5G尚未普及 6G呼嘯而來?
5G尚未普及，美國號稱開始研發(fā)6G。到底是“嘗鮮”5G，還是等等6G?
2月21日，美國總統(tǒng)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)邦通信委員會朝著特朗普的指示邁出了第一步，決定開放95千兆赫到3太赫茲頻段，供6G實驗使用。
紐約大學教授泰德·拉帕波特發(fā)表聲明：“聯(lián)邦通信委員會已經(jīng)啟動了6G的競賽。”難道我們還沒有享受到5G部署的紅利，網(wǎng)速更快的6G已經(jīng)呼嘯而來?6G到底是“小荷才露尖尖角”還是“妖嬈全在欲開時”?科技日報記者就此采訪了芬蘭奧盧大學博士后、無線通信專家何繼光。
關鍵技術仍在摸索
“5G布網(wǎng)還沒完成，甚至國際標準都沒有完全制定好。6G還在起步階段，剛剛開始研究，甚至沒有清晰的概念定義，其關鍵技術仍在摸索之中。”何繼光告訴記者，從開始研究到技術成熟需要時間。歐盟在2013年就啟動了METIS項目(2020年信息社會與移動無線通信助推器)，開展5G的研究，但直到2015年項目結束，關鍵技術都沒有完全確定。“作為一名無線通信研究者，我相信6G總有一天會到來，但現(xiàn)在仍是完善5G、摸索6G的時段。”
“太赫茲被很多人認為是6G的關鍵技術之一。事實上，太赫茲能否用于無線通信還在論證。”何繼光介紹，之前太赫茲主要用于雷達探測、醫(yī)療成像，在無線通信方面的應用也是近兩年才開始研究。它的特點是頻率高、通信速率高，理論上能夠達到太字節(jié)每秒(TB/S)，但實際上哪種應用需要如此高的網(wǎng)速尚無定論。而且太赫茲有明顯的缺點，那就是傳輸距離短，易受障礙物干擾，現(xiàn)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題，才能用于現(xiàn)有的移動通信蜂窩網(wǎng)絡。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。這些技術難題短時間內(nèi)很難解決。
路線方案尚需驗證
“目前，國際通信技術研發(fā)機構相繼提出了多種實現(xiàn)6G的技術路線，但這些方案都處于概念階段，能否落實還需驗證。”何繼光表示，奧盧大學無線通信中心是全球最先開始6G研發(fā)的機構，目前正在從無線連接、分布式計算、設備硬件、服務應用四個領域著手研究。
無線連接是利用太赫茲甚至更高頻率的無線電波通信;分布式計算則是通過人工智能、邊緣計算等算法解決大量數(shù)據(jù)帶來的時延問題;設備硬件主要面向太赫茲通信，研發(fā)對應的天線、芯片等硬件;服務應用則是研究6G可能的應用領域，如自動駕駛等。“目前也只是有這四個方向，具體的細節(jié)還沒有明確。”
記者了解到，韓國SK集團信息通信技術中心曾在2018年提出了“太赫茲+去蜂窩化結構+高空無線平臺(如衛(wèi)星等)”的6G技術方案，不僅應用太赫茲通信技術，還要徹底變革現(xiàn)有的移動通信蜂窩架構，并建立空天地一體的通信網(wǎng)絡。
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之一，即基站未必按照蜂窩狀布置，終端也未必只和一個基站通信，這確實能提高頻譜效率，瑞典林雪平大學的研究團隊最早提出了去蜂窩結構構想。但這一構想能否滿足6G時延、通信速率等指標，還需要驗證。
除了SK集團，美國貝爾實驗室也提出了“太赫茲+網(wǎng)絡切片”的技術路線。這些方案在技術細節(jié)上都需要長時間試驗驗證。
推廣應用成本高昂
“無線通信進一步發(fā)展，大量投資必不可少。”何繼光談到，要提高通信速率有兩個方案：一是基站更密集，部署量增加，雖然基站功率可以降低，但數(shù)量增加仍會帶來成本上升;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、天線等硬件設備的要求更高，現(xiàn)在進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，從基站天線數(shù)上來看，4G基站天線數(shù)只有8根，5G能夠做到64根、128根甚至256根，6G的天線數(shù)可能會更多，基站的更換也會提高應用成本。
“不改變現(xiàn)有的通信頻段，只依靠通過算法優(yōu)化等措施很難實現(xiàn)設想的6G愿景，全部替換所有基站也不現(xiàn)實。”何繼光認為，未來很有可能會采取非獨立組網(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)絡共存，6G主要用于人口密集區(qū)域或者滿足自動駕駛、遠程醫(yī)療、智能工廠等垂直行業(yè)的高端應用。
其實，普通百姓對幾十個G，甚至每秒太字節(jié)的速率沒有太高需求，況且如果6G以毫米波或太赫茲為通信頻率，其移動終端的價格必然不菲。
“6G在未來幾年可能在技術上有所突破，但距離應用部署為時尚遠。”何繼光預測，一方面從事6G研發(fā)的科研機構還比較少，技術發(fā)展仍需要時間;另一方面技術獲得突破后的標準化也需要時間。
從技術的發(fā)展看，6G一定會到來。但有需求才有技術，5G的技術指標能夠在很長時間內(nèi)滿足大部分的行業(yè)應用，而且推廣普及5G的投入也很高。除非社會發(fā)展對6G有非常緊迫的需要，否則不會在很短時間內(nèi)用6G替換5G。(胡定坤)
關鍵詞： 5G技術
