張文欣

盡管5G技術剛剛進入實用階段，但一些國家的研究機構(gòu)已把目光投向6G。芬蘭奧盧大學發(fā)布了全球首部《6G白皮書》，它基于70位專家在首屆6G無線峰會特別研討會上分享的觀點，系統(tǒng)地介紹了6G技術的發(fā)展趨勢。外媒從多個角度進行解讀：約10年后，依托6G技術將真正實現(xiàn)“萬物互聯(lián)”，人們的生活將出現(xiàn)巨大變革。

性能相比于5G提升10—100倍

6G的大多數(shù)性能指標相比于5G都提升了10—100倍。衡量6G技術的關鍵指標包括：峰值傳輸速度達100Gbps—1Tbps，而5G僅為10Gpbs;室內(nèi)定位精度達10厘米，室外達1米，相比于5G精準了10倍;通信時延0.1毫秒，僅為5G的十分之一;信號中斷的概率小于百萬分之一;連接設備密度達到每立方米過百個。此外，6G將采用太赫茲頻段通信，網(wǎng)絡容量大幅提升。

從覆蓋范圍上看，6G無線網(wǎng)絡不再局限于地面，而是實現(xiàn)地面設備、海上設備、空中機載設備和太空設備的無縫連接，能夠打造一個集地面通信、衛(wèi)星通信、海洋通信于一體的全連接通信世界，沙漠、海洋等傳統(tǒng)移動通信網(wǎng)絡的盲區(qū)有望實現(xiàn)信號覆蓋。

從定位精度上看，傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡定位精度有限，難以實現(xiàn)室內(nèi)物品的精準定位，而6G足以實現(xiàn)對室內(nèi)小型物品的高精度定位。

另外，6G能夠與人工智能、機器學習深度融合，智能傳感、智能定位、智能資源分配、智能接口切換等都將成為現(xiàn)實。

幻想的場景將成為現(xiàn)實

據(jù)英國《新科學家》雜志報道，到2030年，隨著6G技術的到來，許多當前仍是幻想的場景都將成為現(xiàn)實，人們的生活將出現(xiàn)巨大變革。

隨著新型顯示、傳感和成像設備以及低功耗專用處理器等技術的發(fā)展，智能手機很可能被輕量的眼鏡替代，通過超高的網(wǎng)速實現(xiàn)超高的分辨率、幀速，并能提供虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、混合現(xiàn)實合為一體的XR型服務，與我們的感官、運動無縫連接。

高分辨率的傳感成像設備、可穿戴顯示器、超高速的無線網(wǎng)絡，將能夠?qū)崟r捕捉、傳輸和渲染遠程全息3D圖像。例如在會議中實時投影每個參與者，通過XR制造感知幻覺，讓身處不同城市的人們感覺像是共處一室。這在遠程教育、協(xié)作設計、遠程醫(yī)療、遠程辦公、高級三維模擬以及國防領域的應用都很廣泛。

移動通信技術更迭的意義，已經(jīng)不止于解決人與人之間的無線通信以及隨時隨地無線上網(wǎng)的問題，而是要更好地解決物與物之間、物與人之間的聯(lián)系，也就是現(xiàn)在人們所說的物聯(lián)網(wǎng)。

所謂“萬物互聯(lián)”，是指將人、流程、數(shù)據(jù)和事物結(jié)合在一起，使得網(wǎng)絡連接的相關性更高，更有價值?！叭f物互聯(lián)”能夠?qū)⑿畔⑥D(zhuǎn)化為行動，給企業(yè)、個人和國家創(chuàng)造新的功能，并帶來更加豐富的體驗和前所未有的經(jīng)濟發(fā)展機遇。

舉個例子，人們可以用智能眼鏡控制很多東西。當一個人身處辦公室時，也可以向自己家里的智能家居設備下達指令，讓機器人做家務;隨時監(jiān)控家中的情況;呼叫無人車前來接自己出行，等等。

2030年以后，全球?qū)⒂袛?shù)以百萬計接入網(wǎng)絡的自動駕駛車輛及其他交通工具，運輸和物流都將更為高效。這些交通工具既包括在居所、學校、工作場所之間運行的無人駕駛汽車，也包括運送貨物的自動卡車及無人機。每一輛車和每一架無人機都將配備許多傳感器，包括攝像機、激光掃描儀和太赫茲雷達等。利用6G網(wǎng)絡，交通設備上搭載的計算機能快速融合生成周圍的環(huán)境地圖，包括可能碰撞的車輛、飛行器和行人等信息，從而實現(xiàn)自動駕駛，安全行進。

在6G時代，還有很多新技術等待我們?nèi)ンw驗：我們在飛機上將可以上網(wǎng)，同時不會影響飛行安全;登山運動員在遇到危險時，可以實時發(fā)送位置信息和求救信號，不會出現(xiàn)時延;艦船在海上航行時，船上的工作人員不用擔心與陸地失聯(lián)，6G可保證實時通信。

促進數(shù)字社會的包容和公平

據(jù)西班牙《國家報》報道，6G通信網(wǎng)絡的意義不僅在于技術層面，也在于社會發(fā)展層面。其社會驅(qū)動因素包括政治、經(jīng)濟、法律和環(huán)境等方面的需求，可以進一步促進數(shù)字社會的包容性與公平性。

例如，該技術的普及能夠讓全球貧困人口、弱勢群體有機會享受教育、醫(yī)療保健等服務。具體來說，通過將衛(wèi)星通信與6G移動通信融合，能夠?qū)崿F(xiàn)全球無縫覆蓋，網(wǎng)絡信號可以抵達任何一個偏遠的鄉(xiāng)村，讓那里的病人接受遠程醫(yī)療，讓孩子們接受遠程教育。

此外，在導航衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、成像衛(wèi)星和6G地面網(wǎng)絡的聯(lián)動支持下，地空全覆蓋網(wǎng)絡能幫助人們預測天氣，快速應對自然災害。

相比于5G，6G具有更大的包容性和延展性，將不再只依靠傳統(tǒng)運營商來運營，而是能夠產(chǎn)生新的生態(tài)系統(tǒng)。由于引入頻段越來越高，網(wǎng)絡越來越密集，針對垂直市場的本地網(wǎng)絡將越來越普遍。這些本地網(wǎng)絡將由不同的利益相關者（包括地方政府、大型企業(yè)和機構(gòu)）進行部署，從而驅(qū)動“本地運營商”模式，衍生出新的生態(tài)系統(tǒng)。也就是說，任何機構(gòu)和企業(yè)都可以成為6G通信網(wǎng)絡運營商，在合法的前提下構(gòu)建自己的6G網(wǎng)絡，為特定的客戶群體提供專有服務。

須解決諸多技術難題?

6G的高性能很誘人，但要解決的技術難題也不少。奧盧大學“6G旗艦計劃”負責人馬蒂·拉特瓦霍表示，6G的根本是數(shù)據(jù)，無線網(wǎng)絡采集、處理、傳輸和使用數(shù)據(jù)的方式，將推動6G的發(fā)展。也就是說，6G的相關研究就是按照6G標準，解決數(shù)據(jù)從采集到使用的各個環(huán)節(jié)的技術難題。第一個挑戰(zhàn)就是要攻克尚不成熟的太赫茲通信技術，實現(xiàn)理想中的通信速率。另外，隨著波段頻率增加，天線體積將越來越小。頻率達到250GHZ時，4平方厘米的面積上就足以安裝1000個天線，這對集成電子、新材料等技術來說都是巨大的挑戰(zhàn)。

從1G時代到5G時代，基站就像“交通樞紐”，在用戶和移動運營商之間架設起一座座信息交換的“橋梁”。在6G時代，“橋梁”建設將面臨巨大挑戰(zhàn)?；窘ㄔO要從陸地拓展到天空和海洋，空中傳輸?shù)木嚯x遠，水下傳輸?shù)男盘枔p耗大，無人機和艦船的通信又是動態(tài)的，這都需要協(xié)同部署。

因6G通信要向高頻段頻譜資源拓展，6G時代需要更多基站，“接力”完成信號傳遞工作。如今，地面基站大多架設在建筑物頂部。6G網(wǎng)絡要實現(xiàn)地面基站與無人機、衛(wèi)星的通信，那么基站就不僅要面向地面，也要面向空中進行信號傳播。地面、空中、海洋的信道模型都是不同的。地面基站沿著地表進行信號傳播，由于有建筑物、山峰的阻隔，傳播過程中信號會衰減得十分嚴重，有時還會出現(xiàn)雜波。地空信道雖然不會碰上困擾地面?zhèn)鞑サ母鞣N阻隔物，但因信道的俯仰角較大，每個角度的傳播特性存在差異。

在空中、地面、海洋傳播信號時，6G網(wǎng)絡會使用不同的頻率，這些頻率可能形成相互干擾，如何使之“通力合作”是需要解決的技術問題。

最后，安全性也是6G所繞不開的課題。到2030年，數(shù)字世界將與物理世界深度融合，人們的生活將愈發(fā)依賴可靠的網(wǎng)絡，這對通信網(wǎng)絡的安全提出了更高的要求。6G網(wǎng)絡應具備緩解和抵御網(wǎng)絡攻擊并追查攻擊源頭的能力。

6G時代的“萬物互聯(lián)”將產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)信息。一方面，這些數(shù)據(jù)關乎個人和企業(yè)隱私，實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)保護是6G推廣應用的前提;另一方面，實時處理這些數(shù)據(jù)需要成熟的邊緣計算技術，而邊緣計算面臨數(shù)據(jù)訪問受限、設備計算能力和存儲能力不足等問題。

編輯：姚志剛 winter-yao@163.com