10年后6G將問世 速度有望比5G快100倍

5G還未全面鋪開,，6G已“躍躍欲試”,。

前不久，華為內(nèi)部員工社區(qū)平臺“心聲社區(qū)”刊登了該公司創(chuàng)始人任正非于本月上旬接受《經(jīng)濟學(xué)人》采訪的紀要,。在采訪中,，任正非稱，華為的6G研究是領(lǐng)先世界的,，但預(yù)計10年后6G才會投入使用,。

那么，到底什么是6G,？6G相關(guān)研究目前已進展到什么階段,？6G的關(guān)鍵核心技術(shù)有哪些？近日,，在2019年全國通信理論與技術(shù)學(xué)術(shù)會議暨通信領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展論壇上,，多位業(yè)內(nèi)專家表示，目前6G研究剛剛起步,，在技術(shù)領(lǐng)域需要建立國際統(tǒng)一標準,。

區(qū)別于5G，6G要構(gòu)建出一張實現(xiàn)空,、天,、地、海一體化通信的網(wǎng)絡(luò),。6G頻段將從5G的毫米波頻段拓展至太赫茲頻段,，數(shù)據(jù)傳輸速率有望比5G快100倍，時延達到亞毫秒級水平,。在用戶的個性化服務(wù)以及物聯(lián)網(wǎng),、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),、無人駕駛、智能工廠等領(lǐng)域,，6G都將有較廣闊的應(yīng)用前景,。

信號可覆蓋通信“盲區(qū)”

“在6G時代，或許我們在飛機上也能上網(wǎng),，同時不會影響飛行安全。登山運動員在登山遇到危險時,，可實時發(fā)送位置信息與求救信號,，不會出現(xiàn)時延。在海上航行時,，船上的工作人員也不用擔心與陸地失聯(lián),，6G可保證其實時通信?！边@是南京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院常務(wù)副院長吳啟暉為科技日報記者描繪的,、用衛(wèi)星、航空平臺,、艦船搭建起的一張連接空,、天、地,、海的通信網(wǎng)絡(luò),。而支撐該網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，就是6G,。

6G網(wǎng)絡(luò)將致力于打造一個集地面通信,、衛(wèi)星通信、海洋通信于一體的全連接通信世界,，沙漠,、無人區(qū)、海洋等如今移動通信的“盲區(qū)”有望實現(xiàn)信號覆蓋,。

“6G網(wǎng)絡(luò)的速度將比5G快100倍,，幾乎能達每秒1TB，這意味著下載一部電影可在1秒內(nèi)完成,，無人駕駛,、無人機的操控都將非常自如，用戶甚至感覺不到任何時延,?！眳菃熣f，如今中低無線電頻譜資源十分緊缺,，而發(fā)展高速傳輸?shù)?G網(wǎng)絡(luò)需要充足的頻譜資源作為支撐,。這意味著,，6G通信要向高頻段頻譜資源拓展，從5G時代的毫米波(波長為10毫米到1毫米的電磁波)頻段拓展到太赫茲(波長為3000微米到30微米的電磁波)頻段,。

6G帶來的通信變革,，不僅體現(xiàn)在網(wǎng)速上，用戶的交互體驗也將得到大幅提升,，單位時間內(nèi)信息傳輸容量將更大,，傳輸時延也會變得更短。

在中國電子學(xué)會通信分會主任委員,、南京郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院院長朱洪波看來,，在1G到4G時代，通信技術(shù)還都是消費型應(yīng)用,，5G及以后將走向產(chǎn)業(yè)型應(yīng)用,，例如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能交通等,。

“現(xiàn)在學(xué)界對6G的界定有不同的觀點,，5G主要是為工業(yè)4.0做前期基礎(chǔ)建設(shè)，而6G的具體應(yīng)用方向目前還處在探索階段,?！敝旌椴ㄕf，有專家認為,，將來6G將會被用于空間通信,、智能交互、觸覺互聯(lián)網(wǎng),、情感和觸覺交流,、多感官混合現(xiàn)實、機器間協(xié)同,、全自動交通等場景,。

需更多基站完成信號“接力”

從1G時代到5G時代，基站就像一個“交通樞紐”,，在用戶和移動運營商之間,，架設(shè)起一座座信息交換的“橋梁”。但在6G時代,，“橋梁”建設(shè)或?qū)⒚媾R巨大的挑戰(zhàn),。

“未來，基站建設(shè)要面向天空,、海洋,，而空中傳輸?shù)木嚯x很遠，水下傳輸?shù)男盘枔p耗又大,，無人機和海上艦船的通信,，又是動態(tài)的,，這都需要協(xié)同部署攻關(guān)?！焙戏使I(yè)大學(xué)副校長,、教授李建東對科技日報記者說。

目前,，我國已擁有600多萬個4G基站,，5G基站的數(shù)量預(yù)計將是前者的10倍，6G基站可能會建得更密,。如今,，地面基站大多架設(shè)在建筑物頂部，6G網(wǎng)絡(luò)要實現(xiàn)地面基站與無人機,、衛(wèi)星的通信，那么基站就不僅要面向地面,，也要面向空中進行信號傳播,。

“而地面、空中,、海洋的信道模型都是不同的,。”吳啟暉說,，地面基站是沿著地表進行信號傳播的,，由于有建筑物、山川河流的阻隔,，傳播過程中信號會被衰減得十分嚴重,，有時也會出現(xiàn)雜波、噪聲,。而地空信道雖不會碰上困擾地面?zhèn)鞑サ母鞣N阻隔物,，但因信道的俯仰角較大，每個角度的傳播特性也會存在差異,。同時,，在空中、地面,、海洋傳播信號時,，6G網(wǎng)絡(luò)會使用不同的頻率，這些頻率可能形成相互干擾,，如何使之“通力合作”也是要解決的技術(shù)問題,。

此外，因6G通信要向高頻段頻譜資源拓展,，受高頻影響,，6G時代或需要更多基站,，“接力”完成信號傳遞工作。

南京航空航天大學(xué)信息工程學(xué)院教授張小飛向科技日報記者具體解釋道：“6G網(wǎng)絡(luò)將使用高頻段頻譜資源——太赫茲頻段,，其頻率可高達100GHz到10THz,。而信號頻率越高，波長越短,，信號傳輸范圍也就越小,，這意味著基站的覆蓋范圍隨之縮小。再加上信號的頻率越高,，就越容易被空氣中的水分子吸收掉,，遇到雨雪天氣，6G信號更容易受干擾,，所以6G信號的傳播距離不會像5G信號那么遠,，這就需要更多的基站完成信號的‘接力’傳遞?！?/p>

芯片技術(shù)和算法有待完善

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),、無人駕駛、遠程醫(yī)療等應(yīng)用場景的出現(xiàn),，以及用戶數(shù)和智能設(shè)備數(shù)的增加,，有限的帶寬要承載越來越多的終端，提升帶寬成了6G技術(shù)研發(fā)人員亟待解決的問題,。在吳啟暉看來,，要想提升帶寬，就要依靠芯片技術(shù)和射頻電路技術(shù)的發(fā)展,。

同時,，還有專家指出，太赫茲芯片的散熱問題也亟待解決,。如今,，芯片越做越小，而傳輸功率的增加會讓芯片更容易“發(fā)燙”,，所以微散熱技術(shù)也亟待提升,。

此外，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大了,，想要實現(xiàn)低時延,、高可靠的傳輸，就要求6G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須更加智能化,。吳啟暉介紹道,，目前，他的團隊正在研究6G網(wǎng)絡(luò)的智能信息處理算法，這包括智能云計算,、邊緣計算,、終端智能應(yīng)用，以及各個層面的智能算法如何協(xié)同,。

“但沒有一個智能算法能滿足6G通信的所有需求,。例如，我們在做圖像識別時用‘深度學(xué)習(xí)’算法,，但在動態(tài)性強的無線通信領(lǐng)域,，這個算法就未必適用，相比之下,，‘強化學(xué)習(xí)’算法可能更合適,。”吳啟暉說,，和5G時代一樣,，6G時代同樣需要構(gòu)建“算法庫”，智能調(diào)度各個系統(tǒng),，遇到什么場景,，就用什么算法去解決相應(yīng)的問題。

“例如,，在收到火警信號后，6G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要能迅速識別出這一場景,，將這個信號傳送出去,，智能算法要根據(jù)應(yīng)用場景的需求，給出信息傳輸決策,?！眳菃熣f。

從3G到4G再到5G,，每一代通信技術(shù)的迭代都經(jīng)歷了約10年的發(fā)展周期,。在采訪中，不少專家對記者表示,，離6G真正“飛入尋常百姓家”,，至少也還需要10年左右的時間。

“目前,，國內(nèi)外的6G研究剛剛啟動,，但亟需建立與此相關(guān)的國際技術(shù)標準，包括6G的頻譜,、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),、多址接入、無線能量傳輸,、智能化等方面的技術(shù),?！睆埿★w說。