华为在加拿大启动6G研究，现在布局6G还为时过早吗？

  

导  读

据外媒报道，华为已经开始在加拿大渥太华的实验室进行6G（即第六代移动通讯网络）技术的研发工作。看到这里，你可能会疑惑——我连5G还没用上呢，这6G到底是什么东西？6G离我们如此遥远，现在就开始布局有必要吗？

 

　　通讯标准永远是各国必争的战略制高点，这不，5G的商用还没普及，有关6G标准的争夺战就已然打响。

 

　　据加拿大媒体The Logic报道，华为向其确认，已经开始在加拿大渥太华的实验室进行6G（即第六代移动通讯网络）技术的研发工作。华为还表示，他们已经与加拿大多所大学的学者展开了洽谈，其渥太华研发实验室将帮助引领华为全球6G发展。

 

　　华为加拿大研发策略与合作伙伴副总裁Song Zhang称：“展望6G是所谓5G进化的一部分。”

 

　　值得一提的是，华为首款5G手机Mate 20X 5G版将于明日（8月16日）在国内正式开售，而6G尚处于初期阶段，华为预计6G商用要在2030年后。

 

 

　　看到这里，你可能会疑惑——我连5G还没用上呢，这6G到底是什么东西？既然6G离我们如此遥远，现在就开始布局有必要吗？

 

6G啊6G，你比5G多一G！

 

　　我们在日常生活中形容流量的多少用的是“G”这个字母（比如一个月有20G的流量），形容内存的大小也是用“G”这个字母（比如买手机的内存是6G），但是3G/4G/5G中的“G”却和前两者的意思截然不同。

 

　　说出来你可能会哑然失笑，其实G就是英文Generation的缩写，翻译过来就是“代”的意思。比如5G，就是指第五代移动通信技术。1G打电话；2G发短信；3G刷网页；4G看视频；5G时代，标清的视频还不够，要看就看高清、蓝光的！此外，5G网络不仅传输速率更高，而且延迟更低、可靠性更高、能够连接的设备数量也更多。

 

 

　　虽然每一代通信技术的名称看起来只是比前一代多加了1G，但其实每一代相较于前代而言，都有了突飞猛进的提高。所以6G并不是简单的5G的提升而已，而是更高层次的一个突破，涉及到许多新的前沿技术：

 

多网络融合

 

　　如果说4G的目的是实现人与人之间的高速通信连接，传输速率可以达到100Mbps；5G是实现物与物之间的高速连接，传输速率1Gbps，低通信时延1ms，支持海量机器通信；那么，6G愿景则是让人类社会进入泛在的智能化信息社会。它将实现更高的传输速度，5G的10到100倍，即10Gbps-1Tbps；更低的通信时延，ms级以下；更广的通信覆盖，覆盖空、天、海、地；更快的运动速度，马赫级。

 

　　要想达到这样的目标，6G技术需要融合陆地无线移动通信与中高低轨道的卫星移动通信，以及短距离直接通信技术，甚至还要融合通信以外的信息技术，包括计算、导航、感知、智能等。通过智能化移动性管理控制，建立空、天、地、海泛在的移动通信网络，实现全球泛在覆盖的高速宽带通信。

 

　　要想实现这样的技术目标，6G的挑战自然是巨大的，面临提升网络容量、频谱效率、系统覆盖等一系列问题。比如在新空口上，6G需要支持多种通信标准的无线传输接入，实现全球无线覆盖，要向更高频段扩展，以获取更大传输带宽，如毫米波、太赫兹、可见光等，以支持10G到100 Gbps用户接入速度，实现Tbps的无线接入网，要采用超大规模天线阵列，更高阶的调制解调技术等。

 

太赫兹

 

　　我们知道，每一个G的提升，都是信号频段的一个提升，5G时代已经从小于6GHz扩展到毫米波频段，而6G则正式跨入太赫兹（THz）时代。

 

　　太赫兹是指频率0.1太赫兹到10太赫兹，对应波长3毫米到0.03毫米的电磁波段，处于微波和红外波段之间。

 

　　频率越高，允许分配的带宽范围越大，单位时间内所能传递的数据量就越大，也就是我们通常说的“网速变快了”。当然，频率越高，发射信号所需要的能量也就越大，而且传输距离也就越短，所以将来还会出现一个现象就是网络“致密化”。

频率和波长的关系

 

　　因为现在信号的传输都需要通过基站来进行，基站的信号覆盖范围和传输距离都受到各方面的影响，比如说环境、周围信号的影响等等。而且频率越高，在空气中损耗越大，所以6G时代需要更多的基站“接力”。在5G时代基站密度要比4G时代高跟多，而到6G时代，自然基站要更为密集。

 

无蜂窝网络

 

　　从1G到5G，移动通信网络一直采用蜂窝网络构架，一个个六边形的小区组成蜂窝状的网络，以实现频率复用，避免干扰。

 

 

　　但是，6G时代可能要和这一经典的网络构架说再见了。6G网络或将采用人工智能和软件定义无线电技术来重新定义无线频谱管理。

 

　　随着5G万物互联时代的发展，未来越来越多的“物”要连接到无线网络，为此，如何高效和灵活的使用有限的频谱资源成为关键挑战。

 

　　人工智能和软件定义无线电相结合，不必再采用现今预先分配且独占频谱资源的方式，而是根据不同的通信需求，实现自动、灵活的动态分配频谱资源，这是6G的研究方向之一。

 

　　事实上，今天5G时代的云化RAN（云化无线接入网）、频谱云化技术（比如华为CloudAIR）、Massive MIMO和波束赋形等技术已经越来越接近“无蜂窝网络”。

 

　　云化RAN、Massive MIMO和波束赋形技术，通过集中调度和协调多个小区工作，实现“多小区可服务单一用户”的“以用户为中心”的网络，传统“以小区为中心”的网络边界正变得模糊，网络越来越接近“无蜂窝状”构架。

 

　　频谱云化技术实现GSM/LTE/5G NR等多种制式共享频谱资源，比如华为提出的CloudAIR，通过软件化和人工智能来实现自动、灵活的动态频谱资源管理。6G时代，会不会实现所有频谱资源的动态分配？

 

　　随着软件定义无线电和软件定义网络的不断发展，网络可在云基础设施上通过软件升级到6G，加之开源趋势和彻底打破频谱分配规则，这是否会颠覆传统蜂窝网络生态？

 

现在研发6G并不算早，多国已竞相布局

 

　　有人可能会疑惑，现在就开始研究6G技术，会不会太早？

 

　　站在历史的角度，5G的发展并不是等到4G技术出现局限性时才开始的，而是早在好几年前就已经开始了，但真正技术的成熟却是在10-15年之后。直到19年初，我们才敢说5G技术准备开始商用。5G时代的毫米波尚且如此，更不用说6G时代的太赫兹频段了。

 

 

　　据了解，华为于2009年开始5G技术的研究；而6G的研究节奏与5G基本符合，其周期可能会持续10年以上，预计将在2030年后才会投入商用。

 

　　换言之，现在研发6G并不算早，多国早已竞相布局。我国的华为并非第一家开展6G预研的企业，韩国企业也走在前列。今年1月，韩国LG设立了6G研究室，韩国政府预计将在2021年开始制订6G标准。而另外两个表示将要开展6G预研的国家分别是芬兰和美国。

 

 

　　芬兰政府在今年年初为一项为期八年、名为“6Genesis”的6G研究项目注入2500万欧元资金，诺基亚和芬兰的各个研究所以及大学共同进行合作研究，并准备与韩国携手合作。

 

　　美国方面也开始着手进行6G准备。在美国总统特朗普发推表示“希望5G乃至6G早日在美国落地”后。美国联邦通信委员会决定开放95千兆赫到3太赫兹频段，供6G实验使用。贝尔实验室目前正在寻找合作伙伴，以便进行预研。

 

　　中国、韩国和芬兰公司在5G技术研发中具有较大优势，5G专利排名前列。越早进入6G的研发，就越能发挥此前的技术积累，抢占技术制高点。

 

 

 图：中国、芬兰和韩国企业在4G和5G专利占比中名列前茅。数据来源：日经亚洲评论

 

结语

 

　　当我们十几年前用着几百块一台的功能机打电话的时候，可能做梦也没想到通信技术竟会在十年内发生如此翻天覆地的变革！1G/2G/3G/4G/5G/6G.....通信技术一代一代演进升级究竟有没有终点？

 

　　工信部IMT-2020（5G）无线技术工作组组长粟欣曾经表示：“我认为通信演进以G（generation）来表述可能就到6G，6G之后可能就是无G时代。为什么呢？我们所谓的一代，一定是有一系列技术或者一个系统在本质上改变了前面一代的传输速率、应用场景、服务品质等等。未来有可能会出现由单一或者几个创新技术就足以撑起原来一代的发展，这样不能称为新的一代，但通信技术是一直在向前演进。”