通信|6G竞争风起云涌，中国能否继续引领？通信|投稿

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图片来源@视觉中国

文丨ICT解读者一老解

全球范围内，5G网络建设正酣，虽然其商业价值仍处在探索和拓展阶段，但业界已迫不及待地启动了下一代6G技术的研究。特别是随着多家行业组织、研究机构和通信厂商、运营商面向社会发布关于6G的白皮书，6G也逐渐破圈成为备受公众关注的热门话题之一。
一、为什么需要6G？6G是下一代移动通信技术，将在承接5G的基础上继续破除通信技术的局限，推动人类社会的不断进步。
数字化技术的发展将使得创建虚拟的数字世界成为可能，人类的未来将是真实的物理世界与虚拟的数字世界实现深度融合、万物智联的全新世界。比如，未来的终端设备，触摸屏输入将会成为过去，通过新型的人机接口，人们甚至会依赖脑传感器来操纵机器设备；再比如全息通信和感官互联在未来工作和社交活动中将会普及，人们将可以不受时间、空间的限制，实现多维感官的交融响应。还比如未来的城市里，无数的智能传感器、智能机器人、无人驾驶车辆将通过相互间的协作与学习，提升工作效率和准确性，从容应对各种实时的变化。
而要满足这些未来场景的需求，就需要移动通信网络提供比5G更快的速率、更大的吞吐量、更低的时延、更可靠的稳定性、更智能的调度、更低的能耗等等，才能实现物理世界与数字世界的连接和融合，这就是6G要解决的问题。
6G要在速率和带宽上超越5G，首先要解决频谱问题。无线频谱是移动通信发展的基础，同时也是稀缺资源，从1G到5G移动通信集中使用的无线频谱都在6GHz以下，主要是基于低频段频谱可以实现广覆盖的经济特性，但同时也受限于带宽的不足并牺牲了对于速率的更高追求；因此为了在速率和带宽上实现突破，5G首次将移动通信技术拓展到了24GHz 至 50GHz的毫米波频段，开始了移动通信技术在高频段的拓荒之旅；未来6G要实现比5G更高的速率和更大的带宽，就只能挺进比毫米波更高的频段进行开垦。
因此，业界普遍将100GHz至10000GHz（或0.1-10THz）的太赫兹频段视为6G最可能使用的工作频段。相比于毫米波，太赫兹频段频率更高、通信容量更大，具有传输速率高、抗干扰能力强和易于实现通信探测一体化等特点，并且是电磁波谱中唯一尚待开发的新频段，频谱资源极为丰富。借助太赫兹频段大带宽特性，足以支持6G所需超高传输速率和超大传输容量的能力，因此美国联邦通讯委员会（FCC）在2020年就开放了95GHz-3000GHz频段作为实验频谱用于6G技术研发。
当然，对于太赫兹频段的利用仍亟待全面探索，基于当前的技术能力，高频段太赫兹基站组网的有效覆盖半径仅为10米-50米左右，要满足公众网的全覆盖需求所需基站数量难以数计，因此6G研究需要在新的无线空口技术等层面取得突破才能解决太赫兹基站覆盖的经济成本和物理组网问题。
二、6G研究全球竞赛大幕开启6G作为前沿技术，最早由学术界牵头开始研究。位于通信强国芬兰的奥卢大学，在芬兰政府的资助下于2018年率先启动“6Genesis——支持 6G 的无线智能社会与生态系统”的6G旗舰项目，并于2019年3月组织邀请 70 位来自各国的通信专家，召开了全球首届 6G 峰会，发布了全球首份 6G白皮书，对于6G研究的起步起到了推动作用。
其后，随着6G愿景的逐渐清晰，为了在6G研究上占据制高点，世界各国政府开始针对6G研发开展战略性布局，而美国成为率先抢跑的国家之一。