5G商用才剛開始，6G的研發(fā)又來了。據(jù)科技部官網(wǎng)消息，國家6G技術(shù)研發(fā)推進(jìn)工作組和總體專家組于2019年11月初在北京成立。這也標(biāo)志著我國6G技術(shù)研發(fā)工作正式啟動(dòng)。近日，信息時(shí)報(bào)記者參加了有問舉辦的云上論壇，就6G相關(guān)問題采訪了之江實(shí)驗(yàn)室太赫茲通信項(xiàng)目負(fù)責(zé)人余顯斌。
6G技術(shù)研究仍處探索起步階段
據(jù)介紹，之江實(shí)驗(yàn)室太赫茲通信項(xiàng)目負(fù)責(zé)人余顯斌，2015年入選“國家青年專家”，現(xiàn)全職工作于浙江大學(xué)信息與電子工程學(xué)院。在光子毫米波&太赫茲超高速無線通信方面，余顯斌團(tuán)隊(duì)率先取得了一系列國際領(lǐng)先的研究成果。
記者從有問云上論壇了解到，6G移動(dòng)通信將連接海量無線終端，在5G的基礎(chǔ)上性能再提升10倍以上，因此，峰值速率需求將達(dá)到100Gbit/s以上甚至Tbit。其中，太赫茲通信具有超大可用帶寬，具備與光纖“媲美”的超高速傳輸能力，被認(rèn)為是未來6G的關(guān)鍵技術(shù)之一。
不過，太赫茲波相對(duì)于毫米波，發(fā)射功率小，傳輸損耗大，頻率選擇性衰落很強(qiáng)。“超高速通信信號(hào)對(duì)太赫茲信道中的強(qiáng)頻率選擇性和非線性極為敏感，導(dǎo)致信號(hào)在傳輸過程中會(huì)產(chǎn)生延遲、畸變和信噪比降低，這些因素都大大增加了太赫茲通信傳輸?shù)碾y度。”余顯斌說。
在他看來，太赫茲頻率已接近分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的光譜，很容易被空氣中的水分子吸收，所以在空間中的傳播距離較短，需要更多的基站“接力”。5G使用的頻段要高于4G，在不考慮其他因素的情況下，5G基站的覆蓋范圍自然要比4G的小。從這個(gè)趨勢上看，6G基站的“致密化”程度也將達(dá)到前所未有的水平。
余顯斌向記者表示，太赫茲除了通信外，太赫茲成像技術(shù)和太赫茲波譜技術(shù)是太赫茲應(yīng)用的兩個(gè)主要關(guān)鍵技術(shù)。比如，在安全檢測方面，借助太赫茲的穿墻透視能力，可以對(duì)墻后物體進(jìn)行三維立體成像，可探測隱蔽的武器、武裝人員等。再比如，許多有機(jī)大分子、易爆品等對(duì)太赫茲波呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的吸收和色散特性，利用太赫茲波特有的光譜特征可進(jìn)行生物探測和危爆物品檢測。
據(jù)介紹，目前我國在太赫茲通信技術(shù)、智能網(wǎng)絡(luò)、大規(guī)模無線接入技術(shù)等6G潛在相關(guān)方向都開展了研究，在高速太赫茲通信方面取得了一定的前期研究成果。例如，2014年中國工物院基于電子固態(tài)器件在340GHz已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了3Gbit/s速率的50m通信傳輸，2016年浙江大學(xué)基于光電方式在400GH頻段率先實(shí)現(xiàn)了超100Gbit/s的室內(nèi)通信傳輸，這些都是國際第一代太赫茲通信系統(tǒng)的代表性成果。2019年是6G研發(fā)元年，我國針對(duì)6G技術(shù)的研發(fā)也進(jìn)行了布局，科技部聯(lián)合很多部委，于2019年11月成立了6G技術(shù)研發(fā)推進(jìn)工作組和總體專家組。總體上看，全球6G技術(shù)的研究仍處于探索起步階段。
6G商用預(yù)計(jì)2030年左右可實(shí)現(xiàn)
4G改變生活，5G改變社會(huì)，那6G的到來又會(huì)改變什么?“6G，就是第六代移動(dòng)通信系統(tǒng)。從4G、5G，到未來的6G，每一代的傳輸速度及性能指標(biāo)都要比上一代超出一個(gè)數(shù)量級(jí)(10倍)以上。到4G為止，通信技術(shù)都還停留在消費(fèi)型應(yīng)用，5G和6G將逐漸走向產(chǎn)業(yè)型應(yīng)用。5G時(shí)代已開始萬物互聯(lián)了，6G將會(huì)是5G的更進(jìn)一步。此外，從驅(qū)動(dòng)力上來說，5G的驅(qū)動(dòng)力來源于消費(fèi)者不斷增長的流量需求，以及垂直行業(yè)的生產(chǎn)力需求，而6G的驅(qū)動(dòng)力來源于商業(yè)需求和社會(huì)需求。”余顯斌表示。
余顯斌認(rèn)為，6G將進(jìn)入beyond 100G無線速率時(shí)代，有能力支撐海量信息智能化服務(wù)，會(huì)帶來全新的信息服務(wù)體驗(yàn)，包括多種信息服務(wù)功能聯(lián)合、超安全、超可靠、高度智能化的超高速無線接入等。根據(jù)全球首個(gè)6G白皮書，典型新圖景可能包括：VR/AR/MR技術(shù)取代今天的智能手機(jī)，遠(yuǎn)程全息技術(shù)廣泛應(yīng)用于教育、醫(yī)療、辦公，聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)駕駛提高交通運(yùn)輸效率，分布式智能邊緣和高精度定位技術(shù)催生海量新服務(wù)和應(yīng)用等。
在余顯斌看來，6G將具備“寬帶、泛在、智能”等特征，將是多網(wǎng)絡(luò)一體化融合(空天地)、多種信息服務(wù)功能聯(lián)合、超安全超可靠、高度智能化的超高速(速率達(dá)1Tbit/s)無線接入網(wǎng)絡(luò)。除了網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)更快之外，它還可能給人們的生活、工作、學(xué)習(xí)帶來很多新的變化，甚至催生很多新的產(chǎn)業(yè)，例如VR/AR/MR技術(shù)取代當(dāng)今的智能手機(jī)，遠(yuǎn)程全息技術(shù)廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程辦公等領(lǐng)域，聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)駕駛成為人們出行的主要方式等。
不過，目前5G才進(jìn)入商用，6G又預(yù)計(jì)何時(shí)出現(xiàn)，會(huì)給人們的生活、工作等帶來怎樣的改變?余顯斌對(duì)記者表示，從歷史上看，移動(dòng)通信系統(tǒng)大約每十年就會(huì)更新?lián)Q代。2019年為5G商用元年，業(yè)內(nèi)一致預(yù)計(jì)6G商用將在2030年左右實(shí)現(xiàn)。
“6G在通信功能上，將比5G更進(jìn)一步，更快、更廣、更智能，甚至實(shí)現(xiàn)物理世界和虛擬世界的連接。從這個(gè)意義上說，6G將改變世界。6G應(yīng)用的最大瓶頸在于超高速率、超低時(shí)延、超高可靠性，還有高頻信號(hào)的傳輸距離短，基站密集度需求高等。”余顯斌說。(記者 張柳靜)
