5g的研發(fā)讓中國又一次的站在了科技創(chuàng)新的舞臺上,很多人都會問6g什么時候出、6g速度有多快等相關(guān)6g的問題。2019世界5G大會工信部、科技部等本月剛剛啟動了我國第六代移動通信技術(shù)研發(fā)工作。中國聯(lián)通和中國電信已經(jīng)分別展開了太赫茲和毫米波等6G相關(guān)技術(shù)的研究。
5g的研發(fā)讓中國又一次的站在了科技創(chuàng)新的舞臺上,很多人都會問6g什么時候出、6g速度有多快等相關(guān)6g的問題。2019世界5G大會工信部、科技部等本月剛剛啟動了我國第六代移動通信技術(shù)研發(fā)工作。中國聯(lián)通和中國電信已經(jīng)分別展開了太赫茲和毫米波等6G相關(guān)技術(shù)的研究。中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院無線技術(shù)四室主任張忠皓披露,太赫茲通信還可在外層空間做到無損傳輸,通過極低的功率就可實現(xiàn)超遠(yuǎn)距離傳輸。由于太赫茲波長較短,天線系統(tǒng)可實現(xiàn)小型化、平面化,搭載于衛(wèi)星、無人機(jī)、飛艇等平臺,實現(xiàn)空天地的一體化通信。
6g速度一般是多少兆
中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院無線技術(shù)四室主任張忠皓稱目前5G的理論峰值速度是每秒10Gbps,實際商用速度則是1Gbps。6G的理論峰值速度將可達(dá)到每秒1Tbps(即1024Gbps)。對于未來6G的商用速度,張忠皓認(rèn)為有望達(dá)到100Gbps。
什么是6g
6G網(wǎng)絡(luò)將是一個地面無線與衛(wèi)星通信集成的全連接世界。通過將衛(wèi)星通信整合到6G移動通信,實現(xiàn)全球無縫覆蓋,網(wǎng)絡(luò)信號能夠抵達(dá)任何一個偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村,讓深處山區(qū)的病人能接受遠(yuǎn)程醫(yī)療,讓孩子們能接受遠(yuǎn)程教育。此外,在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、電信衛(wèi)星系統(tǒng)、地球圖像衛(wèi)星系統(tǒng)和6G地面網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)動支持下,地空全覆蓋網(wǎng)絡(luò)還能幫助人類預(yù)測天氣、快速應(yīng)對自然災(zāi)害等。這就是6G未來。6G通信技術(shù)不再是簡單的網(wǎng)絡(luò)容量和傳輸速率的突破,它更是為了縮小數(shù)字鴻溝,實現(xiàn)萬物互聯(lián)這個“終極目標(biāo)”,這便是6G的意義。
6g有哪些技術(shù)
1.太赫茲頻段
6G將使用太赫茲(THz)頻段,且6G網(wǎng)絡(luò)的“致密化”程度也將達(dá)到前所未有的水平,屆時,我們的周圍將充滿小基站。太赫茲頻段是指100GHz-10THz,是一個頻率比5G高出許多的頻段。從通信1G(0.9GHz)到4G(1.8GHZ以上),我們使用的無線電磁波的頻率在不斷升高。因為頻率越高,允許分配的帶寬范圍越大,單位時間內(nèi)所能傳遞的數(shù)據(jù)量就越大,也就是我們通常說的“網(wǎng)速變快了”。不過,頻段向高處發(fā)展的另一個主要原因在于,低頻段的資源有限。
就像一條公路,即便再寬闊,所容納車量也是有限的。當(dāng)路不夠用時,車輛就會阻塞無法暢行,此時就需要考慮開發(fā)另一條路。頻譜資源也是如此,隨著用戶數(shù)和智能設(shè)備數(shù)量的增加,有限的頻譜帶寬就需要服務(wù)更多的終端,這會導(dǎo)致每個終端的服務(wù)質(zhì)量嚴(yán)重下降。而解決這一問題的可行的方法便是開發(fā)新的通信頻段,拓展通信帶寬。我國三大運營商的4G主力頻段位于1.8GHz-2.7GHz之間的一部分頻段,而國際電信標(biāo)準(zhǔn)組織定義的5G的主流頻段是3GHz-6GHz,屬于毫米波頻段。到了6G,將邁入頻率更高的太赫茲頻段,這個時候也將進(jìn)入亞毫米波的頻段。
2.空間復(fù)用技術(shù)
6G將使用“空間復(fù)用技術(shù)”,6G基站將可同時接入數(shù)百個甚至數(shù)千個無線連接,其容量將可達(dá)到5G基站的1000倍。前面說到6G將要使用的是太赫茲頻段,雖然這種高頻段頻率資源豐富,系統(tǒng)容量大。但是使用高頻率載波的移動通信系統(tǒng)要面臨改善覆蓋和減少干擾的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
當(dāng)信號的頻率超過10GHz時,其主要的傳播方式就不再是衍射。對于非視距傳播鏈路來說,反射和散射才是主要的信號傳播方式。同時,頻率越高,傳播損耗越大,覆蓋距離越近,繞射能力越弱。這些因素都會大大增加信號覆蓋的難度。不止是6G,處于毫米波段的5G也是如此。而5G則是通過Massive MIMO和波束賦形這兩個關(guān)鍵技術(shù)來解決此類問題的。我們的手機(jī)信號連接的是運營商基站,更準(zhǔn)確一點,是基站上的天線。Massive MIMO技術(shù)說起來挺簡單,它其實就是通過增加發(fā)射天線和接收天線的數(shù)量,即設(shè)計一個多天線陣列,來補(bǔ)償高頻路徑上的損耗。
在MIMO多副天線的配置下可以提高傳輸數(shù)據(jù)數(shù)量,而這用到的便是空間復(fù)用技術(shù)。在發(fā)射端,高速率的數(shù)據(jù)流被分割為多個較低速率的子數(shù)據(jù)流,不同的子數(shù)據(jù)流在不同的發(fā)射天線上在相同頻段上發(fā)射出去。由于發(fā)射端與接收端的天線陣列之間的空域子信道足夠不同,接收機(jī)能夠區(qū)分出這些并行的子數(shù)據(jù)流,而不需付出額外的頻率或者時間資源。這種技術(shù)的好處就是,它能夠在不占用額外帶寬、消耗額外發(fā)射功率的情況下增加信道容量,提高頻譜利用率。不過,MIMO的多天線陣列會使大部分發(fā)射能量聚集在一個非常窄的區(qū)域。也就是說,天線數(shù)量越多,波束寬度越窄。這一點的好處在于,不同的波束之間、不同的用戶之間的干擾會比較少,因為不同的波束都有各自的聚焦區(qū)域,這些區(qū)域都非常小,彼此之間不怎么有交集。
但是它也帶來了另外一個問題:基站發(fā)出的窄波束不是360度全方向的,該如何保證波束能覆蓋到基站周圍任意一個方向上的用戶?這時候,便是波束賦形技術(shù)大顯神通的時候了。簡單來說,波束賦形技術(shù)就是通過復(fù)雜的算法對波束進(jìn)行管理和控制,使之變得像“聚光燈”一樣。這些“聚光燈”可以找到手機(jī)都聚集在哪里,然后更為聚焦地對其進(jìn)行信號覆蓋。5G采用的是MIMO技術(shù)提高頻譜利用率。而6G所處的頻段更高,MIMO未來的進(jìn)一步發(fā)展很有可能為6G提供關(guān)鍵的技術(shù)支持。
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