6G究竟有多快？你真的应该提前知道

当信号的频率超过10GHz时，其主要的传播方式就不再是衍射。对于非视距传播链路来说，反射和散射才是主要的信号传播方式。同时，频率越高，传播损耗越大，覆盖距离越近，绕射能力越弱。这些因素都会大大增加信号覆盖的难度。

不止是6G，处于毫米波段的5G也是如此。而5G则是通过Massive MIMO和波束赋形这两个关键技术来解决此类问题的。

我们的手机信号连接的是运营商基站，更准确一点，是基站上的天线。Massive MIMO技术说起来挺简单，它其实就是通过增加发射天线和接收天线的数量，即设计一个多天线阵列，来补偿高频路径上的损耗。

在MIMO多副天线的配置下可以提高传输数据数量，而这用到的便是空间复用技术。在发射端，高速率的数据流被分割为多个较低速率的子数据流，不同的子数据流在不同的发射天线上在相同频段上发射出去。由于发射端与接收端的天线阵列之间的空域子信道足够不同，接收机能够区分出这些并行的子数据流，而不需付出额外的频率或者时间资源。

这种技术的好处就是，它能够在不占用额外带宽、消耗额外发射功率的情况下增加信道容量，提高频谱利用率。

不过，MIMO的多天线阵列会使大部分发射能量聚集在一个非常窄的区域。也就是说，天线数量越多，波束宽度越窄。这一点的有利之处在于，不同的波束之间、不同的用户之间的干扰会比较少，因为不同的波束都有各自的聚焦区域，这些区域都非常小，彼此之间不怎么有交集。

但是它也带来了另外一个问题：基站发出的窄波束不是360度全方向的，该如何保证波束能覆盖到基站周围任意一个方向上的用户?这时候，便是波束赋形技术大显神通的时候了。

简单来说，波束赋形技术就是通过复杂的算法对波束进行管理和控制，使之变得像“聚光灯”一样。这些“聚光灯”可以找到手机都聚集在哪里，然后更为聚焦地对其进行信号覆盖。

5G采用的是MIMO技术提高频谱利用率。而6G所处的频段更高，MIMO未来的进一步发展很有可能成为6G提供关键的技术支持。

3. 动态频谱共享+区块链

Rosenworcel提到，美国现有的频谱分配(拍卖)方式将难以胜任6G时代“对于频谱资源的高效利用”这一诉求，6G要采用“频谱共享”的方式。她还指出还可采用更智能、分布更强的动态频谱共享接入技术，那就是“基于区块链的动态频谱共享”。

所谓的频谱拍卖是指授权用户规划某一频段，对外进行公开拍卖，以公开竞价的方式，将该频段的使用权转让给最高应价者使用。目前频谱拍卖广泛采用的地区和国家主要集中在欧洲和美国。我国不同于绝大多数国家，采取的是分配而非拍卖的方式来进行频谱管理工作。也因此，我国的政府监管部门在移动通信产业发展中处于非常核心的位置。

频谱拍卖的分配方式之所以难以胜任6G时代“对于频谱资源的高效利用”这一诉求，是因为它存在授权用户独占频段而造成频谱闲置、利用不充分等问题。对于无线电频谱这种稀缺性的战略资源，此方式显然不适合迎接万物智联时代的到来，甚至极有可能阻碍整个社会推动创新。

为了合理配置频谱资源，使其得到高效充分的利用，美国FCC于2015年开展推动了动态频谱共享，在3.5GHz上推出CBRS(公众无线宽带服务)，通过集中的频谱访问数据库系统来动态管理不同类型的无线流量，以提高频谱使用效率。简单来讲，就是某一使用者不用的话，其他使用者可以接入使用，这样不仅能有效减少资源浪费，也可减少拥塞的问题(这有点像共享单车一样)。

CBRS引进了三层式频谱接取架构(SAS)。SAS分为三层：第一层用户是该频段的执照持有者，如军用雷达等。这层用户拥有最高优先级，它们将受到最高级别的保护，免受其它层级接入用户的干扰;第二层是已支付授权费的用户，享有免受第三层接入用户干扰的保护;第三层是任何人都可以使用，优先级最低，不受任何干扰保护。

SAS负责协调现有用户和新用户间的频谱接入，保护较高层用户免受低层用户的影响，并优化CBRS频段内所有用户可用频谱的有效使用。这就达到了动态共享频段、按需使用的效果，频谱的使用率无疑会大大提高。

CBRS极具创造性、高效性和前瞻性，对未来6G的发展具有非同寻常的意义。

不过，面向6G，动态频谱共享显然还要在原有基础上进行发展。CBRS是通过集中式的数据库来支持频谱共享接入的，若系统能基于采用分布式数据库的区块链技术，探索使用区块链作为动态频谱共享技术的低成本替代方案，则不仅可以降低动态频谱接入系统的管理费用，提升频谱效率，还能进一步增加接入等级、接入用户数量等。

Rosenworcel认为，区块链在6G中的应用，使用“去中心”的分布式账本来记录各种无线接入信息，将可进一步激发新技术创新，甚至“改变未来6G使用无线频谱的方式”。

其实，对于6G的构想目前还没有一个统一的结论。例如，英国布里斯托尔的研究人员就表示，正在开发基于金刚石的氮化镓的微波技术，向6G技术发起探索。也有人将6G视为具有不同类型的自我聚合网络的能力。关于6G的技术趋势预测还包括了超密蜂窝网络、可重构硬件、毫米波用户接入、增强型光无线接口、网络VLC、人工智能管理和编排蜂窝网络的融合等等。

不管关于6G的构想有多丰富，就如同5G之于4G，未来的6G也一定是5G的持续演进。5G有的，要靠6G来改进。而5G没有的，则要靠6G来扩展。

现在研究6G为时过早?

对于6G，不止是部分吃瓜群众觉得现在研究太早了，一些专业人士也持有此类的看法。

曾经在西班牙电信工作了17年的现任英国政府国际贸易机构首席科学顾问Mike Short就说道：“我认为，在2022年之前，6G都不值得大家对其付出努力。我们现在需要做的是发掘用户对5G真正的需求，先把5G商用用好了再来说6G。”

现在研究6G真的太早了吗?

一点也不早，而且要尽快行动了。

为什么?其实，单从5G的发展我们就能明白。5G的毫米波技术并不是在4G显示出局限性才开始研究的，其理论基础早在18年前(2000年)就已经完成了，而工业界实现毫米波技术的成熟却是在10-15年之后。到现在，毫米波5G的大规模商用部署仍然是一个难题。

5G的毫米波尚且如此，更何况是6G使用的太赫兹频段呢。

（编辑：核心网）

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