6G信號(hào)覆蓋范圍更廣有望實(shí)現(xiàn)水下通信

2018-10-31 17:25:11來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)

在近日舉辦的2018美國(guó)移動(dòng)世界大會(huì)上，美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)的一位官員首次在公開(kāi)場(chǎng)合展望6G，即第六代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，也被稱(chēng)為第六代移動(dòng)通信技術(shù)。

不只有美國(guó)，我國(guó)也已啟動(dòng)6G相關(guān)工作。今年3月工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)苗圩在接受媒體采訪時(shí)表示，我國(guó)已著手研究6G。

據(jù)悉，除中美兩國(guó)外，歐盟、俄羅斯等也正在緊鑼密鼓地開(kāi)展相關(guān)工作。

信號(hào)覆蓋范圍更廣，有望實(shí)現(xiàn)水下通信

6G將會(huì)是什么樣?由于相關(guān)研發(fā)工作才剛剛起步，因此世界各國(guó)對(duì)此還沒(méi)有形成共識(shí)，這也使得各國(guó)的工作重點(diǎn)不盡相同。但總體來(lái)看，有關(guān)國(guó)家的研制工作都是從市場(chǎng)分析和技術(shù)研究這兩個(gè)方面展開(kāi)，例如有哪些市場(chǎng)需求還沒(méi)有得到充分滿(mǎn)足?有哪些新興市場(chǎng)需要去開(kāi)拓?有哪些新的技術(shù)可以用于6G研發(fā)?

對(duì)于未來(lái)6G市場(chǎng)該如何開(kāi)拓，中國(guó)信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所副所長(zhǎng)萬(wàn)屹在接受采訪時(shí)表示，國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有形成統(tǒng)一的觀點(diǎn)。“我個(gè)人認(rèn)為，移動(dòng)通訊技術(shù)與一些垂直行業(yè)相結(jié)合產(chǎn)生的業(yè)務(wù)，如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人機(jī)、交互式游戲等，雖然5G已能夠滿(mǎn)足這些領(lǐng)域的部分需求，但仍然有很大的市場(chǎng)空間。”萬(wàn)屹說(shuō)。

如今，視頻在媒介中占據(jù)著越發(fā)重要的地位，人們對(duì)其體驗(yàn)感的要求也越來(lái)越高。除了更高的清晰度之外，一些新技術(shù)，如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)等的融入，要求視頻技術(shù)必須具有更快的傳輸速度和處理能力，這就需要通過(guò)6G來(lái)實(shí)現(xiàn)。“對(duì)這一類(lèi)新業(yè)務(wù)可能帶來(lái)的新市場(chǎng)，業(yè)界也在研究中。”萬(wàn)屹說(shuō)。

4G主要依托于正交頻分復(fù)用技術(shù)，5G主要依托于天線技術(shù)和高頻段技術(shù)，到了6G，又會(huì)有什么新的技術(shù)可以用?萬(wàn)屹介紹，如今業(yè)內(nèi)對(duì)各種新技術(shù)的討論有很多，但總的來(lái)說(shuō)是往更短的網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間、更大的帶寬、更廣的覆蓋和更高資源利用率的方向發(fā)展。除了此前已有的高密度組網(wǎng)、全雙工技術(shù)(一種能實(shí)現(xiàn)在同一頻率信道下同時(shí)進(jìn)行發(fā)射和接收信號(hào)，從而提高頻譜資源利用率的技術(shù))等之外，業(yè)界還在探討一些全新的技術(shù)方案，例如衛(wèi)星通信技術(shù)、平流層通信技術(shù)與地面技術(shù)的融合。這樣的融合技術(shù)一旦研制成熟，意味著此前大量未被通信信號(hào)覆蓋的地方，如無(wú)法建設(shè)基站的海洋、難以鋪設(shè)光纖的部分新疆和西藏等地區(qū)，今后都有可能收發(fā)信號(hào)，信號(hào)覆蓋“死角”將進(jìn)一步減少。

中國(guó)通信業(yè)觀察家、飛象網(wǎng)首席執(zhí)行官項(xiàng)立剛則進(jìn)一步提出，除陸地通信覆蓋外，水下通信覆蓋也有望在6G時(shí)代啟動(dòng)，成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋體系中的一部分。

項(xiàng)立剛在近日接受采訪時(shí)表示，采集有關(guān)海洋學(xué)的數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)水下環(huán)境污染、海底異常活動(dòng)和氣候變化、探查海底目標(biāo)以及遠(yuǎn)距離圖像傳輸?shù)然顒?dòng)，都離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)支持。此外，水下無(wú)線通信在軍事領(lǐng)域也起到至關(guān)重要的作用。“在4G、5G時(shí)代，我們還未考慮在水下進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，但到了6G時(shí)代應(yīng)進(jìn)行相關(guān)規(guī)劃。”項(xiàng)立剛說(shuō)。

采用智能化管理，將網(wǎng)絡(luò)“切片”分配

頻譜資源稀缺是阻礙通信行業(yè)發(fā)展的重要因素。解決的辦法，一種是提高現(xiàn)有頻譜資源的利用率，例如一個(gè)單位的頻譜資源，以前可能只能傳10兆的數(shù)據(jù)量，現(xiàn)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(chǔ)，因此為提高帶寬，業(yè)界一直在努力挖掘更高頻段的資源。在項(xiàng)立剛看來(lái)，6G網(wǎng)絡(luò)很有可能從毫米波頻段擴(kuò)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(zhǎng)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(wǎng)絡(luò)，在項(xiàng)立剛看來(lái)，這意味著今后6G的峰值速度將會(huì)達(dá)到100Gbps，單信道帶寬也會(huì)達(dá)到1GHz。

但不同于以往通訊行業(yè)常用的低頻無(wú)線電波，太赫茲波的穿透能力極弱。“低頻無(wú)線電波可以穿透一般的障礙物，比如門(mén)、墻，但是太赫茲波做不到。當(dāng)有人從你身邊經(jīng)過(guò)時(shí)，你的通訊信號(hào)可能會(huì)因此中斷。甚至你用一張紙，都可能擋住它。”不過(guò)萬(wàn)屹同時(shí)表示，“事物都有兩面性，在某些地方它是缺點(diǎn)，在另一些地方它可能就成為優(yōu)點(diǎn)。如何利用太赫茲波的這項(xiàng)特性，仍待進(jìn)一步的研究。”

在項(xiàng)立剛看來(lái)，6G網(wǎng)絡(luò)還會(huì)是一個(gè)全新組織的智能化網(wǎng)絡(luò)，能對(duì)不同用戶(hù)和不同業(yè)務(wù)進(jìn)行智能化分類(lèi)管理。“現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)管理還比較單一，它主要是保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定，智能化的管理則將會(huì)把網(wǎng)絡(luò)‘切’成不同的‘片’，并將其分配給不同類(lèi)型的用戶(hù)。”項(xiàng)立剛說(shuō)。

對(duì)于“切片”管理，項(xiàng)立剛進(jìn)一步舉例解釋道，在同一條街道上，智能交通體系通訊網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量關(guān)系到行人和乘客的生命安全，因此應(yīng)為其單獨(dú)辟出一部分網(wǎng)絡(luò)資源，以避免受到干擾。而更多的乘客和行人的上網(wǎng)需求，則由另一部分網(wǎng)絡(luò)提供。相較于前者，這部分網(wǎng)絡(luò)對(duì)信號(hào)穩(wěn)定性的要求可以略低一點(diǎn)。

“針對(duì)不同時(shí)段、不同用戶(hù)類(lèi)型和不同業(yè)務(wù)，智能化管理系統(tǒng)會(huì)采取多樣化的計(jì)費(fèi)方式。比如在智能交通場(chǎng)景下，因?yàn)閷?duì)網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)的要求較高，因此對(duì)它收取的流量費(fèi)也會(huì)相對(duì)高一些。”項(xiàng)立剛補(bǔ)充道。

研發(fā)先于應(yīng)用，現(xiàn)在籌備6G很正常

研制6G的消息一經(jīng)傳出，就遭到許多網(wǎng)友的質(zhì)疑：5G還未鋪開(kāi)就來(lái)談6G，是否為時(shí)尚早?萬(wàn)屹對(duì)此回應(yīng)稱(chēng)：“搞科研一般都要超前于市場(chǎng)應(yīng)用。有一句話(huà)叫‘使用一代、研究一代、儲(chǔ)備一代’。說(shuō)俗點(diǎn)就是，吃著碗里的、盯著鍋里的、想著田里的。現(xiàn)在大部分地區(qū)應(yīng)用的是4G技術(shù)，5G很快就要投入市場(chǎng)，這個(gè)時(shí)候啟動(dòng)下一代通信技術(shù)的研發(fā)工作很正常。”

苗圩在此前接受媒體采訪時(shí)稱(chēng)，隨著移動(dòng)通信使用范圍的擴(kuò)大，通信技術(shù)除了要解決人和人之間的無(wú)線通信問(wèn)題，還要解決物和物之間、物和人之間的這種聯(lián)系問(wèn)題，也就是物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念。

也就是說(shuō)，隨著智能設(shè)備的快速發(fā)展，今后相關(guān)設(shè)備對(duì)傳輸速度、網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間、帶寬、覆蓋范圍等方面的要求將會(huì)進(jìn)一步提高，如今的技術(shù)水平還無(wú)法完全達(dá)到，這就需要研制新技術(shù)去彌補(bǔ)這些不足。

從移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定的歷程來(lái)看，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化是發(fā)展的趨勢(shì)。“隨著經(jīng)濟(jì)全球化程度加深，通信領(lǐng)域也在往全球統(tǒng)一的方向發(fā)展。因?yàn)橹挥袠?biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一了，產(chǎn)品才能更好地實(shí)現(xiàn)進(jìn)出口。”萬(wàn)屹解釋道，“比如一個(gè)人去國(guó)外旅游，發(fā)現(xiàn)手機(jī)在其他國(guó)家也能正常上網(wǎng)、打電話(huà)，這就是因?yàn)楦鲊?guó)的標(biāo)準(zhǔn)是統(tǒng)一的。”

因此，從這一發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，6G標(biāo)準(zhǔn)很有可能同5G一樣，由國(guó)際移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織統(tǒng)一制定。一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)里會(huì)包含各種知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這也是各國(guó)競(jìng)相著手研制6G的原因——掌握更多的專(zhuān)利，這會(huì)給今后產(chǎn)品的銷(xiāo)售收益帶來(lái)基礎(chǔ)性影響。

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