全球布局6G：預(yù)計(jì)到2020年將正式開始研發(fā)，2030年投入商用

導(dǎo)讀：根據(jù)設(shè)想，未來6G技術(shù)理論下載速度可以達(dá)到每秒1TB，預(yù)計(jì)到2020年將正式開始研發(fā)，2030年投入商用。

5G已經(jīng)來了，6G還遠(yuǎn)嗎？全球關(guān)于6G的布局競爭正在悄然上演，若將2019年稱之為6G研發(fā)元年也不為過。據(jù)媒體報(bào)道，除中國外，美國、俄羅斯、歐盟等國家和地區(qū)也在進(jìn)行相關(guān)的概念設(shè)計(jì)和研發(fā)工作。

一、全球布局6G

就在上個(gè)月，各國200多位頂尖無線通信專家齊聚芬蘭萊維(Levi)，參加由芬蘭奧盧大學(xué)主辦的全球首個(gè)6G峰會(huì)。峰會(huì)主旨是"為6G到來鋪平道路"。 "來自中國電信、華為、中興和清華大學(xué)的專家也參加了此次峰會(huì)，展示了中國的6G方案。"據(jù)媒體報(bào)道，"中國方案非常搶眼"。

咨詢機(jī)構(gòu)專家估計(jì)，下一代6G手機(jī)可能將在2030年至2035年之間問世。未來6G的傳輸能力可能將在5G的基礎(chǔ)上提升100倍。網(wǎng)絡(luò)的延遲也將相應(yīng)地進(jìn)一步減少，從毫秒級降到微秒級。同時(shí)，6G也完全有可能實(shí)現(xiàn)人工智能在手機(jī)上的應(yīng)用。

紫金山實(shí)驗(yàn)室未來網(wǎng)絡(luò)方向部分成果 （圖片來源：中新網(wǎng)）

近日，美國聯(lián)邦通信委員會(huì)通過太赫茲波段開放，美國欲繞過5G的爭奪市場，直接進(jìn)入6G時(shí)代。

去年的11月，我國科技部擬將"與 5G/6G 融合的衛(wèi)星通信技術(shù)研究與原理驗(yàn)證"課題，列入國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃"寬帶通信和新型網(wǎng)絡(luò)"重點(diǎn)專項(xiàng)中，據(jù)證券時(shí)報(bào)，工信部IMT-2020（5G）無線技術(shù)工作組組長粟欣表示，6G概念研究已經(jīng)啟動(dòng)。

根據(jù)設(shè)想，未來6G技術(shù)理論下載速度可以達(dá)到每秒1TB，預(yù)計(jì)到2020年將正式開始研發(fā)，2030年投入商用。

二、概念解析：什么是6G？

根據(jù)公開信息，關(guān)于6G概念可以追溯到2017 年 11 月，彼時(shí)英國電信集團(tuán)（BT）首席網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師 Neil McRae對 6G 通信進(jìn)行了展望，他認(rèn)為 6G 將是"5G+衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)"，在 5G 的基礎(chǔ)上集成衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。

6G是第六代移動(dòng)通信（Sixth Generation Mobile Communications）的簡稱。6G技術(shù)將5G與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合以實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，被認(rèn)為是廉價(jià)、快速的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。6g技術(shù)的目標(biāo)是為移動(dòng)用戶提供多媒體、聯(lián)網(wǎng)的全天候服務(wù)信息服務(wù)。6G技術(shù)將是創(chuàng)建全球無線網(wǎng)絡(luò)(World Wide Wireless Web ,WWW)基礎(chǔ)設(shè)施的最佳候選方案。

根據(jù)“5G”微信公眾平臺(tái)一直以來的觀察和及時(shí)報(bào)道，目前，中國、歐洲、美國、日本、韓國等已有一些機(jī)構(gòu)陸續(xù)啟動(dòng)B5G或者6G技術(shù)研究，但是還遠(yuǎn)沒有達(dá)到"統(tǒng)一6G定義"的階段，比如有的認(rèn)為6G基于太赫茲頻段，有的認(rèn)為5G+AI 2.0=6G，有的認(rèn)為5G+空聯(lián)網(wǎng)=6G。

綜合起來，行業(yè)專家認(rèn)為6G要往4個(gè)方向去發(fā)展：

一是多網(wǎng)絡(luò)的融合--陸地、天空甚至多層次，將來衛(wèi)星的聯(lián)合組網(wǎng)跟陸地通信聯(lián)合組網(wǎng)，不光有低軌衛(wèi)星、還有高軌衛(wèi)星、甚至有更高的衛(wèi)星，"進(jìn)行全網(wǎng)絡(luò)的覆蓋"可能是未來6G技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向；

二是頻段還得往上走---目前5G最高使用毫米波頻段，未來可能隨著芯片或者物理技術(shù)的成熟，6G會(huì)使用更高的頻段比如太赫茲頻段，而且頻譜利用的方式也會(huì)發(fā)生一些變化；

三是采用"去蜂窩"網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、無線能量傳輸技術(shù)等；

四是要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的IT化和個(gè)性化---比如可能發(fā)展成"個(gè)人定制類型的通信網(wǎng)絡(luò)"等。

太赫茲：未來的6G關(guān)鍵詞

2019年3月20日，美國聯(lián)邦通信委員會(huì)一致投票決定開放"太赫茲波"頻率段，該頻率段在95GHz到3THz范圍內(nèi)，正是預(yù)測6G通信技術(shù)將進(jìn)入的頻段。由于該頻率段是6G技術(shù)的潛在頻段，未來可供6G研發(fā)使用，所以FCC的投票似乎在驗(yàn)證之前盛傳的美國政府已提前考慮6G的布局，并可能利用自身在無線領(lǐng)域領(lǐng)先的優(yōu)勢，繞過5G的爭奪市場，直接進(jìn)入6G時(shí)代。

據(jù)悉，在這一未來的競爭領(lǐng)域中，作為6G關(guān)鍵技術(shù)的太赫茲開始頻繁進(jìn)入普通大眾的視野，太赫茲技術(shù)被世界發(fā)達(dá)國家列為搶占頻譜的資源戰(zhàn)略點(diǎn)和科技制高點(diǎn)。美國把它列為改變?nèi)祟惖那八拇蠹夹g(shù)之一，日本把它列為改變?nèi)毡臼髴?zhàn)略之首，我國也把它列為關(guān)鍵性技術(shù)，數(shù)年前已有通訊企業(yè)開始布局深耕這一領(lǐng)域。

圖片資料來源于網(wǎng)絡(luò)

據(jù)悉，太赫茲泛指頻率在0.1~10太赫茲波段內(nèi)的電磁波，1THz=1000GHz，處于宏觀經(jīng)典理論向微觀量子理論、電子學(xué)向光子學(xué)的過渡區(qū)域。在頻率上它要高于微波，低于紅外線；而能量大小則在電子和光子之間。

太赫茲波傳輸是太赫茲波通信系統(tǒng)研究中的一個(gè)重要組成部分，就現(xiàn)階段研究來看，太赫茲技術(shù)最重要的用處就在于對空間通信的優(yōu)化?，F(xiàn)在即將進(jìn)入商用階段的5G頻段已從450MHz擴(kuò)展到60GHz，下載速度達(dá)到秒速。而更進(jìn)一步到95GHz以上，進(jìn)入太赫茲頻段的6G毫無疑問將對世界帶來翻天覆地的變化。

三、6G與5G有什么進(jìn)步及不同的應(yīng)用場景

據(jù)《6G 移動(dòng)通信技術(shù)展望》中指出，到目前為止，在未來第六代移動(dòng)通信系統(tǒng)（6G，the sixth generation mobile communication system）中，網(wǎng)絡(luò)與用戶將被看作一個(gè)統(tǒng)一整體。用戶的智能需求將被進(jìn)一步挖掘和實(shí)現(xiàn)，并以此為基準(zhǔn)進(jìn)行技術(shù)規(guī)劃與演進(jìn)布局。

5G 的目標(biāo)是滿足大連接、高帶寬和低時(shí)延場景下的通信需求。在 5G 演進(jìn)后期，陸地、海洋和天空中存在巨大數(shù)量的互聯(lián)自動(dòng)化設(shè)備，數(shù)以億計(jì)的傳感器將遍布自然環(huán)境和生物體內(nèi)?；谌斯ぶ悄埽ˋI，artificial intelligence）的各類系統(tǒng)部署于云平臺(tái)、霧平臺(tái)等邊緣設(shè)備，并創(chuàng)造數(shù)量龐大的新應(yīng)用。

《6G 移動(dòng)通信技術(shù)展望》文中指出，6G 的早期階段將是5G 進(jìn)行擴(kuò)展和深入， 以 AI、邊緣計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)智能應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)的深度融合，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)、虛擬用戶、智能網(wǎng)絡(luò)等功能。進(jìn)一步，在人工智能理論、新興材料和集成天線相關(guān)技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，6G 的長期演進(jìn)將產(chǎn)生新突破，甚至構(gòu)建新世界。戶實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的需求。

資料來源：《6G移動(dòng)通信技術(shù)展望》

6G 不僅包含 5G 涉及的人類社會(huì)、信息空間、物理世界（人、機(jī)、物）這 3 個(gè)核心元素，還包含本文定義的第四維元素-靈（Genie）。Genie存在于虛擬世界體系，不需要人工參與即可實(shí)現(xiàn)通信和決策制定。Genie 基于實(shí)時(shí)采集的大量數(shù)據(jù)和高效機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，完成用戶意圖的獲取以及決策的制定。Genie 可以作為 6G 用戶的 AIA，提供強(qiáng)大的代理功能。由于不受智能終端的具體物理形態(tài)的限制，Genie 凌駕于 VPS 并包含 VBS 和 BSS 的完備功能，具備為用戶構(gòu)建個(gè)性化自主沉浸式立體代理的能力。

資料來源：《6G移動(dòng)通信技術(shù)展望》

6G最明顯的出發(fā)點(diǎn)是速度和頻譜。最初的想法是6G的目標(biāo)速度為1tb / s（太字節(jié)每秒）。為了獲得這些速度，信號(hào)需要傳輸超過1太赫茲，而5G的傳輸范圍只有區(qū)區(qū)千兆赫。

四、6G的市場空間

近日，北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)管理研究中心主任李文璟為展望2030年的6G時(shí)代，全息技術(shù)、全感技術(shù)會(huì)使我們的生活更加便捷和美好。

這一技術(shù)將涉及全息視頻通話、沉浸式購物、遠(yuǎn)程全息手術(shù)等業(yè)務(wù)場景。

"所謂全息，是和平面上的3D完全不一樣的、是真正的對三維的重構(gòu)新的完整的構(gòu)建，比如全息通話，我跟你全息視頻對話時(shí)，好象你真的站在我對面，是一個(gè)真正三維立體的存在。"

李文璟介紹："此外還有全感官。我們?nèi)祟惖母泄偈欠浅ＸS富的，5G里面用到視覺和聽覺，都可能用到。但是像觸覺、味覺、嗅覺和體感等，5G都沒有用到，在6G業(yè)務(wù)里面這些感覺可能都會(huì)用到。比如沉浸式購物時(shí)，遠(yuǎn)程買花，在家里就能聞到花香；家里老人摔倒了，老人身體的各項(xiàng)指標(biāo)全身的數(shù)據(jù)，包括痛感程度都會(huì)以全息的方式迅速傳到子女或者醫(yī)院里；再比如虛擬沉浸式游戲里的撞擊和拳擊的痛感，在真實(shí)世界里也現(xiàn)場可以感受到，這是虛擬場景和真實(shí)場景的深度融合。"

近日，紫金山實(shí)驗(yàn)室的尤肖虎教授團(tuán)隊(duì)研究員李連鳴介紹，服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求，實(shí)驗(yàn)室剛成立就率先啟動(dòng)了6G移動(dòng)通信先期研究。6G特點(diǎn)是采用毫米波與太赫茲等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信等天地融合全覆蓋，完成面向全應(yīng)用的安全智能通信，傳輸速率將是5G的100倍左右，有望達(dá)到1TB/秒，從而使全息影像傳播、自動(dòng)駕駛等成為可能。

銀河證券認(rèn)為，"6G=5G+衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)"，衛(wèi)星通信將在 5G/6G 通信時(shí)代有廣闊的應(yīng)用前景。根據(jù)美林銀行的預(yù)測，航天業(yè)的規(guī)模將從 2016 年的 3500 億美元增長至 2046 年的超過 2.7 萬億美元，年復(fù)合增長率約為 7%，其中相當(dāng)一部分增長將源自新型低軌通信衛(wèi)星。

低軌衛(wèi)星通信優(yōu)勢明顯，應(yīng)用阻礙得到解決。低軌通信衛(wèi)星距離地面近、通信時(shí)延短、數(shù)據(jù)傳輸率高，移動(dòng)終端重量、體積與個(gè)人移動(dòng)設(shè)備相差無幾，更適合大眾普及。隨著現(xiàn)代移動(dòng)通信和電子元器件技術(shù)的飛速發(fā)展，制約早期低軌通信衛(wèi)星系統(tǒng)的通話質(zhì)量、數(shù)據(jù)傳輸速率和使用成本等問題迎刃而解，未來個(gè)人移動(dòng)終端與衛(wèi)星直連通話、上網(wǎng)已不是遙不可及，低軌衛(wèi)星通信的應(yīng)用時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。

專家預(yù)測未來6G網(wǎng)絡(luò)會(huì)是一個(gè)密集型網(wǎng)絡(luò)，只有這樣才能做到廣域覆蓋，如何部署基站成了首要難題。部署6G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)不止這些困難，太赫茲技術(shù)還需要進(jìn)一步地深入開發(fā)，并且有效的將這些頻段的應(yīng)用豐富起來才能真正部署起6G網(wǎng)絡(luò)。