5G尚未普及6G呼嘯而來?關(guān)鍵技術(shù)仍在摸索
2019-03-20 07:26:00 來源: 科技日報
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  原標(biāo)題:5G尚未普及 6G呼嘯而來?

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  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(shí)驗使用。

  紐約大學(xué)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?!彪y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(xué)博士后、無線通信專家何繼光。

  關(guān)鍵技術(shù)仍在摸索

  “5G布網(wǎng)還沒完成,甚至國際標(biāo)準(zhǔn)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(guān)鍵技術(shù)仍在摸索之中?!焙卫^光告訴記者,從開始研究到技術(shù)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(jié)束,關(guān)鍵技術(shù)都沒有完全確定?!白鳛橐幻麩o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?!?/p>

  “太赫茲被很多人認(rèn)為是6G的關(guān)鍵技術(shù)之一。事實(shí)上,太赫茲能否用于無線通信還在論證?!焙卫^光介紹,之前太赫茲主要用于雷達(dá)探測、醫(yī)療成像,在無線通信方面的應(yīng)用也是近兩年才開始研究。它的特點(diǎn)是頻率高、通信速率高,理論上能夠達(dá)到太字節(jié)每秒(TB/S),但實(shí)際上哪種應(yīng)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(diǎn),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(luò)。此外,通信頻率越高對硬件設(shè)備的要求越高,需要更好的性能和加工工藝。這些技術(shù)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(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)相繼提出了多種實(shí)現(xiàn)6G的技術(shù)路線,但這些方案都處于概念階段,能否落實(shí)還需驗證。”何繼光表示,奧盧大學(xué)無線通信中心是全球最先開始6G研發(fā)的機(jī)構(gòu),目前正在從無線連接、分布式計算、設(shè)備硬件、服務(wù)應(yīng)用四個領(lǐng)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(shè)備硬件主要面向太赫茲通信,研發(fā)對應(yīng)的天線、芯片等硬件;服務(wù)應(yīng)用則是研究6G可能的應(yīng)用領(lǐng)域,如自動駕駛等。“目前也只是有這四個方向,具體的細(xì)節(jié)還沒有明確。”

  記者了解到,韓國SK集團(tuán)信息通信技術(shù)中心曾在2018年提出了“太赫茲+去蜂窩化結(jié)構(gòu)+高空無線平臺(如衛(wèi)星等)”的6G技術(shù)方案,不僅應(yīng)用太赫茲通信技術(shù),還要徹底變革現(xiàn)有的移動通信蜂窩架構(gòu),并建立空天地一體的通信網(wǎng)絡(luò)。

  何繼光指出,SK集團(tuán)提到的去蜂窩化結(jié)構(gòu)是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)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(shí)能提高頻譜效率,瑞典林雪平大學(xué)的研究團(tuán)隊最早提出了去蜂窩結(jié)構(gòu)構(gòu)想。但這一構(gòu)想能否滿足6G時延、通信速率等指標(biāo),還需要驗證。

  除了SK集團(tuán),美國貝爾實(shí)驗室也提出了“太赫茲+網(wǎng)絡(luò)切片”的技術(shù)路線。這些方案在技術(shù)細(xì)節(jié)上都需要長時間試驗驗證。

  推廣應(yīng)用成本高昂

  “無線通信進(jìn)一步發(fā)展,大量投資必不可少?!焙卫^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(shè)備的要求更高,現(xiàn)在進(jìn)行太赫茲通信硬件試驗的成本已經(jīng)超出一般研究機(jī)構(gòu)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(yīng)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(shí)現(xiàn)設(shè)想的6G愿景,全部替換所有基站也不現(xiàn)實(shí)?!焙卫^光認(rèn)為,未來很有可能會采取非獨(dú)立組網(wǎng)的方式,即在原有基站等設(shè)施的基礎(chǔ)上部署6G設(shè)備,6G與5G甚至4G、4.5G網(wǎng)絡(luò)共存,6G主要用于人口密集區(qū)域或者滿足自動駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能工廠等垂直行業(yè)的高端應(yīng)用。

  其實(shí),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(shù)上有所突破,但距離應(yīng)用部署為時尚遠(yuǎn)。”何繼光預(yù)測,一方面從事6G研發(fā)的科研機(jī)構(gòu)還比較少,技術(shù)發(fā)展仍需要時間;另一方面技術(shù)獲得突破后的標(biāo)準(zhǔn)化也需要時間。

  從技術(shù)的發(fā)展看,6G一定會到來。但有需求才有技術(shù),5G的技術(shù)指標(biāo)能夠在很長時間內(nèi)滿足大部分的行業(yè)應(yīng)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。(記者 胡定坤)

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【糾錯】 責(zé)任編輯: 王頔
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