Finland's 6G vision for 2030

來源：中国科技网

5G 尚未普及，美國號稱開始研發 6G。到底是「嘗鮮」 5G，還是等等 6G？

去年 2 月 21 日，美國總統川普發推特「我希望 5G 乃至 6G 早日在美國落地」。日前，美國聯邦通信委員會朝著川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·拉帕波特發表聲明：「聯邦通信委員會已經啓動了 6G 的競賽。」難道我們還沒有享受到 5G 佈署的紅利，網速更快的 6G 已經呼嘯而來？6G 到底是「小荷才露尖尖角」還是「妖嬈全在欲開時」？記者就此採訪了芬蘭奧盧大學博士後、無線通信專家何繼光。

關鍵技術仍在摸索

「5G 布網還沒完成，甚至國際標準都沒有完全制訂好。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 年就啓動了 METIS 項目（2020 年資訊社會與行動無線通信助推器），展開 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，太赫茲能否用於無線通信還在論證。」何繼光介紹，之前太赫茲主要用於雷達探測、醫療成像，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，而只有解決通信距離問題，才能用於現有的行動通信蜂窩網路。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。」何繼光表示，奧盧大學無線通信中心是全球最先開始 6G 研發的機構，目前正在從無線連接、分布式計算、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，甚至更高頻率的無線電波通信；分布式計算則是透過人工智慧、邊緣計算等算法，解決大量數據帶來的時延問題；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。」

記者瞭解到，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＋高空無線平台（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通信蜂窩架構，並建立空天地一體的通信網路。

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，即基地台未必按照蜂窩狀佈置，終端也未必只和一個基地台通信，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

「無線通信進一步發展，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：一是基地台更密集，佈署量增加，雖然基地台功率可以降低，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，但高頻率對基地台、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，已經超出一般研究機構的承受能力。

另外，從基地台天線數上來看，4G 基地台天線數只有 8 根，5G 能夠做到 64 根、128 根甚至 256 根，6G 的天線數可能會更多，基地台的更換也會提高應用成本。

「不改變現有的通信頻段，只依靠通過算法優化等措施很難實現設想的 6G 願景，全部替換所有基地台也不現實。」何繼光認為，未來很有可能會採取非獨立組網的方式，即在原有基地台等設施的基礎上佈署 6G 設備，6G 與 5G 甚至4 G、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，甚至每秒太字節的速率，沒有太高需求，況且如果 6G 以毫米波或太赫茲為通信頻率，其行動終端的價格必然不菲。