文｜新眸 葉靜
編輯｜桑明強(qiáng)
自5G逐漸規(guī)模應(yīng)用后，關(guān)于6G的討論就層出不窮。
從2018年國(guó)內(nèi)著手研究6G，到紐約大學(xué)、加州大學(xué)進(jìn)行太赫茲6G方向預(yù)研；從建立6G聯(lián)盟，到SKTelecom與諾基亞和愛立信簽署了相關(guān)協(xié)議，以加強(qiáng)在6G網(wǎng)絡(luò)研發(fā)方面的合作；除了國(guó)內(nèi)，美國(guó)、俄羅斯、日本以及歐盟都在緊鑼密鼓地開展6G研討，一時(shí)間，6G似乎比元宇宙還火。
按照過去經(jīng)驗(yàn)來看，移動(dòng)通信技術(shù)基本上保持著“十年1G”的迭代周期。
每一代移動(dòng)通信技術(shù)的誕生，都出于解決行業(yè)發(fā)展所面臨的難題，并且，新一代通信技術(shù)變革，對(duì)上一代的降維打擊往往是顛覆性的。比如最早的1G，它僅僅提供了移動(dòng)語(yǔ)音電話的解決方案，類似大哥大這類傳呼機(jī)；到了2G，移動(dòng)語(yǔ)音和短信應(yīng)用開始普及;3G是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信的時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用生態(tài)也在此時(shí)開始生根發(fā)芽;4G是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的黃金年代；5G在于萬(wàn)物互聯(lián)。
可能是3G到4G過于絲滑，5G的到來，并沒有引起全民換機(jī)潮，并且，輿論對(duì)6G的看法也兩極分化：正面的聲音認(rèn)為6G是大勢(shì)所趨；反面觀點(diǎn)則認(rèn)為6G就是炒概念，沒有人真的需要6G。當(dāng)然，爭(zhēng)議并不是最重要的議題，很多人還沒搞明白6G究竟是什么，以及6G會(huì)改變什么。
從人到智能體
早在2019年，SantiagoTenorio（沃達(dá)豐網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)總監(jiān)）就曾表示，“行業(yè)應(yīng)該把6G變成‘無(wú)G’(no-G)?！痹谒磥?，目前的技術(shù)已經(jīng)到頂，除了升級(jí)服務(wù)和應(yīng)用程序，幾乎沒有什么根本上的改進(jìn)余地，6G是子虛烏有的事情。到了去年8月,IEEE曾面向數(shù)百名電信網(wǎng)絡(luò)行業(yè)專家，展開對(duì)6G看法的調(diào)研，結(jié)果過半數(shù)的人更傾向認(rèn)為，6G是在5G基礎(chǔ)上的一個(gè)升級(jí)延續(xù)，而非顛覆。
就像廣泛使用的4G，基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率大幅提升，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)催生了大量的新業(yè)態(tài)，直播就是最典型的案例。但4G能較好匹配消費(fèi)級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景，卻難以適配更高級(jí)的運(yùn)算場(chǎng)景：比如AI領(lǐng)域信息收集和處理，所以人們起初對(duì)于5G的認(rèn)知，更多地停留在網(wǎng)速更快這一層面上。
但實(shí)際上，5G不僅讓智能家居、智能穿戴、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智慧城市等新概念逐漸實(shí)現(xiàn)，并且?guī)硇碌纳虣C(jī)，對(duì)個(gè)人也包括行業(yè)都會(huì)有改變。
根據(jù)《華為6G白皮書》，與前幾代移動(dòng)通信技術(shù)相比，6G將在5G基礎(chǔ)上，從“連接的事物”演變?yōu)椤斑B接的智能”。結(jié)合AI、云計(jì)算及大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，賦能萬(wàn)事萬(wàn)物，實(shí)現(xiàn)智能泛在連接，6G的主流應(yīng)用也將會(huì)是XR云服務(wù)、觸覺反饋、全息顯示等。
這里就不得不提到一個(gè)老概念：數(shù)字孿生。
使用場(chǎng)景上，數(shù)字孿生基于物理世界生成一個(gè)數(shù)字化的孿生虛擬世界，物理世界的人和人、人和物、物和物之間將可以通過數(shù)字化世界來傳遞信息。它最早被用在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)測(cè)性維護(hù)上，而“人的數(shù)字孿生”是通過在人體內(nèi)使用大量智能傳感器，采集現(xiàn)實(shí)人體的各種器官數(shù)據(jù)，數(shù)字化重建后形成數(shù)字人。
圖：6G場(chǎng)景（來源：中國(guó)移動(dòng)研究院）
在6G的一些設(shè)想中，未來人們是能夠傳遞觸覺、嗅覺、味覺的，甚至人的情感都可以傳遞和交互，當(dāng)然，這種語(yǔ)境下科幻色彩有些過于濃厚，所以導(dǎo)致一些人士認(rèn)為6G是非必要的。
6G的技術(shù)原理
接下來我們聊聊6G的技術(shù)層面。
眾所周知，從1G到5G，為了提高無(wú)線鏈路的速率和容量，移動(dòng)通信總向著更多的頻譜、更高的頻段去擴(kuò)展。據(jù)《日經(jīng)新聞》報(bào)道，日本現(xiàn)行的5G通信，以6GHZ以下的頻段為主，速度和4G并沒有太大差異。之所以早早展開6G技術(shù)攻防戰(zhàn)，是為了應(yīng)對(duì)未來以太赫茲運(yùn)用、人造衛(wèi)星技術(shù)等科技競(jìng)爭(zhēng)。
補(bǔ)充一個(gè)知識(shí)點(diǎn)：太赫茲是一個(gè)頻率單位，1THz=1000GH，基于太赫茲技術(shù)，6G網(wǎng)速能夠達(dá)到5G網(wǎng)速的50倍以上，也就是說，在6G時(shí)代，室內(nèi)的精準(zhǔn)度誤差可能會(huì)降到10厘米以內(nèi)，而在室外精準(zhǔn)度的誤差也不會(huì)超過1米。
作為高速寬帶的通信載體，太赫茲波具有極高的方向性和穿透能力，因此適用于惡劣環(huán)境下的短距離保密通訊，也適用于高帶寬需求的衛(wèi)星通信領(lǐng)域。國(guó)際通訊聯(lián)盟認(rèn)為6G如果要變成以太赫茲技術(shù)為基礎(chǔ)的超高速網(wǎng)絡(luò)，需要開拓的是100GHz-10THz的頻段范圍。
因?yàn)橹笆謾C(jī)通信網(wǎng)絡(luò)主要以光纖連接的基站接入互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，由于6G的應(yīng)用場(chǎng)景將會(huì)更豐富，考慮到近空和海面、高山、沙漠等地面基站搭建的困難，將使用低軌道衛(wèi)星和飛行在平流層的高空偽衛(wèi)星無(wú)人機(jī)，衛(wèi)星通信將是傳統(tǒng)地面移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要補(bǔ)充，空天地一體化的覆蓋成為趨勢(shì)。
也有行業(yè)專家認(rèn)為，不同于目前手機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)以光纖連接的基站作為基礎(chǔ)，“6G網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)地面無(wú)線與衛(wèi)星通信的連接?！边@樣一來，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)無(wú)縫抵達(dá)，理想狀態(tài)下能夠覆蓋世界的各個(gè)角落，甚至讓荒僻地區(qū)的人們都能接受遠(yuǎn)程醫(yī)療和教育，并且，在衛(wèi)星系統(tǒng)與地面網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)動(dòng)下，進(jìn)行更為精準(zhǔn)的天氣預(yù)測(cè)，做到快速應(yīng)對(duì)突發(fā)自然災(zāi)害。
但不得不說的是，對(duì)于太赫茲技術(shù)，我們?nèi)孕枥硇浴?/p>
一般來說，網(wǎng)絡(luò)的迭代分為兩個(gè)層面，一是傳輸，二是應(yīng)用。傳輸指的是硬件層面，比如基站、芯片這些，應(yīng)用主要是指軟件。因?yàn)?G已經(jīng)落實(shí)到具體的軟件應(yīng)用，所以能在一定程度上改變我們的生活方式，4G的成功讓5G和6G壓力陡增，所以我們經(jīng)常能聽到：雖然大家天天在談5G，但5G也只在硬件維度上是成熟狀態(tài)，距離實(shí)際的規(guī)模應(yīng)用還有很長(zhǎng)一段距離，至于6G，仍停留在理論方面。
聞庫(kù)（中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)）曾表示，“太赫茲作為6G的重要技術(shù)方向，前提基礎(chǔ)還是要先把毫米波培育成熟?！边@背后的原因很簡(jiǎn)單，現(xiàn)在4G、5G用的毫米波仍存在覆蓋能力弱、建網(wǎng)成本高企、終端生態(tài)不成熟等問題亟需解決。
換句話說，就算到了6G時(shí)代，太赫茲波也有可能遭遇類似問題。如果說MassiveMIMO（大規(guī)模天線技術(shù)）是5G的標(biāo)志性技術(shù)，那么6G的主要方向，還是在于如何提升場(chǎng)景適應(yīng)性、降低系統(tǒng)開銷、簡(jiǎn)化計(jì)算、提升多用戶配對(duì)效率等方面。
人們通常會(huì)認(rèn)為AI給5G打開了一扇窗，5G能讓AI變得更泛在，“萬(wàn)物互聯(lián)”就是在這樣的基礎(chǔ)上被提出。那么問題來了，誰(shuí)會(huì)敲開6G的需求大門，“萬(wàn)物智聯(lián)”是真命題還是偽命題，這些問題都要等到6G標(biāo)準(zhǔn)出來才能回答。
6G距離我們有多遠(yuǎn)？
通信技術(shù)的更迭不比其他，一般來說，先有標(biāo)準(zhǔn)后有應(yīng)用。
但需要注意的是，標(biāo)準(zhǔn)往往來自于場(chǎng)景規(guī)模應(yīng)用的直接反饋，6G也不例外，與其說業(yè)界在為6G技術(shù)競(jìng)合，倒不如說為標(biāo)準(zhǔn)尋找真正意義上的試驗(yàn)田。就目前來看，雖然業(yè)界還沒有制定出6G統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)6G商用化進(jìn)程已經(jīng)達(dá)成了初步共識(shí)，并規(guī)劃出了時(shí)間線雛形，去年科技風(fēng)云榜大會(huì)上，王建宙（中國(guó)移動(dòng)原董事長(zhǎng)）曾表示，“到2030年，6G將會(huì)商用?！?/p>
在5G尚未完全普及之時(shí)，很多人吐槽6G注定會(huì)“起個(gè)大早，趕了個(gè)晚集”，但參考移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)“用一代、做一代、看一代”的發(fā)展規(guī)律，提前備戰(zhàn)下一代通信技術(shù)，進(jìn)行前瞻性的研發(fā)和專利儲(chǔ)備，并不為過。
畢竟，上升至戰(zhàn)略層面，這很有可能是搶占未來信息產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)的關(guān)鍵。
據(jù)劉光毅（中國(guó)移動(dòng)研究院首席專家）推測(cè)，基于5G的研發(fā)歷程，整個(gè)6G研發(fā)將大概分為兩個(gè)階段。第一階段(2018—2025年)，愿景、需求的定義和關(guān)鍵技術(shù)的研究驗(yàn)證、系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)與原型驗(yàn)證；第二階段(2026—2030年)，3GPP開始相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定，“端到端”產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)，業(yè)務(wù)和應(yīng)用培育以及商用部署。
放眼國(guó)外，芬蘭率先發(fā)布了全球首份6G白皮書，Horizon2020組織啟動(dòng)“智能網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)”的6G研究項(xiàng)目、美國(guó)一直重視太赫茲及空天地一體化技術(shù)領(lǐng)域，形成了由SpaceX、Amazon、Astra和波音公司等為核心成員的低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)編隊(duì)；日韓6G研究偏向校企合作，其中LG、三星建立了6G研究中心，并發(fā)布6G白皮書，內(nèi)容涵蓋了6G愿景、演進(jìn)趨勢(shì)、應(yīng)用場(chǎng)景、標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間表等。
當(dāng)我們把通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求，和馬斯洛需求層次理論類比，我們不難發(fā)現(xiàn)，后者從人類動(dòng)機(jī)的角度出發(fā)，把人的需求從低到高依次分為生理、安全、社交、尊重和自我實(shí)現(xiàn)，前者從1G發(fā)展至今，從基本滿足人與人之間的通信需求，到滿足各種生活場(chǎng)景需求，再到人與物、物與物間的高速連接，通信技術(shù)已經(jīng)成為連接真實(shí)物理世界與虛擬數(shù)字世界的紐帶。
但摩爾定律的失效，不免讓我們停下來思考：6G漫談，是否為時(shí)過早？