6G已經(jīng)在來的路上了

　　秒級下完一部高清電影，加載中的小圈圈要消失了，再也不用擔心視頻通話時畫面卡在奇怪的地方然后被對方截圖了，據(jù)說冰箱、空調(diào)、水表、甚至穿衣鏡都能聯(lián)網(wǎng)……

　　正當吃瓜群眾們(普通用戶)對5G的美好生活翹首以盼時，已經(jīng)有人在談論6G的關鍵技術了!簡直讓人猝不及防!

　　在9月的“2018年世界移動通信大會·北美”上，美國聯(lián)邦通信協(xié)會(FCC)專員Jessica Rosenworcel女士代表FCC稱，6G將邁向太赫茲頻率時代，隨著網(wǎng)絡越加致密化，基于區(qū)塊鏈的動態(tài)頻譜共享技術正在變成新的技術趨勢。

　　現(xiàn)在連5G手機的影子都沒見到，你怎么就開始跟我談6G的技術問題了……

　　5G已經(jīng)這么快了，6G的速度難道要上天?

　　我們知道，5G的理論下載速率為每秒10GB，是當前4G上網(wǎng)速率的10倍。那么6G呢? 6G的理論下載速度是每秒1TB(也就是5G的100倍)!這是什么概念?就拿下載影片來說，用5G網(wǎng)絡下一部高清大片只需要1-2秒，而在 6G 網(wǎng)絡下僅10毫秒(0.01 秒)就可以下載完畢!幾乎等同于在線觀看，人們不會有任何延遲的感覺。

　　不過，談論6G只關注網(wǎng)速就顯得太“膚淺”了。因為在6G時代，網(wǎng)速已經(jīng)不再重要。

　　現(xiàn)如今，移動通信技術更迭的意義，已經(jīng)不止于解決人和人之間的無線通訊、無線上網(wǎng)的問題了，而是要更好地解決物和物之間、物和人之間的聯(lián)系，也就是我們通常所說的物聯(lián)網(wǎng)。

　　所謂的萬物互聯(lián)是將人、流程、數(shù)據(jù)和事物結合在一起使得網(wǎng)絡連接變得更加相關，更有價值。它將信息轉(zhuǎn)化為行動，能給企業(yè)、個人和國家創(chuàng)造新的功能，并帶來更加豐富的體驗和前所未有的經(jīng)濟發(fā)展機遇。

　　萬物互聯(lián)是什么樣的呢?舉個簡單的例子，就是你可以用一部手機控制很多東西，比如直接向自己家里的智能家居下達指令，讓智能家居機器人做家務，智能監(jiān)控家庭一舉一動、直接呼叫無人車等等。

　　這樣的高科技生活5G能不能實現(xiàn)呢?

　　雖然我們對于5G的憧憬和期待是萬物智聯(lián)，但它做到的更多是信息極速傳輸，離真正的萬物互聯(lián)還存在一定距離。

　　以網(wǎng)絡覆蓋為例，像車聯(lián)網(wǎng)、遠程醫(yī)療這類的應用需要的是一個幾乎無盲點的全覆蓋網(wǎng)絡。在這一點上，5G還無法做到一蹴而就，需要在6G時代得到補充和完善。已有專家提出，6G網(wǎng)絡將是一個地面無線與衛(wèi)星通信集成的全連接世界。通過將衛(wèi)星通信整合到6G移動通信，實現(xiàn)全球無縫覆蓋，網(wǎng)絡信號能夠抵達任何一個偏遠的鄉(xiāng)村，讓深處山區(qū)的病人能接受遠程醫(yī)療，讓孩子們能接受遠程教育。此外，在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、電信衛(wèi)星系統(tǒng)、地球圖像衛(wèi)星系統(tǒng)和6G地面網(wǎng)絡的聯(lián)動支持下，地空全覆蓋網(wǎng)絡還能幫助人類預測天氣、快速應對自然災害等。這就是6G未來。

　　6G通信技術不再是簡單的網(wǎng)絡容量和傳輸速率的突破，它更是為了縮小數(shù)字鴻溝，實現(xiàn)萬物互聯(lián)這個“終極目標”，這便是6G的意義。

　　6G是什么樣的?

　　關于6G的研究已經(jīng)開始。我國工業(yè)和信息化部部長苗圩表示：“去年年底還是今年年初，我們已經(jīng)開始著手在研究6G的發(fā)展，也就是第六代移動通信。”目前，歐洲、美國、日本、韓國等也已有機構陸續(xù)啟動了B5G或者6G的技術研究。

　　不過，現(xiàn)在6G定義還未出現(xiàn)。各方都有自己的愿景，并未得到統(tǒng)一的、大家都認可的6G定義。目前一個較為官方的回答是，6G將探索并匯集5G所遺漏的相關技術。

　　在“2018年世界移動通信大會·北美”上，Jessica Rosenworcel作為美國聯(lián)邦通信協(xié)會(FCC)對外公開討論6G無線服務的第一位專員，提出了6G的3大類關鍵技術，分別涉及到6G頻譜、6G無線“超大容量”如何實現(xiàn)、6G頻譜使用如何創(chuàng)新這3大方面。讓我們在技術層面上對6G有了一個較為具體的展望。

　　1. 6G進入太赫茲頻段，網(wǎng)絡“致密化”

　　Rosenworcel表示，6G將使用太赫茲(THz)頻段，且6G網(wǎng)絡的“致密化”程度也將達到前所未有的水平，屆時，我們的周圍將充滿小基站。

　　太赫茲頻段是指100GHz-10THz，是一個頻率比5G高出許多的頻段。從通信1G(0.9GHz)到現(xiàn)在的4G(1.8GHZ以上)，我們使用的無線電磁波的頻率在不斷升高。因為頻率越高，允許分配的帶寬范圍越大，單位時間內(nèi)所能傳遞的數(shù)據(jù)量就越大，也就是我們通常說的“網(wǎng)速變快了”。

　　不過，頻段向高處發(fā)展的另一個主要原因在于，低頻段的資源有限。就像一條公路，即便再寬闊，所容納車量也是有限的。當路不夠用時，車輛就會阻塞無法暢行，此時就需要考慮開發(fā)另一條路。

　　頻譜資源也是如此，隨著用戶數(shù)和智能設備數(shù)量的增加，有限的頻譜帶寬就需要服務更多的終端，這會導致每個終端的服務質(zhì)量嚴重下降。而解決這一問題的可行的方法便是開發(fā)新的通信頻段，拓展通信帶寬。

　　目前，我國三大運營商的4G主力頻段位于1.8GHz-2.7GHz之間的一部分頻段，而國際電信標準組織定義的5G的主流頻段是3GHz-6GHz，屬于毫米波頻段。到了6G，將邁入頻率更高的太赫茲頻段，這個時候也將進入亞毫米波的頻段。中國科學院國家天文臺研究員茍利軍說：“太赫茲在天文中被稱為亞毫米 ，這類天文臺的站點一般很高而且很干燥 ，比如南極，還有智利的acatama沙漠。”

　　那么，為什么說到了6G時代網(wǎng)絡將“致密化”，我們的周圍會充滿小基站?

　　這就涉及到了基站的覆蓋范圍問題，也就是基站信號的傳輸距離問題。

　　一般而言，影響基站覆蓋范圍的因素比較多，比如信號的頻率、基站的發(fā)射功率、基站的高度等。就信號的頻率而言，頻率越高則波長越短，所以信號的繞射能力(也稱衍射，在電磁波傳播過程中遇到障礙物，這個障礙物的尺寸與電磁波的波長接近時，電磁波可以從該物體的邊緣繞射過去。繞射可以幫助進行陰影區(qū)域的覆蓋)就越差，損耗也就越大。并且這種損耗會隨著傳輸距離的增加而增加，基站所能覆蓋到的范圍會隨之降低。6G信號的頻率已經(jīng)在太赫茲級別，而這個頻率已經(jīng)進入分子轉(zhuǎn)動能級的光譜了，很容易被空氣中的被水分子吸收掉，所以在空間中傳播的距離不像5G信號那么遠，6G需要更多的基站“接力”。

　　5G使用的頻段要高于4G，在不考慮其他因素的情況下，5G基站的覆蓋范圍自然要比4G的小。到了頻段更高的6G，基站的覆蓋范圍會更小。因此，5G的基站密度要比4G高很多，而在6G時代，基站密集度將無以復加。