5G尚未普及 6G呼嘯而來(lái)？

  ICCSZ訊 5G尚未普及，美國號稱(chēng)開(kāi)始研發(fā)6G。到底是“嘗鮮”5G，還是等等6G？

  2月21日，美國總統特朗普發(fā)推特“我希望5G乃至6G早日在美國落地”。日前，美國聯(lián)邦通信委員會(huì )朝著(zhù)特朗普的指示邁出了第一步，決定開(kāi)放95千兆赫到3太赫茲頻段，供6G實(shí)驗使用。

  紐約大學(xué)教授泰德·拉帕波特發(fā)表聲明：“聯(lián)邦通信委員會(huì )已經(jīng)啟動(dòng)了6G的競賽?！彪y道我們還沒(méi)有享受到5G部署的紅利，網(wǎng)速更快的6G已經(jīng)呼嘯而來(lái)？6G到底是“小荷才露尖尖角”還是“妖嬈全在欲開(kāi)時(shí)”？科技日報記者就此采訪(fǎng)了芬蘭奧盧大學(xué)博士后、無(wú)線(xiàn)通信專(zhuān)家何繼光。

  關(guān)鍵技術(shù)仍在摸索

  “5G布網(wǎng)還沒(méi)完成，甚至國際標準都沒(méi)有完全制定好。6G還在起步階段，剛剛開(kāi)始研究，甚至沒(méi)有清晰的概念定義，其關(guān)鍵技術(shù)仍在摸索之中?！焙卫^光告訴記者，從開(kāi)始研究到技術(shù)成熟需要時(shí)間。歐盟在2013年就啟動(dòng)了METIS項目（2020年信息社會(huì )與移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信助推器），開(kāi)展5G的研究，但直到2015年項目結束，關(guān)鍵技術(shù)都沒(méi)有完全確定?！白鳛橐幻麩o(wú)線(xiàn)通信研究者，我相信6G總有一天會(huì )到來(lái)，但現在仍是完善5G、摸索6G的時(shí)段?！?

  “太赫茲被很多人認為是6G的關(guān)鍵技術(shù)之一。事實(shí)上，太赫茲能否用于無(wú)線(xiàn)通信還在論證?！焙卫^光介紹，之前太赫茲主要用于雷達探測、醫療成像，在無(wú)線(xiàn)通信方面的應用也是近兩年才開(kāi)始研究。它的特點(diǎn)是頻率高、通信速率高，理論上能夠達到太字節每秒（TB/S），但實(shí)際上哪種應用需要如此高的網(wǎng)速尚無(wú)定論。而且太赫茲有明顯的缺點(diǎn)，那就是傳輸距離短，易受障礙物干擾，現在能做到的通信距離只有10米左右，而只有解決通信距離問(wèn)題，才能用于現有的移動(dòng)通信蜂窩網(wǎng)絡(luò )。此外，通信頻率越高對硬件設備的要求越高，需要更好的性能和加工工藝。這些技術(shù)難題短時(shí)間內很難解決。

  路線(xiàn)方案尚需驗證

  “目前，國際通信技術(shù)研發(fā)機構相繼提出了多種實(shí)現6G的技術(shù)路線(xiàn)，但這些方案都處于概念階段，能否落實(shí)還需驗證?！焙卫^光表示，奧盧大學(xué)無(wú)線(xiàn)通信中心是全球最先開(kāi)始6G研發(fā)的機構，目前正在從無(wú)線(xiàn)連接、分布式計算、設備硬件、服務(wù)應用四個(gè)領(lǐng)域著(zhù)手研究。

  無(wú)線(xiàn)連接是利用太赫茲甚至更高頻率的無(wú)線(xiàn)電波通信；分布式計算則是通過(guò)人工智能、邊緣計算等算法解決大量數據帶來(lái)的時(shí)延問(wèn)題；設備硬件主要面向太赫茲通信，研發(fā)對應的天線(xiàn)、芯片等硬件；服務(wù)應用則是研究6G可能的應用領(lǐng)域，如自動(dòng)駕駛等?！澳壳耙仓皇怯羞@四個(gè)方向，具體的細節還沒(méi)有明確?！?

  記者了解到，韓國SK集團信息通信技術(shù)中心曾在2018年提出了“太赫茲+去蜂窩化結構+高空無(wú)線(xiàn)平臺（如衛星等）”的6G技術(shù)方案，不僅應用太赫茲通信技術(shù)，還要徹底變革現有的移動(dòng)通信蜂窩架構，并建立空天地一體的通信網(wǎng)絡(luò )。

  何繼光指出，SK集團提到的去蜂窩化結構是當前的研究熱點(diǎn)之一，即基站未必按照蜂窩狀布置，終端也未必只和一個(gè)基站通信，這確實(shí)能提高頻譜效率，瑞典林雪平大學(xué)的研究團隊最早提出了去蜂窩結構構想。但這一構想能否滿(mǎn)足6G時(shí)延、通信速率等指標，還需要驗證。

  除了SK集團，美國貝爾實(shí)驗室也提出了“太赫茲+網(wǎng)絡(luò )切片”的技術(shù)路線(xiàn)。這些方案在技術(shù)細節上都需要長(cháng)時(shí)間試驗驗證。

  推廣應用成本高昂

  “無(wú)線(xiàn)通信進(jìn)一步發(fā)展，大量投資必不可少?！焙卫^光談到，要提高通信速率有兩個(gè)方案：一是基站更密集，部署量增加，雖然基站功率可以降低，但數量增加仍會(huì )帶來(lái)成本上升；第二種方案就是使用更高頻率通信，比如太赫茲或者毫米波，但高頻率對基站、天線(xiàn)等硬件設備的要求更高，現在進(jìn)行太赫茲通信硬件試驗的成本已經(jīng)超出一般研究機構的承受能力。另外，從基站天線(xiàn)數上來(lái)看，4G基站天線(xiàn)數只有8根，5G能夠做到64根、128根甚至256根，6G的天線(xiàn)數可能會(huì )更多，基站的更換也會(huì )提高應用成本。

  “不改變現有的通信頻段，只依靠通過(guò)算法優(yōu)化等措施很難實(shí)現設想的6G愿景，全部替換所有基站也不現實(shí)?！焙卫^光認為，未來(lái)很有可能會(huì )采取非獨立組網(wǎng)的方式，即在原有基站等設施的基礎上部署6G設備，6G與5G甚至4G、4.5G網(wǎng)絡(luò )共存，6G主要用于人口密集區域或者滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛、遠程醫療、智能工廠(chǎng)等垂直行業(yè)的高端應用。

  其實(shí)，普通百姓對幾十個(gè)G，甚至每秒太字節的速率沒(méi)有太高需求，況且如果6G以毫米波或太赫茲為通信頻率，其移動(dòng)終端的價(jià)格必然不菲。

  “6G在未來(lái)幾年可能在技術(shù)上有所突破，但距離應用部署為時(shí)尚遠?！焙卫^光預測，一方面從事6G研發(fā)的科研機構還比較少，技術(shù)發(fā)展仍需要時(shí)間；另一方面技術(shù)獲得突破后的標準化也需要時(shí)間。

  從技術(shù)的發(fā)展看，6G一定會(huì )到來(lái)。但有需求才有技術(shù)，5G的技術(shù)指標能夠在很長(cháng)時(shí)間內滿(mǎn)足大部分的行業(yè)應用，而且推廣普及5G的投入也很高。除非社會(huì )發(fā)展對6G有非常緊迫的需要，否則不會(huì )在很短時(shí)間內用6G替換5G。