現(xiàn)在大家議論的都是5G覆蓋范圍的問題，但是其實6G也已經出現(xiàn)了。實現(xiàn)萬物互聯(lián)這個“終極目標”是6G的最終意義。由于信息時代與網(wǎng)絡時代的速度發(fā)展很快，因此6GD的出現(xiàn)也都很有必要。第六代通信技術還在繼續(xù)發(fā)展當中，這里面需要用到的技術也都很高級。6G還屬于探索階段。

6G即第六代移動通信標準，一個概念性無線網(wǎng)絡移動通信技術，也被稱為第六代移動通信技術。主要促進的就是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

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的數(shù)據(jù)傳輸速率可能達到5G的50倍，時延縮短到5G的十分之一，在峰值速率、時延、流量密度、連接數(shù)密度、移動性、頻譜效率、定位能力等方面遠優(yōu)于5G。 

工信部部長苗圩談6G

2018年3月9日，工信部部長苗圩表示中國已經著手研究6G。 [5-7]

2019年11月3日，科技部會同發(fā)展改革委、教育部、工業(yè)和信息化部、中科院、自然科學基金委在北京組織召開6G技術研發(fā)工作啟動會。會議宣布成立了國家6G技術研發(fā)推進工作組、國家6G技術研發(fā)總體專家組。 [3]

2019年11月20日，2019世界5G大會獲悉，中國聯(lián)通和中國電信已分別展開6G相關技術研究。 [8]

2019年11月，2019年全球首份6G白皮書《6G無線智能無處不在的關鍵驅動與研究挑戰(zhàn)》發(fā)布。白皮書中指出，6G的大多數(shù)性能指標相比5G將提升10到100倍。在6G時代，1秒下載10部同類型高清視頻成為可能 [9]  。

2019年以來，廣東省新一代通信與網(wǎng)絡創(chuàng)新研究院(粵通院)聯(lián)合清華大學、北京郵電大學、北京交通大學、中興通訊股份有限公司、中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院共同開展了 6G 信道仿真、太赫茲通信、軌道角動量等 6G 熱點技術研究。 [10]

2020年11月，北郵6G項目獲得2020年國家重點研發(fā)計劃“寬帶通信與新型網(wǎng)絡”重點專項資助。 [11]

2021年4月12日，華為輪值董事長徐直軍在華為全球分析師大會上表示，6G將在2030年左右推向市場，華為也將發(fā)布6G白皮書，告訴各行各業(yè)6G是什么 [17]  。

國外

2018年，芬蘭開始研究6G相關技術。

2019年3月15日，美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)一致投票通過開放“太赫茲波”頻譜的決定，以期其有朝一日被用于6G服務[1]  。3月24日至26日，芬蘭拉普蘭舉行關于6G的的國際會議。

歐盟、俄羅斯等也正在緊鑼密鼓地開展相關工作。

三星電子公司和LG電子公司都在2019年設立6G研究中心，2020年7月14日三星電子發(fā)布了《下一代超連接體驗》白皮書。

2020年4月8日，日本總務省發(fā)布了2025年在國內確立6G主要技術的戰(zhàn)略目標，希望在2030年實現(xiàn)6G實用化。 [4]  同年，斯科爾科沃科學技術研究院的科學家們開發(fā)了一種技術，并研制出了用于開發(fā)俄羅斯第六代通信系統(tǒng)(6G)組件的設備。斯科爾科沃科學技術研究院研制的設備為開發(fā)6G系統(tǒng)組件開辟了新的前景，特別是太赫茲到光波段的信號轉換器。 第六代領域的研究是在“國家技術倡議”無線通訊技術與物聯(lián)網(wǎng)能力中心活動框架內進行的。該院在研發(fā)過程中依靠的是先進的科學和實驗室設施以及與俄羅斯領先公司的生產聯(lián)系。新設備可允許模擬波長為1.5微米的光輻射，頻率為10GHz的電信號。 [12]

2020年12月16日消息，日本正在瞄準6G目標，采取多項措施推進6G研發(fā)。日本追加預算中，更是撥款用于促進6G研發(fā)，試圖加大力度推進6G研發(fā)，在下一個賽道搶占市場先機。 [13]

相關技術

太赫茲頻段

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。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告訴《互聯(lián)網(wǎng)周刊》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“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、移動端的高度等。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信號的頻率已經在太赫茲級別，而這個頻率已經接近分子轉動能級的光譜了，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，因此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。

相關進展：2020年9月1日新聞報道稱，太赫茲光子學組件研究獲重大突破，有助造出廉價緊湊型量子級聯(lián)激光器，實現(xiàn)6G電信連接。 [14]

空間復用技術

6G將使用“空間復用技術”，6G基站將可同時接入數(shù)百個甚至數(shù)千個無線連接，其容量將可達到5G基站的1000倍。前面說到6G將要使用的是太赫茲頻段，雖然這種高頻段頻率資源豐富，系統(tǒng)容量大。但是使用高頻率載波的移動通信系統(tǒng)要面臨改善覆蓋和減少干擾的嚴峻挑戰(zhàn)。

當信號的頻率超過10GHz時，其主要的傳播方式就不再是衍射。對于非視距傳播鏈路來說，反射和散射才是主要的信號傳播方式。同時，頻率越高，傳播損耗越大，覆蓋距離越近，繞射能力越弱。這些因素都會大大增加信號覆蓋的難度。不止是6G，處于毫米波段的5G也是如此。而5G則是通過Massive MIMO和波束賦形這兩個關鍵技術來解決此類問題的。我們的手機信號連接的是運營商基站，更準確一點，是基站上的天線。Massive MIMO技術說起來挺簡單，它其實就是通過增加發(fā)射天線和接收天線的數(shù)量，即設計一個多天線陣列，來補償高頻路徑上的損耗。在MIMO多副天線的配置下可以提高傳輸數(shù)據(jù)數(shù)量，而這用到的便是空間復用技術。在發(fā)射端，高速率的數(shù)據(jù)流被分割為多個較低速率的子數(shù)據(jù)流，不同的子數(shù)據(jù)流在不同的發(fā)射天線上在相同頻段上發(fā)射出去。由于發(fā)射端與接收端的天線陣列之間的空域子信道足夠不同，接收機能夠區(qū)分出這些并行的子數(shù)據(jù)流，而不需付出額外的頻率或者時間資源。這種技術的好處就是，它能夠在不占用額外帶寬、消耗額外發(fā)射功率的情況下增加信道容量，提高頻譜利用率。不過，MIMO的多天線陣列會使大部分發(fā)射能量聚集在一個非常窄的區(qū)域。也就是說，天線數(shù)量越多，波束寬度越窄。這一點的好處在于，不同的波束之間、不同的用戶之間的干擾會比較少，因為不同的波束都有各自的聚焦區(qū)域，這些區(qū)域都非常小，彼此之間不怎么有交集。但是它也帶來了另外一個問題：基站發(fā)出的窄波束不是360度全方向的，該如何保證波束能覆蓋到基站周圍任意一個方向上的用戶?這時候，便是波束賦形技術大顯神通的時候了。簡單來說，波束賦形技術就是通過復雜的算法對波束進行管理和控制，使之變得像“聚光燈”一樣。這些“聚光燈”可以找到手機都聚集在哪里，然后更為聚焦地對其進行信號覆蓋。5G采用的是MIMO技術提高頻譜利用率。而6G所處的頻段更高，MIMO未來的進一步發(fā)展很有可能為6G提供關鍵的技術支持 [15]  。

技術關鍵指標

幾個衡量6G技術的關鍵指標 ：

1、峰值傳輸速度達到 100Gbps – 1Tbps，而5G僅為10Gpbs;

2、室內定位精度達到10厘米，室外為1米，相比5G提高10倍;

3、通信時延0.1毫秒，是5G的十分一;

4、中斷機率小于百萬分之一，擁有超高可靠性;

5、連接設備密度達到每立方米過百個，擁有超高密度;

6、采用太赫茲(THz)頻段通信，網(wǎng)絡容量大幅提升。 [9]

1、尚未成熟的太赫茲通信技術，這對集成電子、新材料等技術挑戰(zhàn)。 [9]

2、數(shù)據(jù)從采集到消耗中的技術難題。 [9]

5G和6G的開發(fā)是并行的，但6G規(guī)模化使用還很遠。對此，余承東回應稱：“6G在研發(fā)中，估計還需要10年時間，目前也在做技術研究、標準研究，還沒到商用階段。 [16]

“6G網(wǎng)絡的速度將比5G快100倍，幾乎能達每秒1TB，這意味著下載一部電影可在1秒內完成，無人駕駛、無人機的操控都將非常自如，用戶甚至感覺不到任何時延。”南京航空航天大學電子信息工程學院常務副院長吳啟暉說。 [16]

“現(xiàn)在學界對6G的界定有不同的觀點，5G主要是為工業(yè)4.0做前期基礎建設，而6G的具體應用方向目前還處在探索階段。”中國電子學會通信分會主任委員、南京郵電大學物聯(lián)網(wǎng)學院院長朱洪波說，有專家認為，將來6G將會被用于空間通信、智能交互、觸覺互聯(lián)網(wǎng)、情感和觸覺交流、多感官混合現(xiàn)實、機器間協(xié)同、全自動交通等場景。 [16]

不同的時代會帶來不同的技術，從很久之前的2G到3G,再從3G到4G,再到現(xiàn)在的5G,在不久的將來，還會有6G的出現(xiàn)。想要了解更多關于6G的的信息，請繼續(xù)關注中培偉業(yè)。