6G已經(jīng)在來(lái)的路上了

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

　　正當(dāng)吃瓜群眾們(普通用戶)對(duì)5G的美好生活翹首以盼時(shí)，已經(jīng)有人在談?wù)?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/6G">6G的關(guān)鍵技術(shù)了!簡(jiǎn)直讓人猝不及防!

　　在9月的“2018年世界移動(dòng)通信大會(huì)·北美”上，美國(guó)聯(lián)邦通信協(xié)會(huì)(FCC)專員Jessica Rosenworcel女士代表FCC稱，6G將邁向太赫茲頻率時(shí)代，隨著網(wǎng)絡(luò)越加致密化，基于區(qū)塊鏈的動(dòng)態(tài)頻譜共享技術(shù)正在變成新的技術(shù)趨勢(shì)。

　　現(xiàn)在連5G手機(jī)的影子都沒(méi)見到，你怎么就開始跟我談6G的技術(shù)問(wèn)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(dāng)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(lái)說(shuō)，用5G網(wǎng)絡(luò)下一部高清大片只需要1-2秒，而在 6G 網(wǎng)絡(luò)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(huì)有任何延遲的感覺(jué)。

　　不過(guò)，談?wù)?G只關(guān)注網(wǎng)速就顯得太“膚淺”了。因?yàn)樵?G時(shí)代，網(wǎng)速已經(jīng)不再重要。

　　現(xiàn)如今，移動(dòng)通信技術(shù)更迭的意義，已經(jīng)不止于解決人和人之間的無(wú)線通訊、無(wú)線上網(wǎng)的問(wèn)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(shuō)的物聯(lián)網(wǎng)。

　　所謂的萬(wàn)物互聯(lián)是將人、流程、數(shù)據(jù)和事物結(jié)合在一起使得網(wǎng)絡(luò)連接變得更加相關(guān)，更有價(jià)值。它將信息轉(zhuǎn)化為行動(dòng)，能給企業(yè)、個(gè)人和國(guó)家創(chuàng)造新的功能，并帶來(lái)更加豐富的體驗(yàn)和前所未有的經(jīng)濟(jì)發(fā)展機(jī)遇。

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

　　這樣的高科技生活5G能不能實(shí)現(xiàn)呢?

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

　　以網(wǎng)絡(luò)覆蓋為例，像車聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療這類的應(yīng)用需要的是一個(gè)幾乎無(wú)盲點(diǎn)的全覆蓋網(wǎng)絡(luò)。在這一點(diǎn)上，5G還無(wú)法做到一蹴而就，需要在6G時(shí)代得到補(bǔ)充和完善。已有專家提出，6G網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)地面無(wú)線與衛(wèi)星通信集成的全連接世界。通過(guò)將衛(wèi)星通信整合到6G移動(dòng)通信，實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫覆蓋，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)能夠抵達(dá)任何一個(gè)偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村，讓深處山區(qū)的病人能接受遠(yuǎn)程醫(yī)療，讓孩子們能接受遠(yuǎn)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(luò)的聯(lián)動(dòng)支持下，地空全覆蓋網(wǎng)絡(luò)還能幫助人類預(yù)測(cè)天氣、快速應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等。這就是6G未來(lái)。

　　6G通信技術(shù)不再是簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)容量和傳輸速率的突破，它更是為了縮小數(shù)字鴻溝，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)這個(gè)“終極目標(biāo)”，這便是6G的意義。

　　6G是什么樣的?

　　關(guān)于6G的研究已經(jīng)開始。我國(guó)工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)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(dòng)通信?！蹦壳埃瑲W洲、美國(guó)、日本、韓國(guó)等也已有機(jī)構(gòu)陸續(xù)啟動(dòng)了B5G或者6G的技術(shù)研究。

　　不過(guò)，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(rèn)可的6G定義。目前一個(gè)較為官方的回答是，6G將探索并匯集5G所遺漏的相關(guān)技術(shù)。

　　在“2018年世界移動(dòng)通信大會(huì)·北美”上，Jessica Rosenworcel作為美國(guó)聯(lián)邦通信協(xié)會(huì)(FCC)對(duì)外公開討論6G無(wú)線服務(wù)的第一位專員，提出了6G的3大類關(guān)鍵技術(shù)，分別涉及到6G頻譜、6G無(wú)線“超大容量”如何實(shí)現(xiàn)、6G頻譜使用如何創(chuàng)新這3大方面。讓我們?cè)诩夹g(shù)層面上對(duì)6G有了一個(gè)較為具體的展望。

　　1. 6G進(jìn)入太赫茲頻段，網(wǎng)絡(luò)“致密化”

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

　　太赫茲頻段是指100GHz-10THz，是一個(gè)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(wú)線電磁波的頻率在不斷升高。因?yàn)轭l率越高，允許分配的帶寬范圍越大，單位時(shí)間內(nèi)所能傳遞的數(shù)據(jù)量就越大，也就是我們通常說(shuō)的“網(wǎng)速變快了”。

　　不過(guò)，頻段向高處發(fā)展的另一個(gè)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(dāng)路不夠用時(shí)，車輛就會(huì)阻塞無(wú)法暢行，此時(shí)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(shè)備數(shù)量的增加，有限的頻譜帶寬就需要服務(wù)更多的終端，這會(huì)導(dǎo)致每個(gè)終端的服務(wù)質(zhì)量嚴(yán)重下降。而解決這一問(wèn)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(guó)三大運(yùn)營(yíng)商的4G主力頻段位于1.8GHz-2.7GHz之間的一部分頻段，而國(guó)際電信標(biāo)準(zhǔn)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(gè)時(shí)候也將進(jìn)入亞毫米波的頻段。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員茍利軍說(shuō)：“太赫茲在天文中被稱為亞毫米 ，這類天文臺(tái)的站點(diǎn)一般很高而且很干燥 ，比如南極，還有智利的acatama沙漠?！?/p>

　　那么，為什么說(shuō)到了6G時(shí)代網(wǎng)絡(luò)將“致密化”，我們的周圍會(huì)充滿小基站?

　　這就涉及到了基站的覆蓋范圍問(wèn)題，也就是基站信號(hào)的傳輸距離問(wèn)題。

　　一般而言，影響基站覆蓋范圍的因素比較多，比如信號(hào)的頻率、基站的發(fā)射功率、基站的高度等。就信號(hào)的頻率而言，頻率越高則波長(zhǎng)越短，所以信號(hào)的繞射能力(也稱衍射，在電磁波傳播過(guò)程中遇到障礙物，這個(gè)障礙物的尺寸與電磁波的波長(zhǎng)接近時(shí)，電磁波可以從該物體的邊緣繞射過(guò)去。繞射可以幫助進(jìn)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(huì)隨著傳輸距離的增加而增加，基站所能覆蓋到的范圍會(huì)隨之降低。6G信號(hào)的頻率已經(jīng)在太赫茲級(jí)別，而這個(gè)頻率已經(jīng)進(jìn)入分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)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(hào)那么遠(yuǎn)，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(huì)更小。因此，5G的基站密度要比4G高很多，而在6G時(shí)代，基站密集度將無(wú)以復(fù)加。