近期，6G很熱——工信部明確表示我國已開始基于6G網(wǎng)絡(luò)的研究，全球首個6G峰會在芬蘭召開，美國聯(lián)邦通信委員會宣布開放“太赫茲”頻譜啟動6G研究……

　　5G尚未全面實現(xiàn)商用，6G研究大幕已然開啟。

　　“搞科研一般都要超前于市場應(yīng)用，所謂‘使用一代、研究一代、儲備一代’。”相關(guān)專家認(rèn)為，我國5G研究布局較早、投入較大，已位于世界“第一梯隊”，啟動6G研究的戰(zhàn)略意義同樣重要——為下一輪數(shù)字化提供重要的基礎(chǔ)設(shè)施。“未來誰先占領(lǐng)6G網(wǎng)絡(luò)的制高點(diǎn)，誰就能率先開啟萬物互聯(lián)的新時代。”

　　那么，未來6G會是什么樣子，將使用到哪些新技術(shù)，又會出現(xiàn)哪些開腦洞的應(yīng)用呢？

　　6G熱身：

　　面向后5G時代的需求

　　3月30日，上海虹口率先實現(xiàn)區(qū)域性5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋并開始試用；4月3日，韓國三大通訊商開通5G手機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；緊隨其后，美國威瑞森電信也推出了5G手機(jī)網(wǎng)絡(luò)。而按照此前公布的消息，我國移動、電信、聯(lián)通三大運(yùn)營商今年均會開通5G試商用，明年上半年正式商用。

　　“5G當(dāng)然還會繼續(xù)往前演進(jìn)，但當(dāng)5G進(jìn)入商用階段，6G研究就應(yīng)該展開了。”東南大學(xué)移動通信國家重點(diǎn)實驗室潘志文教授說。

　　近日，美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）投票，一致決定開放“太赫茲”頻譜（95千兆赫到3太赫茲頻段），用于開展6G技術(shù)試驗。全球首個6G峰會也于3月24日至26日在芬蘭萊維舉辦，各國200多位頂尖無線通信專家將參會闡述各自的6G愿景。而早在去年底，科技部發(fā)布的《國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“寬帶通信和新型網(wǎng)絡(luò)”重點(diǎn)專項2019年度項目申報指南建議》中，就至少有6個6G研究項目。

　　“目前主要進(jìn)行的是概念設(shè)計，產(chǎn)業(yè)界跟學(xué)術(shù)界聯(lián)合做一些預(yù)先的規(guī)劃或愿景。”潘志文說，業(yè)務(wù)需求的急劇增長是研發(fā)6G的驅(qū)動力之一，移動互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)流量每年增加一倍，這意味著十年后可能會增加1000倍，屆時，即使5G已經(jīng)普及，容量也是不夠的，“所以，6G一定會到來。”

　　相關(guān)報道稱，國際電信聯(lián)盟（ITU）已正式成立Network2030焦點(diǎn)組，探索面向2030年及以后的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展。其研究稱，屆時網(wǎng)絡(luò)所提供的新服務(wù)將包括：全息傳送（如多感全息）、高精度服務(wù)（如遠(yuǎn)程醫(yī)療、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)）、最佳保障服務(wù)（如AR／VR和自動駕駛）等，這些應(yīng)用將對網(wǎng)絡(luò)速率和時延提出更高要求。

　　“研究6G，就是要完成5G未完成的任務(wù)。”潘志文舉例道，智能駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療、虛擬現(xiàn)實等高端應(yīng)用必須建立在一個幾乎無盲點(diǎn)的全覆蓋網(wǎng)絡(luò)上，傳感器的數(shù)量也將是天文數(shù)字，數(shù)據(jù)量會越來越大，這就需要網(wǎng)絡(luò)具有非常高的速率和更低的時延，即提供一個更快速可靠的傳輸、收發(fā)信息的通道，“在這一點(diǎn)上，5G其實還不能一步到位，需要在6G時代得到補(bǔ)充和完善。”

　　5G網(wǎng)絡(luò)傳輸速度已經(jīng)比4G快10—100倍，那6G會有多快？“會再提升一個數(shù)量級，比5G快10—100倍都有可能。”潘志文預(yù)測，6G網(wǎng)絡(luò)支持的移動速度也將會有很大的提升，5G可以支持500公里/小時的移動速度，6G將會更高，因為高鐵速度會提升，以后也會支持飛機(jī)的移動速度。

　　美好愿景：

　　“空天地海一體化”全覆蓋

　　其實，早在去年12月27日，東南大學(xué)就宣布啟動6G移動通信先期研究，當(dāng)時，尤肖虎教授用“能上天入地下海”來形容6G。他說，6G的特點(diǎn)可以用“全覆蓋、全頻段、全應(yīng)用、強(qiáng)安全”這12個字來概括，而在追求高速率的同時，6G還將更廣泛地拓展應(yīng)用范圍，比如拓展到寬帶衛(wèi)星移動通信場景。

　　韓國SK集團(tuán)信息通信技術(shù)中心也曾提出了“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，變革現(xiàn)有的移動通信蜂窩架構(gòu)，建立空天地一體的通信網(wǎng)絡(luò)。

　　“跟5G相比，6G在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上會有變化。”潘志文教授介紹道，“現(xiàn)在5G能做到的基本上只是地面覆蓋，空中或者海洋的覆蓋還沒能做到，尤其是高空。將來6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將更加全面，高空、低空、地面、海洋都要考慮進(jìn)去，我們業(yè)內(nèi)稱之為‘空天地海一體化’全覆蓋。”

　　“空天地海一體化”全覆蓋怎樣實現(xiàn)？在全球首個6G峰會上，華為提出發(fā)射10000多顆小型低軌衛(wèi)星實現(xiàn)覆蓋全球6G通信的設(shè)想，并且估算了成本——99億美元。“的確得使用到衛(wèi)星，高軌的、低軌的，這些衛(wèi)星在太空進(jìn)行多層級的覆蓋，構(gòu)成一個空中網(wǎng)絡(luò)，來支撐從地面到空中到海洋等等全面覆蓋，從而給數(shù)字地球提供一個傳輸通道。”潘志文說。

　　全覆蓋如果實現(xiàn)，將給我們帶來怎樣美好的生活場景呢？潘志文說，那將是一種無所不在的極致體驗。對個人來說，未來在飛機(jī)上、游輪上可以暢通無阻地使用網(wǎng)絡(luò)，開虛擬會議時，傳輸?shù)膶⑹歉咔逦?、立體的3D圖像，甚至是360度的場景視角，可以達(dá)到更為逼真的浸入式體驗。“此外，還有面向無人機(jī)的應(yīng)用，可以借助6G網(wǎng)絡(luò)的低空平臺，在應(yīng)急救災(zāi)的情況下就不需要臨時組網(wǎng)。面向航天行業(yè)的應(yīng)用也是一個方向，航天飛船可以借助6G進(jìn)行信息通信，甚至太空探測也可能會依賴于6G的部分通訊功能。”

　　數(shù)字地球：

　　技術(shù)探索永無止境

　　總之，未來的網(wǎng)絡(luò)將是一個地面無線與衛(wèi)星通信集成的全連接世界，而為了給數(shù)字地球提供可靠的傳輸通道，6G還有很長的路要走。

　　潘志文告訴記者，每一代移動通信技術(shù)從開始研究到技術(shù)成熟大概需要10年時間，5G從2011年開始做相應(yīng)的規(guī)劃，今年開始商用；6G才剛剛開始研究，估計要到2027年才會啟動標(biāo)準(zhǔn)化的工作，真正商用可能要到2030年左右。“6G的關(guān)鍵技術(shù)仍在摸索之中。速率提升后，系統(tǒng)帶寬也會進(jìn)一步增加，6G要繼續(xù)往高頻段走，現(xiàn)在業(yè)界都在考慮太赫茲頻段，正在做一些預(yù)研，看看它的特性怎么樣，能不能用。此外，可見光頻段比太赫茲頻段平臺更高，它的帶寬非常寬，信號質(zhì)量比較好，也是一個重要的研究方向。在具體的技術(shù)設(shè)計上，則可能進(jìn)一步引入人工智能的概念，借助人工智能算法對整個發(fā)送端做一體化的優(yōu)化。”

　　6G研究還有三大技術(shù)難題待解：一是高頻段傳輸特性、覆蓋特性不太好的問題需要解決；二是大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)會導(dǎo)致算法的復(fù)雜度進(jìn)一步提升，天線數(shù)量的增加也會導(dǎo)致成本增加；三是要實現(xiàn)“空天地海一體化”全覆蓋，信號的傳輸距離要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)在，甚至可能達(dá)到上萬公里，這時候時延會急劇增加，所以怎么設(shè)計網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)很重要；還有，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)是高度動態(tài)化的，怎樣在移動的網(wǎng)絡(luò)中保證信號高質(zhì)量的傳輸，也非常有挑戰(zhàn)性。“技術(shù)探索是永無止境的，而科學(xué)家的樂趣也在于此。”潘志文說。