不要說(shuō)6G還早!6G將邁向太赫茲時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)越加致密化

不是我不明白，是這個(gè)世界變化太快。5G還沒(méi)鋪開(kāi)，6G又來(lái)了。

9月13日，在MWCA2018上，美國(guó)FCC官員首次在公開(kāi)場(chǎng)合展望6G技術(shù)。

Jessica Rosenworcel，這位一直支持“網(wǎng)絡(luò)中立”的FCC（美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)）委員，在今年洛杉磯舉行的美國(guó)移動(dòng)世界大會(huì)（MWCA2018）上的一次演講中表示，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)是趨勢(shì)。

本文主要根據(jù)Rosenworcel的演講內(nèi)容，并加了一些技術(shù)和背景描述整理而成。

不要說(shuō)6G還早

Rosenworcel在演講感嘆，在MWCA2018大會(huì)上，無(wú)論是關(guān)于5G的承諾、人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)的進(jìn)步，還是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，這次會(huì)議讓我們對(duì)未來(lái)無(wú)線產(chǎn)業(yè)充滿信心，我們比以往任何時(shí)候都更加確信未來(lái)的世界屬于“連接”。

15年前，暢銷(xiāo)全球的《長(zhǎng)尾理論》作者，被譽(yù)為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的思想家、預(yù)言家Chris Anderson在《連線》發(fā)表了一篇文章預(yù)言：無(wú)線互聯(lián)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。

15年后，今天我們?nèi)魏我粋€(gè)人都堅(jiān)信“萬(wàn)物智聯(lián)”時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，這是一個(gè)萬(wàn)物都將通過(guò)無(wú)線連接的時(shí)代——5G時(shí)代。

5G已經(jīng)到來(lái)，像當(dāng)年Anderson預(yù)言未來(lái)一樣，今天我們談?wù)撓乱淮?G技術(shù)當(dāng)然不會(huì)為時(shí)尚早。

事實(shí)上，幾個(gè)月前，谷歌趨勢(shì)將6G這個(gè)詞評(píng)為搜索引擎中第17個(gè)最受關(guān)注的詞。 最近一家財(cái)富500強(qiáng)企業(yè)詳細(xì)講述了對(duì)6G服務(wù)的新研究。 同時(shí)，請(qǐng)注意，中國(guó)工信部部長(zhǎng)已表示中國(guó)已經(jīng)著手研究6G。

所以，我們今天要談一談6G未來(lái)。

6G將邁向太赫茲時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)越加致密化

從1G到5G，為了提高速率、提升容量，移動(dòng)通信永遠(yuǎn)是向著更多的頻譜、更高的頻段擴(kuò)展。5G由小于6GHz擴(kuò)展到毫米波頻段，6G將邁進(jìn)太赫茲（THz）時(shí)代。

無(wú)線頻段越高，覆蓋范圍越小，5G的基站密度比4G高很多，為了提升覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)速率，我們將在5G基站上引入Massive MIMO和波束賦形技術(shù)。

邁向太赫茲時(shí)代的6G頻段更高，6G時(shí)代的基站密集度將無(wú)以復(fù)加。想象一下，未來(lái)更加小型化的6G基站密集分布于我們的周?chē)?，每個(gè)基站將同時(shí)發(fā)送數(shù)百個(gè)波束，這畫(huà)面是不是太像科幻小說(shuō)里的場(chǎng)景。

這個(gè)世界對(duì)無(wú)線頻譜的需求正在快速增長(zhǎng)，另一方面，隨著網(wǎng)絡(luò)越加致密化，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的投資成本正在不斷加大。如何高效利用頻譜資源，并更好的激發(fā)社會(huì)創(chuàng)新，將成為6G時(shí)代的關(guān)鍵話題。

6G=區(qū)塊鏈+動(dòng)態(tài)頻譜共享技術(shù)

無(wú)線頻譜是稀缺資源，是推動(dòng)數(shù)字化社會(huì)持續(xù)創(chuàng)新的重要載體。

二十多年前，美國(guó)FCC開(kāi)創(chuàng)了授權(quán)頻譜拍賣(mài)規(guī)則，對(duì)某一頻段對(duì)外進(jìn)行公開(kāi)拍賣(mài)，以公開(kāi)競(jìng)價(jià)的方式，將該頻段的使用權(quán)轉(zhuǎn)讓給最高應(yīng)價(jià)者（運(yùn)營(yíng)商）使用。當(dāng)時(shí)這一想法遭到了專(zhuān)家們嘲笑和業(yè)界反對(duì)，但回顧過(guò)去，F(xiàn)CC已舉辦了近90場(chǎng)頻譜拍賣(mài)會(huì)，發(fā)行了超過(guò)44000份頻譜許可證，并籌集了超過(guò)1400億美元的收入。如今看來(lái)，這一規(guī)則是成功的。

但是，過(guò)去的成功并不總是未來(lái)的參考。

授權(quán)頻譜的方式存在著因授權(quán)用戶(hù)獨(dú)占頻段而造成頻譜閑置、利用不充分等問(wèn)題，加劇了頻譜供需矛盾。面向萬(wàn)物智聯(lián)時(shí)代，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋各行各業(yè)，頻譜資源對(duì)經(jīng)濟(jì)支撐的重要性越發(fā)關(guān)鍵，傳統(tǒng)授權(quán)頻譜分配方式因在使用權(quán)限和范圍上存在局限性，極有可能阻礙整個(gè)社會(huì)推動(dòng)創(chuàng)新。

為此，美國(guó)FCC于2015年開(kāi)展推動(dòng)動(dòng)態(tài)頻譜共享，在3.5GHz上推出CBRS（公眾無(wú)線寬帶服務(wù)），通過(guò)集中的頻譜訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)動(dòng)態(tài)管理不同類(lèi)型的無(wú)線流量，以提高頻譜使用效率，激發(fā)社會(huì)共同創(chuàng)新。

CBRS建立了三層頻譜共享接入體系（SAS），使用CBRS的無(wú)線運(yùn)營(yíng)商無(wú)需獲得頻譜許可證，即可快速、輕松地部署5G網(wǎng)絡(luò)。

CBRS的核心引擎是SAS，SAS實(shí)際上就是一個(gè)基于認(rèn)知無(wú)線系統(tǒng)的頻譜控制器，具備我們都熟知的網(wǎng)絡(luò)中的控制器的管理功能，它負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)現(xiàn)有的軍用雷達(dá)、衛(wèi)星系統(tǒng)和新的商業(yè)用戶(hù)間的頻譜接入。

SAS體系分為三級(jí)：已有業(yè)務(wù)、優(yōu)先接入（PAL）和普通授權(quán)接入（GAA）。已有業(yè)務(wù)擁有最高優(yōu)先級(jí)，包括已在3.5GHz頻段上獲得授權(quán)的衛(wèi)星通信服務(wù)和美國(guó)海軍雷達(dá)系統(tǒng)等，它們將受到最高級(jí)別的保護(hù)，免受優(yōu)先接入和普通授權(quán)接入用戶(hù)的干擾；優(yōu)先接入享有免受普通授權(quán)接入用戶(hù)干擾的保護(hù)；普通授權(quán)接入的優(yōu)先級(jí)最低，不受任何干擾保護(hù)。

▲SAS三層構(gòu)架

SAS的任務(wù)就是保護(hù)較高層用戶(hù)免受低層用戶(hù)的影響，并優(yōu)化CBRS頻段內(nèi)所有用戶(hù)可用頻譜的有效使用，因此150 MHz的CBRS頻譜是動(dòng)態(tài)共享的?？刂破骶S護(hù)所有CBRS無(wú)線基站的數(shù)據(jù)庫(kù)，包括其層級(jí)狀態(tài)、地理位置和其他相關(guān)信息，以協(xié)調(diào)頻率和發(fā)射功率分配，并監(jiān)視和保護(hù)頻帶免受潛在干擾。

根據(jù)FCC規(guī)則，至少80 MHz頻譜可用于普通授權(quán)接入（GAA）使用（假設(shè)不存在已有用戶(hù)），并且在某些情況下，如果沒(méi)有已有業(yè)務(wù)和優(yōu)先接入用戶(hù)，還可以在一定區(qū)域內(nèi)使用完整的150 MHz頻譜。

SAS是基于云化的系統(tǒng)，具有可編程性和擴(kuò)展性，基于標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放API，支持運(yùn)營(yíng)商O(píng)SS/BSS系統(tǒng)接口以集成計(jì)費(fèi)、管理等業(yè)務(wù)功能。

Rosenworcel表示，CBRS極具創(chuàng)造性、高效性和前瞻性，但隨著新技術(shù)的發(fā)展，還可實(shí)現(xiàn)更智能、更加分布式的動(dòng)態(tài)頻譜共享接入技術(shù)，這就是“區(qū)塊鏈+動(dòng)態(tài)頻譜共享”技術(shù)。

區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)庫(kù)，無(wú)需中央中介即可安全更新，未來(lái)可以探索使用區(qū)塊鏈作為動(dòng)態(tài)頻譜共享技術(shù)的低成本替代方案，而不再通過(guò)集中式的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)支持頻譜共享接入，這不但可以降低動(dòng)態(tài)頻譜接入系統(tǒng)的管理費(fèi)用，提升頻譜效率，還可以進(jìn)一步增加接入等級(jí)和接入用戶(hù)。

Rosenworcel認(rèn)為，使用去中心化的分布式賬本來(lái)記錄各種無(wú)線接入信息可進(jìn)一步激發(fā)新技術(shù)創(chuàng)新，甚至改變未來(lái)使用無(wú)線頻譜的方式。

Rosenworcel在演講最后強(qiáng)調(diào)，6G并不像你們想象的那么遙遠(yuǎn)。請(qǐng)記住，當(dāng)15年前Chris Anderson首次預(yù)言無(wú)線的黃金時(shí)代即將到來(lái)時(shí)，人們覺(jué)得不可思議。但現(xiàn)在，幾乎人人都在用智能手機(jī)，移動(dòng)互聯(lián)已經(jīng)蓬勃發(fā)展了10年，今天沒(méi)有人再懷疑當(dāng)年Chris Anderson的預(yù)言。不過(guò)，面向6G時(shí)代，頻譜規(guī)則制定者們應(yīng)當(dāng)重新審視過(guò)去的一些做法，為未來(lái)做好準(zhǔn)備。