6G信號覆蓋范圍更廣有望實現水下通信

2018-10-31 17:25:11來源：科技日報

在近日舉辦的2018美國移動世界大會上，美國聯邦通訊委員會的一位官員首次在公開場合展望6G，即第六代移動通信標準，也被稱為第六代移動通信技術。

不只有美國，我國也已啟動6G相關工作。今年3月工業和信息化部部長苗圩在接受媒體采訪時表示，我國已著手研究6G。

據悉，除中美兩國外，歐盟、俄羅斯等也正在緊鑼密鼓地開展相關工作。

信號覆蓋范圍更廣，有望實現水下通信

6G將會是什么樣?由于相關研發工作才剛剛起步，因此世界各國對此還沒有形成共識，這也使得各國的工作重點不盡相同。但總體來看，有關國家的研制工作都是從市場分析和技術研究這兩個方面展開，例如有哪些市場需求還沒有得到充分滿足?有哪些新興市場需要去開拓?有哪些新的技術可以用于6G研發?

對于未來6G市場該如何開拓，中國信息通信研究院技術與標準研究所副所長萬屹在接受采訪時表示，國內目前還沒有形成統一的觀點。“我個人認為，移動通訊技術與一些垂直行業相結合產生的業務，如工業互聯網、無人機、交互式游戲等，雖然5G已能夠滿足這些領域的部分需求，但仍然有很大的市場空間。”萬屹說。

如今，視頻在媒介中占據著越發重要的地位，人們對其體驗感的要求也越來越高。除了更高的清晰度之外，一些新技術，如增強現實、虛擬現實等的融入，要求視頻技術必須具有更快的傳輸速度和處理能力，這就需要通過6G來實現。“對這一類新業務可能帶來的新市場，業界也在研究中。”萬屹說。

4G主要依托于正交頻分復用技術，5G主要依托于天線技術和高頻段技術，到了6G，又會有什么新的技術可以用?萬屹介紹，如今業內對各種新技術的討論有很多，但總的來說是往更短的網絡延遲時間、更大的帶寬、更廣的覆蓋和更高資源利用率的方向發展。除了此前已有的高密度組網、全雙工技術(一種能實現在同一頻率信道下同時進行發射和接收信號，從而提高頻譜資源利用率的技術)等之外，業界還在探討一些全新的技術方案，例如衛星通信技術、平流層通信技術與地面技術的融合。這樣的融合技術一旦研制成熟，意味著此前大量未被通信信號覆蓋的地方，如無法建設基站的海洋、難以鋪設光纖的部分新疆和西藏等地區，今后都有可能收發信號，信號覆蓋“死角”將進一步減少。

中國通信業觀察家、飛象網首席執行官項立剛則進一步提出，除陸地通信覆蓋外，水下通信覆蓋也有望在6G時代啟動，成為整個網絡覆蓋體系中的一部分。

項立剛在近日接受采訪時表示，采集有關海洋學的數據、監測水下環境污染、海底異常活動和氣候變化、探查海底目標以及遠距離圖像傳輸等活動，都離不開網絡支持。此外，水下無線通信在軍事領域也起到至關重要的作用。“在4G、5G時代，我們還未考慮在水下進行網絡覆蓋，但到了6G時代應進行相關規劃。”項立剛說。

采用智能化管理，將網絡“切片”分配

頻譜資源稀缺是阻礙通信行業發展的重要因素。解決的辦法，一種是提高現有頻譜資源的利用率，例如一個單位的頻譜資源，以前可能只能傳10兆的數據量，現在就想辦法提高到上百兆、甚至上千兆。另一種則是如何去挖掘更多的頻譜資源。

頻譜資源是拓展帶寬的基礎，因此為提高帶寬，業界一直在努力挖掘更高頻段的資源。在項立剛看來，6G網絡很有可能從毫米波頻段擴展到太赫茲波頻段。太赫茲波是指頻率介于0.1THz到10THz之間的電磁波，其波長范圍為0.03毫米到3毫米，在頻譜中的位置處于微波和紅外輻射之間。將太赫茲波引入6G網絡，在項立剛看來，這意味著今后6G的峰值速度將會達到100Gbps，單信道帶寬也會達到1GHz。

但不同于以往通訊行業常用的低頻無線電波，太赫茲波的穿透能力極弱。“低頻無線電波可以穿透一般的障礙物，比如門、墻，但是太赫茲波做不到。當有人從你身邊經過時，你的通訊信號可能會因此中斷。甚至你用一張紙，都可能擋住它。”不過萬屹同時表示，“事物都有兩面性，在某些地方它是缺點，在另一些地方它可能就成為優點。如何利用太赫茲波的這項特性，仍待進一步的研究。”

在項立剛看來，6G網絡還會是一個全新組織的智能化網絡，能對不同用戶和不同業務進行智能化分類管理。“現在的網絡管理還比較單一，它主要是保證網絡運行的穩定，智能化的管理則將會把網絡‘切’成不同的‘片’，并將其分配給不同類型的用戶。”項立剛說。

對于“切片”管理，項立剛進一步舉例解釋道，在同一條街道上，智能交通體系通訊網絡的質量關系到行人和乘客的生命安全，因此應為其單獨辟出一部分網絡資源，以避免受到干擾。而更多的乘客和行人的上網需求，則由另一部分網絡提供。相較于前者，這部分網絡對信號穩定性的要求可以略低一點。

“針對不同時段、不同用戶類型和不同業務，智能化管理系統會采取多樣化的計費方式。比如在智能交通場景下，因為對網絡品質的要求較高，因此對它收取的流量費也會相對高一些。”項立剛補充道。

研發先于應用，現在籌備6G很正常

研制6G的消息一經傳出，就遭到許多網友的質疑：5G還未鋪開就來談6G，是否為時尚早?萬屹對此回應稱：“搞科研一般都要超前于市場應用。有一句話叫‘使用一代、研究一代、儲備一代’。說俗點就是，吃著碗里的、盯著鍋里的、想著田里的。現在大部分地區應用的是4G技術，5G很快就要投入市場，這個時候啟動下一代通信技術的研發工作很正常。”

苗圩在此前接受媒體采訪時稱，隨著移動通信使用范圍的擴大，通信技術除了要解決人和人之間的無線通信問題，還要解決物和物之間、物和人之間的這種聯系問題，也就是物聯網這個概念。

也就是說，隨著智能設備的快速發展，今后相關設備對傳輸速度、網絡延遲時間、帶寬、覆蓋范圍等方面的要求將會進一步提高，如今的技術水平還無法完全達到，這就需要研制新技術去彌補這些不足。

從移動通信技術標準制定的歷程來看，標準統一化是發展的趨勢。“隨著經濟全球化程度加深，通信領域也在往全球統一的方向發展。因為只有標準統一了，產品才能更好地實現進出口。”萬屹解釋道，“比如一個人去國外旅游，發現手機在其他國家也能正常上網、打電話，這就是因為各國的標準是統一的。”

因此，從這一發展趨勢來看，6G標準很有可能同5G一樣，由國際移動通信標準化組織統一制定。一項標準里會包含各種知識產權，這也是各國競相著手研制6G的原因——掌握更多的專利，這會給今后產品的銷售收益帶來基礎性影響。

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