文|創(chuàng)瞰巴黎 Sophy Caulier

編輯|Meister Xia

導(dǎo)讀：

在信息化時(shí)代，掌握通信領(lǐng)域前沿科技，占據(jù)核心技術(shù)“制高點(diǎn)”極為重要。5G加速普及和應(yīng)用的關(guān)鍵時(shí)刻，6G也在加速向我們走來(lái)。目前，世界各國(guó)紛紛啟動(dòng)6G研究，打響6G爭(zhēng)奪戰(zhàn)。但是5G還未普及，6G有必要研發(fā)嗎？6G會(huì)帶來(lái)哪些突破性的變革？6G在未來(lái)會(huì)有哪些用途，又有哪些挑戰(zhàn)呢？本期為“通信技術(shù)的挑戰(zhàn)”系列一，帶您了解為什么需要發(fā)展6G通訊技術(shù)，以及其面臨哪些技術(shù)挑戰(zhàn)。

一覽：

• 5G通訊網(wǎng)絡(luò)比4G快10倍。
• 6G采用的是太赫頻段（1000GHz到30THz之間），網(wǎng)速將比5G快100倍。
• 根據(jù)遠(yuǎn)程通訊的原理，信號(hào)的頻率越高，帶寬越大，但傳輸距離越短，所以必須開(kāi)發(fā)6G信號(hào)加強(qiáng)技術(shù)，才能保證遠(yuǎn)距離通訊的性能不打折扣。
• 以超低微秒級(jí)延時(shí)率為基礎(chǔ)，6G可促進(jìn)超級(jí)互聯(lián)，支持超即時(shí)應(yīng)用，在無(wú)人駕駛、工業(yè)4.0、遠(yuǎn)程醫(yī)療等領(lǐng)域催生顛覆性創(chuàng)新。
• 地緣政治因素將讓未來(lái)的世界更加分裂，即使在移動(dòng)通訊領(lǐng)域也不例外，許多國(guó)家都欲在數(shù)字空間搶奪主權(quán)先機(jī)。

5G的部署還在起步期，但許多科研機(jī)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)商已啟動(dòng)6G通訊研究，預(yù)計(jì)2030年能投入使用。6G未來(lái)會(huì)有哪些用途，帶來(lái)哪些優(yōu)勢(shì)，又有哪些挑戰(zhàn)呢？

在法國(guó)，5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)于2020年11月在部分地區(qū)推出，覆蓋面正逐漸擴(kuò)大，預(yù)計(jì)2030年實(shí)現(xiàn)全國(guó)覆蓋。根據(jù)法國(guó)電子通信和郵政監(jiān)管局統(tǒng)計(jì)，截止至2021年9月，全國(guó)四大運(yùn)營(yíng)商（布依格電信、Free Mobile、Orange、SFR）共建有22600個(gè)基站，使用的三個(gè)頻段分別為700–800 MHz、1.8–2.1 GHz、3.5 GHz。高速公路和城市主干道的5G全覆蓋分別將在2025年和2027年實(shí)現(xiàn)。

不過(guò)，移動(dòng)通訊設(shè)備的大型制造商和相關(guān)產(chǎn)業(yè)研究院所早已開(kāi)始了下一代6G技術(shù)的研發(fā)。畢竟，研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作要至少十年時(shí)間，加上部署推廣，耗時(shí)還得翻一倍。因此，6G的研發(fā)工作不待5G全面推廣，就已啟動(dòng)了。

6G太赫茲通訊的優(yōu)劣勢(shì)

5G通訊網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)頻段網(wǎng)速比4G快10倍，而6G采用的是太赫頻段（1000GHz到30THz之間），網(wǎng)速將比5G快100倍。

然而，超高頻頻段的使用存在挑戰(zhàn)，是研發(fā)者正在攻克的技術(shù)難關(guān)。根據(jù)遠(yuǎn)程通訊的原理，信號(hào)的頻率越低，傳得越遠(yuǎn)，但帶寬越小。高頻恰好相反——信號(hào)傳輸距離短而帶寬大。

2021年夏天，三星成功實(shí)現(xiàn)了6G數(shù)據(jù)在15米的距離內(nèi)傳輸。幾周后，韓國(guó)的LG電子和德國(guó)弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)的一項(xiàng)聯(lián)合研究將傳輸距離延長(zhǎng)到了100余米。

超高頻通訊的另一難點(diǎn)在于基站的布局。6G基站間距必須控制在100米左右，才能達(dá)到應(yīng)有的網(wǎng)速和性能標(biāo)準(zhǔn)。在城區(qū)，基站的密集部署在技術(shù)上不成問(wèn)題，唯一的障礙是公眾對(duì)新技術(shù)的反對(duì)。相比之下，在農(nóng)村地區(qū)，實(shí)現(xiàn)6G覆蓋存在技術(shù)上的困難。不過(guò)，一些運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)在著手研究解決方案，如設(shè)立高空平臺(tái)基站（將無(wú)線基站安放在長(zhǎng)時(shí)間停留在高空的飛行器上）。2022年1月，空客宣布與日本電信電話(huà)公司、日本移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商DoCoMo、日本完美天空J(rèn)SAT控股開(kāi)啟聯(lián)合研究，探索在衛(wèi)星上安裝基站的可能性，為海洋、高空、偏遠(yuǎn)地區(qū)、災(zāi)難地區(qū)等信號(hào)覆蓋弱的區(qū)域提供無(wú)線通訊服務(wù)。

6G讓現(xiàn)實(shí)與虛擬深度融合

繼2G（以語(yǔ)音通訊為代表）、3G（以文字短消息通訊為代表）、4G（以網(wǎng)速提升、app大量涌現(xiàn)為代表）、5G（以物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動(dòng)化為代表）之后，6G將開(kāi)啟一系列全新應(yīng)用場(chǎng)景。6G網(wǎng)絡(luò)下的應(yīng)用將深度融合現(xiàn)實(shí)和虛擬世界，集合先進(jìn)成像、定位和AI技術(shù)，營(yíng)造沉浸式的VR通訊、VR溝通、VR合作環(huán)境，并推進(jìn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程手術(shù)、16K流媒體、無(wú)人駕駛、數(shù)字孿生等技術(shù)的發(fā)展。

根據(jù)諾基亞公司的分析，6G通訊將具有六大特點(diǎn)：一是進(jìn)一步釋放AI和機(jī)器學(xué)習(xí)的潛力，讓計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)自動(dòng)優(yōu)化通訊效率。二是以超高太赫茲頻段帶來(lái)超高網(wǎng)速，超越5G 100倍。三是感知周?chē)h(huán)境——6G電磁波對(duì)周?chē)沫h(huán)境、物體和人有較強(qiáng)感知度，可用于物體定位或測(cè)量運(yùn)動(dòng)速度、溫度等環(huán)境參數(shù)。四是促進(jìn)超級(jí)互聯(lián)，以6G的超低微秒級(jí)延時(shí)率為基礎(chǔ)（5G只能實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)延時(shí)），推動(dòng)無(wú)人駕駛、視頻會(huì)議等需要實(shí)時(shí)連接的應(yīng)用的發(fā)展。五是代替?zhèn)鹘y(tǒng)有線通訊，普及高個(gè)性化、高自動(dòng)化的新型通訊網(wǎng)絡(luò)的部署。六是安全性更高，自設(shè)計(jì)之初便結(jié)合先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。

6G引發(fā)的地緣政治競(jìng)爭(zhēng)

“說(shuō)來(lái)奇怪，5G的全球部署才剛起步，6G的研發(fā)怎么就迫不及待地開(kāi)始了呢？這首先是因?yàn)?G的潛在應(yīng)用已進(jìn)入可預(yù)見(jiàn)范圍內(nèi)，如海量數(shù)據(jù)瞬間傳輸、數(shù)字孿生、智能無(wú)人駕駛、沉浸式在線購(gòu)物和支付。此外，6G代表的不僅是新技術(shù)、新服務(wù)，還意味著基于移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的新商業(yè)模式的崛起和快速發(fā)展。再者，地緣政治因素將讓未來(lái)的世界更加分裂，即使在移動(dòng)通訊領(lǐng)域也不例外，鑒于此，許多國(guó)家都在大力支持政府和企業(yè)科研人員開(kāi)發(fā)6G專(zhuān)利技術(shù)，以便在6G角逐中搶占先機(jī)?！?/em>