據外媒iphoneincanada 報導，位於加拿大渥太華的華為實驗室已經開始研發6G網路技術。據悉，該研發中心是華為全球5G研發四大核心機構之一。十多年來前，華為一直和加拿大13所大學及科研機構聯合研發新技術，華為至少投入了5000萬加元（約合人民幣2.63億）資助大學研究。

 

華為董事長梁華曾表示，華為在2019年將加大科研投入，預計支出超過1200億人民幣。

報導稱，華為在渥太華的6G技術研發還處於早期階段。目前，華為正在與加拿大大學的研究人員討論開發下一代無線系統的問題。華為的暫定6G計畫表明，在2030年之前將不會有真正的6G技術。今年6月，諾基亞，愛立信和SK電訊宣佈建立戰略合作夥伴關係，共同致力於6G開發的備忘錄。

 

●那麼什麼是6G呢？

未來為我們有哪些影響呢？小R在這裡解釋一下。

6G，即第六代行動電信標準，一個概念性無線網路行動電信技術，也被稱為第六代行動電信技術。主要促進物聯網的發展。

 

6G網路將是一個地面無線與衛星通信集成的全連接世界。通過將衛星通信整合到6G行動電信，實現全球無縫覆蓋，網路信號能夠抵達任何一個偏遠的鄉村，讓深處山區的病人能接受遠端醫療，讓孩子們能接受遠端教育。此外，在全球衛星定位系統、電信衛星系統、地球圖像衛星系統和6G地面網路的聯動支援下，地空全覆蓋網路還能説明人類預測天氣、快速應對自然災害等。這就是6G未來。6G通信技術不再是簡單的網路容量和傳輸速率的突破，它更是為了縮小數字鴻溝，實現萬物互聯這個“終極目標”，這便是6G的意義。

 

去年9月在北美舉行的世界行動電信大會上，美國聯邦通信協會專員Jessica Rosenworcel女士表示：“6G將使用太赫茲（THz）頻段，且6G網路的“緻密化”程度也將達到前所未有的水準，屆時，我們的周圍將充滿小基站。

 

●什麼是太赫茲？

太赫茲頻段是指100GHz-10THz，是一個頻率比5G高出許多的頻段。

從通信1G（0.9GHz）到現在的4G（1.8GHZ以上），我們使用的無線電磁波的頻率在不斷升高。因為頻率越高，允許分配的頻寬範圍越大，單位時間內所能傳遞的資料量就越大，也就是我們通常說的“網速變快了”。

 

不過，頻段向高處發展的另一個主要原因在於，低頻段的資源有限。就像一條公路，即便再寬闊，所容納車量也是有限的。當路不夠用時，車輛就會阻塞無法暢行，此時就需要考慮開發另一條路。

 

頻譜資源也是如此，隨著使用者數和智慧設備數量的增加，有限的頻譜頻寬就需要服務更多的終端，這會導致每個終端的服務品質嚴重下降。而解決這一問題的可行的方法便是開發新的通信頻段，拓展通信頻寬。

 

為什麼說6G時代網路將“緻密化”，我們的周圍會充滿小基站呢？

這就涉及到了基站的覆蓋範圍問題，也就是基站信號的傳輸距離問題。一般來說，影響基站覆蓋範圍的因素比較多，比如信號的頻率、基站的發射功率、基站的高度等。就信號的頻率而言，頻率越高則波長越短，所以信號的繞射能力（也稱衍射，在電磁波傳播過程中遇到障礙物，這個障礙物的尺寸與電磁波的波長接近時，電磁波可以從該物體的邊緣繞射過去。繞射可以説明進行陰影區域的覆蓋）就越差，損耗也就越大。並且這種損耗會隨著傳輸距離的增加而增加，基站所能覆蓋到的範圍會隨之降低。6G信號的頻率已經在太赫茲級別，而這個頻率已經進入分子轉動能級的光譜了，很容易被空氣中的被水分子吸收掉，所以在空間中傳播的距離不像5G信號那麼遠，6G需要更多的基站“接力”。

 

5G使用的頻段要高於4G，在不考慮其他因素的情況下，5G基站的覆蓋範圍自然要比4G的小。到了頻段更高的6G，基站的覆蓋範圍會更小。因此，5G的基站密度要比4G高很多，而在6G時代，基站密集度將無以復加。

 

●空間複用技術

在技術上，6G將使用“空間複用技術”，6G基站將可同時接入數百個甚至數千個無線連接，其容量將可達到5G基站的1000倍。前面說到6G將要使用的是太赫茲頻段，雖然這種高頻段頻率資源豐富，系統容量大。但是使用高頻率載波的行動電信系統要面臨改善覆蓋和減少干擾的嚴峻挑戰。

 

當信號的頻率超過10GHz時，其主要的傳播方式就不再是衍射。對於非視距傳播鏈路來說，反射和散射才是主要的信號傳播方式。同時，頻率越高，傳播損耗越大，覆蓋距離越近，繞射能力越弱。這些因素都會大大增加信號覆蓋的難度。

 

不止是6G，處於毫米波段的5G也是如此。而5G則是通過Massive MIMO和波束賦形這兩個關鍵技術來解決此類問題的。我們的手機信號連接的是運營商基站，更準確一點，是基站上的天線。Massive MIMO技術說起來挺簡單，它其實就是通過增加發射天線和接收天線的數量，即設計一個多天線陣列，來補償高頻路徑上的損耗。

 

在MIMO多副天線的配置下可以提高傳輸資料數量，而這用到的便是空間複用技術。在發射端，高速率的資料流程被分割為多個較低速率的子資料流程，不同的子資料流程在不同的發射天線上在相同頻段上發射出去。由於發射端與接收端的天線陣列之間的空域子通道足夠不同，接收機能夠區分出這些並行的子資料流程，而不需付出額外的頻率或者時間資源。這種技術的好處就是，它能夠在不佔用額外頻寬、消耗額外發射功率的情況下增加通道容量，提高頻譜利用率。

 

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。”專家告訴記者，從開始研究到技術成熟需要時間。歐盟在2013年就啟動了METIS專案（2020年資訊社會與移動無線通訊助推器），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。

 

“作為一名無線通訊研究者，我相信6G總有一天會到來，但現在仍是完善5G、探索6G的階段。”

“太赫茲被很多人認為是6G的關鍵技術之一。事實上，太赫茲能否用於無線通訊還在論證。”

據專家介紹，之前太赫茲主要用來雷達探測、醫療成像，用於無線通訊也是近兩年才開始研究。它的特點就是頻率高、通信速率高，理論上能夠達到太位元組每秒（TB/S），但實際上哪種應用需要如此高的網速尚無定論。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，現在能做到的通信距離只有10米左右，只有解決通信距離問題，才能用於現有的行動電信蜂窩網路。此外，通信頻率越高對硬體設備的要求越高，需要更好的性能和加工工藝。這些技術難題短時間內很難解決。

 

●路線方案尚需驗證

“目前，國際通信技術研發機構相繼提出了多種實現6G的技術路線，但這些方案都處於概念階段，能否落實還需驗證。”專家表示，奧盧大學無線通訊中心是全球最先開始6G研發的機構，目前正在從無線連接、分散式運算、設備硬體、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無線電波通信；分散式運算則是通過人工智慧、邊緣計算等演算法解決大量資料帶來的時延問題；設備硬體主要面向太赫茲通信，研發對應的天線、晶片等硬體；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，具體的細節還沒有明確”。

 

據瞭解，韓國SK集團資訊通信技術中心曾在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，還要徹底變革現有的行動電信蜂窩架構，並建立空天地一體的通信網路。

 

專家指出，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佈置，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+網路切片”的技術路線。這些方案在技術細節上都需要長時間試驗驗證。

 

●推廣應用成本高昂

“無線通訊進一步發展的大量投資必不可少。”

專家談到，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、天線等硬體設備的要求更高，現在進行太赫茲通信硬體試驗的成本都非常高，超出一般研究機構的承受能力。另外，從基站天線數上來看，4G基站天線數只有8根，5G能夠做到64、128甚至256根，6G的天線數可能會更高，基站的更換也會提高應用成本。

 

“不改變現有的通信頻段，只依靠通過演算法優化等措施很難實現設想的6G願景，全部替換所有基站也不現實。”

專家認為，未來很有可能會採取非獨立組網的方式，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網路共存，6G主要用於人口密集區域或者滿足自動駕駛、遠端醫療、智慧工廠等垂直行業的高端應用。

 

其實，普通百姓對幾十個G、甚至太位元組每秒的速率沒有太高的需求，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。

 

小R認為，作為下一代新的通訊技術6G目前還沒有系統化的標準。世界各大公司也僅僅是處於前期的探討、籌備階段。華為在此時就開始著手研發6G，從側面反映了該公司具有遠見，在5G時代領先世界，在6G時代也絕對不能落後。隨著科技的快速發展，相信在幾年後6G技術就會嶄露頭角。

 

當然啦，這又包含了美中貿易戰的問題就不探討。畢竟5G的資訊技術目前掌握在中國手上，那美國的新版圖勢必是從6G去著手，那究竟從目前的4G能不能直接跨越5G直升6G呢? 我們過兩天來說說

 

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