專訪國立中山大學通訊工程研究所曾凡碩副教授

112/06/30 瀏覽次數 5183
圖一:在 6G 的時代如何整合資訊、提供服務將成為一大關鍵,AI、機器學習為何扮演很重要的角色?(影像來源:shutterstock)

圖一:在 6G 的時代如何整合資訊、提供服務將成為一大關鍵,AI、機器學習為何扮演很重要的角色?(影像來源:shutterstock)

 

行動通訊從 1980 年代僅能提供語音通訊的 1G,直到 2010 年開始提供多元網路服務如收發電子信件、上網、聽音樂、看影音串流的 4G 網路,現階段則大步邁入 5G 商業推廣佈署建置。

隨著 5G 服務邁入商用推廣,為攻佔下個世代的行動通訊系統優勢,臺灣也開始投入 6G 通訊布局,超前佈署以維持在資通訊產業的領先地位。究竟 6G 將如何改變我們的生活?本次科技大觀園專訪國立中山大學通訊所,同時任職中山大學南區促進產業發展研究中心(中山產發)的曾凡碩副教授,為我們推導對於未來 6G 使用情境的想像。

提升智能化程度,提供更廣泛新穎的服務

「5G 到 6G 效能上的改變,造成的變化將不只攸關訊息的速度,更多的是新型態的服務推出。」曾凡碩強調。綜觀過往的行動通訊演進,每個世代較前一個世代,在通訊容量、速度、延遲程度、定位精準度等各項數據都有 10 倍以上的提升;現階段 6G 的標準內容尚在討論階段,但也可預期 5G 到 6G 會有近似的進步幅度,並可預期將大幅增強感測器與服務的整合性。

以 5G 為基礎做比較,6G 應用智能化程度將更高,可讓感測器與通訊結合更加緊密;而在永續的浪潮之下,也將更重視通訊與運算的能量效益,最後,也可預期 6G 會進一步納入如低軌道衛星、無人機等高階精密設備,讓行動通訊成為真正立體的無遠弗屆服務網絡。曾凡碩認為,6G 快速、低延遲、誤差率低的特性與智能化能力,將可充份滿足各種場景如物聯網、自駕車應用中「整合」的需求,特別是以人工智慧進行複雜的多重資料收集、運算、決策,舉例來說,自駕車內(外)部一定有許多如影像與雷達等感測元件,而周遭交通環境也會有許多感測裝置提供附近車潮、人潮、交通、環境等參數,如何將這些資訊「整合」化為有用的資訊給駕駛參考成為相當重要的技術課題,例如透過這些感測參數規劃出最優行車路線提供給用路人;因此,人工智慧中的機器學習便是一個關鍵技術可以有效整合這些資訊,達到真正智能汽車服務。

進一步延伸,人工智慧的技術使6G 的整體通訊網路架構將更具彈性,讓人們的收訊更符合傳輸效益,感測器的布建也將進一步提高通訊裝置對於環境的感知能力,例如對於空氣品質、交通狀況、天氣變化可有更即時的資訊與應對。

最後,將低軌道衛星與無人機的通信納入6G物聯網應用,將打造出更多未知、新穎而便利的服務項目。

6G 對環境掌握度更高,消除行動網路盲區

在 6G 的時代如何優化通訊網路架構、整合資訊、提供服務將成為一大關鍵:「6G 時代下將增加很多的感測器,如何整合這些感測器資訊,其中AI技術中的機器學習技術就會扮演很重要的角色。」從曾凡碩專長的技術觀點,過去網路傳輸架構皆是分層設計,各層次與各區塊基本上是分開優化,此外網路架構皆是固定模式,不具彈性化。而人工智慧是整合系統的優化新利器,可幫助6G系統整合眾多感測資訊,提供適當網路架構與傳輸機制,並可收集資料,快速做出應對決策、提供更準確的對應服務。

6G 的特性讓許多需要低延遲、短時間傳輸大量資料的技術,如全息投影、遠端手術得以進入應用;而整合低軌衛星通訊與無人機通訊的系統將消除行動網路的盲區,提供偏遠地區或海上船隻及時的通訊連線,可以補強過去同步衛星的高延遲與低速率之缺點,讓船聯網的應用更加成熟,如低軌道衛星可以幫助水溫,洋流,含氧量等感測器資料與聲納相關資訊收集,有助於漁業捕撈與生態環境保護等規劃。此外,6G定位技術可配合無人機與感測器的整合,為智慧城市與工業4.0開創新應用,例如:智能無人機搜救、無人機運輸、智慧工廠可利用無人機加RFID技術進一步盤點/紀錄相關產品資訊等。

「到了 2030 年,大多數的電子設備都會連網。」連網加上人工智慧技術的軟硬體整合,曾凡碩認為 6G 時代將帶來全新的實體世界發展,未來實體世界將可以做到完全的可程式化與數位化,讓人們對於環境的感知與掌握度更高。

要節能又要運算,6G 將面臨的挑戰

在真正步向 6G 時代之前,研究開發還有哪些挑戰需要克服呢?曾凡碩分析,首先物聯網服務現階段仍有許多開發空間,很多東西都可連上網,但是相對應用情境與需求尚未成熟;其次,人工智慧智相關技術將耗費大量的資料收集與運算資源,在當今節能減碳的趨勢之下,達到高效能又要節省運算能耗將成為一項挑戰,綠能導向之機器學習技術將成為爾後發展重點之一。此外,產業現場對於導入數位化、智能轉型較為遲疑,需要以試驗場域作示範建立基礎,才能讓產業導入 6G 物聯網數位轉型後的優勢。曾凡碩表示,這也是他所任職的中山產發最重要的任務,透過AIoT相關技術推動南部特色產業的數位轉型與升級,有效讓6G相關技術在產業落地驗證,不僅能發展數位端的技術能力,更能促進產業發展。

資料來源

●  採訪國立中山大學通訊工程研究所曾凡碩副教授

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