5G尚未普及 6G呼嘯而來？
日期：2019-03-22 11:11:19 來源(yuan)：凡帝朗
5G尚未普及，美國號稱開(kai)始(shi)研發(fa)6G。到底是“嘗鮮”5G，還是等等6G？
2月21日(ri)，美(mei)國(guo)總(zong)統特(te)朗普發推特(te)“我希望5G乃至6G早日(ri)在(zai)美(mei)國(guo)落(luo)地”。日(ri)前，美(mei)國(guo)聯邦通信(xin)委員會(hui)朝著特(te)朗普的指示邁出了(le)第一步(bu)，決定開放95千兆赫到3太赫茲(zi)頻段，供6G實(shi)驗(yan)使用。
紐約(yue)大學教授泰德·拉帕波特(te)發表聲明：“聯(lian)邦(bang)通信委員會已(yi)經啟動了6G的競賽。”難道我們還沒有享受到5G部(bu)署的紅(hong)利，網速更快的6G已(yi)經呼嘯而來？6G到底是“小荷才露(lu)尖(jian)尖(jian)角(jiao)”還是“妖嬈全在欲開(kai)時”？科技日報(bao)記者(zhe)就此采訪了芬蘭奧盧(lu)大學博士后、無線通信專家(jia)何繼光。
關鍵技術仍在摸索
“5G布網還(huan)沒(mei)(mei)(mei)完(wan)(wan)成(cheng)，甚(shen)至國際標準(zhun)都沒(mei)(mei)(mei)有(you)(you)完(wan)(wan)全(quan)制(zhi)定(ding)(ding)好。6G還(huan)在(zai)起步階段(duan)，剛剛開(kai)始研(yan)(yan)(yan)究(jiu)，甚(shen)至沒(mei)(mei)(mei)有(you)(you)清晰的(de)概念(nian)定(ding)(ding)義(yi)，其(qi)關鍵技(ji)術仍(reng)在(zai)摸索(suo)之中。”何繼光告訴記者，從開(kai)始研(yan)(yan)(yan)究(jiu)到(dao)技(ji)術成(cheng)熟(shu)需要(yao)時(shi)間(jian)。歐盟在(zai)2013年就啟動(dong)了METIS項(xiang)(xiang)目（2020年信息(xi)社會(hui)與移動(dong)無(wu)線(xian)通信助(zhu)推(tui)器），開(kai)展5G的(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)，但直到(dao)2015年項(xiang)(xiang)目結束，關鍵技(ji)術都沒(mei)(mei)(mei)有(you)(you)完(wan)(wan)全(quan)確定(ding)(ding)。“作(zuo)為一名無(wu)線(xian)通信研(yan)(yan)(yan)究(jiu)者，我相信6G總(zong)有(you)(you)一天會(hui)到(dao)來(lai)，但現在(zai)仍(reng)是(shi)完(wan)(wan)善(shan)5G、摸索(suo)6G的(de)時(shi)段(duan)。”
“太(tai)赫茲(zi)被很多人認為(wei)是(shi)6G的(de)關鍵技術之一。事實上(shang)(shang)，太(tai)赫茲(zi)能否用(yong)(yong)(yong)于無線通信還在(zai)論(lun)(lun)證(zheng)。”何(he)繼光介紹，之前太(tai)赫茲(zi)主要用(yong)(yong)(yong)于雷達探測、醫療成像，在(zai)無線通信方面的(de)應用(yong)(yong)(yong)也是(shi)近兩年才(cai)開始研究。它(ta)的(de)特點是(shi)頻率(lv)高(gao)、通信速(su)率(lv)高(gao)，理論(lun)(lun)上(shang)(shang)能夠達到(dao)太(tai)字節每秒（TB/S），但(dan)實際上(shang)(shang)哪種(zhong)應用(yong)(yong)(yong)需要如此高(gao)的(de)網速(su)尚(shang)無定論(lun)(lun)。而(er)且太(tai)赫茲(zi)有(you)明顯的(de)缺點，那就是(shi)傳(chuan)輸距(ju)(ju)離(li)短，易受障礙物干(gan)擾(rao)，現(xian)在(zai)能做到(dao)的(de)通信距(ju)(ju)離(li)只有(you)10米左右，而(er)只有(you)解決通信距(ju)(ju)離(li)問題(ti)，才(cai)能用(yong)(yong)(yong)于現(xian)有(you)的(de)移動通信蜂窩(wo)網絡。此外(wai)，通信頻率(lv)越(yue)高(gao)對硬件設備的(de)要求越(yue)高(gao)，需要更好的(de)性能和(he)加工工藝。這(zhe)些(xie)技術難(nan)題(ti)短時(shi)間內很難(nan)解決。
路線方案尚需驗證
“目前(qian)，國(guo)際通信技術研發(fa)機構相繼提出了多(duo)種實現(xian)6G的技術路線(xian)，但這(zhe)些方(fang)案都處于概念階段，能(neng)否落(luo)實還(huan)需驗證。”何(he)繼光表示，奧盧(lu)大學無(wu)線(xian)通信中心是全球最先開始6G研發(fa)的機構，目前(qian)正在從無(wu)線(xian)連接(jie)、分布式(shi)計算(suan)、設備硬件、服務應用四個領域(yu)著手研究(jiu)。
無線(xian)連接是(shi)(shi)利用(yong)太赫(he)茲(zi)(zi)甚至更高頻(pin)率的無線(xian)電波(bo)通(tong)信；分布式計算(suan)則是(shi)(shi)通(tong)過人(ren)工智能(neng)、邊緣計算(suan)等(deng)算(suan)法解(jie)決大量數據帶來(lai)的時(shi)延問(wen)題(ti)；設(she)備硬件主要(yao)面向太赫(he)茲(zi)(zi)通(tong)信，研發對應的天(tian)線(xian)、芯片等(deng)硬件；服務應用(yong)則是(shi)(shi)研究6G可(ke)能(neng)的應用(yong)領域，如自動駕駛等(deng)。“目(mu)前也只是(shi)(shi)有這四個方向，具體的細節還沒有明確。”
記者了解到，韓國(guo)SK集團信(xin)息通信(xin)技術中心曾(ceng)在2018年(nian)提出了“太赫茲+去蜂(feng)窩化結(jie)構+高空(kong)無線(xian)平臺(tai)（如衛星等）”的6G技術方案，不(bu)僅應用太赫茲通信(xin)技術，還要徹底變革(ge)現有的移動通信(xin)蜂(feng)窩架構，并建立空(kong)天(tian)地一體的通信(xin)網絡。
何繼光指出，SK集團(tuan)提(ti)(ti)到的(de)去(qu)(qu)蜂(feng)窩(wo)化(hua)結構是當前的(de)研究熱點之一(yi)，即基(ji)站(zhan)未(wei)必按照蜂(feng)窩(wo)狀布置，終端(duan)也(ye)未(wei)必只和(he)一(yi)個基(ji)站(zhan)通信，這(zhe)確實能提(ti)(ti)高(gao)頻譜效率，瑞典林(lin)雪平大學的(de)研究團(tuan)隊最(zui)早提(ti)(ti)出了去(qu)(qu)蜂(feng)窩(wo)結構構想。但(dan)這(zhe)一(yi)構想能否滿足6G時延、通信速率等指標，還(huan)需(xu)要驗(yan)證。
除了SK集團，美國貝爾實驗(yan)室也(ye)提出(chu)了“太赫茲(zi)+網絡(luo)切(qie)片”的技(ji)術路線。這些方(fang)案在技(ji)術細(xi)節上都(dou)需要長時間試(shi)驗(yan)驗(yan)證。
推廣應用成本高昂
“無線(xian)通(tong)信(xin)(xin)(xin)進一步發展，大(da)量(liang)投(tou)資必不可少。”何(he)繼光談到(dao)，要提高通(tong)信(xin)(xin)(xin)速率(lv)(lv)有兩個方(fang)案：一是基(ji)站(zhan)更密集，部署(shu)量(liang)增加，雖然基(ji)站(zhan)功率(lv)(lv)可以(yi)降低(di)，但數量(liang)增加仍會帶來成本(ben)上升；第二(er)種方(fang)案就是使(shi)用(yong)更高頻率(lv)(lv)通(tong)信(xin)(xin)(xin)，比(bi)如太(tai)赫茲(zi)或者毫米波，但高頻率(lv)(lv)對基(ji)站(zhan)、天(tian)線(xian)等硬(ying)件(jian)(jian)設備的(de)(de)要求更高，現在進行(xing)太(tai)赫茲(zi)通(tong)信(xin)(xin)(xin)硬(ying)件(jian)(jian)試驗(yan)的(de)(de)成本(ben)已經超出一般研(yan)究機構(gou)的(de)(de)承受能(neng)力。另外，從基(ji)站(zhan)天(tian)線(xian)數上來看(kan)，4G基(ji)站(zhan)天(tian)線(xian)數只(zhi)有8根，5G能(neng)夠做(zuo)到(dao)64根、128根甚至256根，6G的(de)(de)天(tian)線(xian)數可能(neng)會更多，基(ji)站(zhan)的(de)(de)更換也(ye)會提高應(ying)用(yong)成本(ben)。
“不改變(bian)現有的(de)通信頻段，只依靠(kao)通過(guo)算(suan)法優化等措施很難實現設想的(de)6G愿景，全部(bu)替換(huan)所有基(ji)站也(ye)不現實。”何繼(ji)光認為，未來很有可(ke)能會(hui)采(cai)取非獨立組(zu)網的(de)方式，即在原有基(ji)站等設施的(de)基(ji)礎上部(bu)署6G設備，6G與5G甚至(zhi)4G、4.5G網絡共存(cun)，6G主要用于人口(kou)密集區域或者滿足自動(dong)駕駛(shi)、遠(yuan)程醫療、智能工廠等垂(chui)直(zhi)行業的(de)高端應用。
其實(shi)，普通百姓(xing)對幾十(shi)個G，甚至每秒(miao)太字節的速(su)率(lv)沒有太高需求，況且如果6G以毫(hao)米波或太赫(he)茲為通信頻率(lv)，其移動終(zhong)端的價格(ge)必(bi)然不菲(fei)。
“6G在未(wei)來幾(ji)年可能(neng)在技術上有所突破，但(dan)距離應用部(bu)署為時(shi)尚遠。”何(he)繼(ji)光預測，一(yi)方面從事6G研發的(de)科研機構還比較少，技術發展仍需要時(shi)間；另(ling)一(yi)方面技術獲得突破后的(de)標(biao)準化也需要時(shi)間。
從技術的發(fa)展(zhan)看(kan)，6G一定會到來(lai)。但有需(xu)求才有技術，5G的技術指標能夠在(zai)很長(chang)時(shi)間內(nei)滿足大部分的行業應(ying)用，而且(qie)推廣普及5G的投入也很高。除非社(she)會發(fa)展(zhan)對6G有非常緊迫(po)的需(xu)要，否則不會在(zai)很短時(shi)間內(nei)用6G替換5G。