5G技术方兴未艾

在刚刚结束的2019年里，5G无疑是最受人们关注的领域之一。新的一年刚刚开始，5G还未普及，日本就传来了关于6G技术的最新进展：日本NTT集团已经研发出6G超高速芯片，速度是5G技术的40倍！

（图片源自OFweek电子工程网）

据外媒报道，该项先进技术来自NTT集团旗下的NTT设备技术实验室，研究人员利用磷化In（InP）化合物半导体制造出了6G超高速芯片，并在300GHz频段进行了高速无线传输实验。当采用16QAM调制时，可以达到6G的峰值速率100Gbps。

据悉，100Gbps无线传输速率仅由单一载波实现，这也意味着未来能够扩展多个载波，加上MIMO和OAM等空间复用技术的融合，能够让6G网络传输速度与可使用频宽达到5G网络的40倍以上。NTT表示，它希望通过超高速集成电路带来新的服务和行业，并进一步推动技术发展。

相比5G，6G有什么特点？

当前，5G仍然处于高速发展阶段，全世界也仅有几个国家实现了5G商业化落地。就在5G争夺白热化的时刻，6G技术的问世可以说是人们在新一代移动通信技术上突破性的成就。

正所谓“装备一代，设计一代，预研一代”，虽然目前5G技术仍然是各国大力发展的对象，但是6G技术的研发也早已提上日程。

“集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18～24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍”，这就是著名的“摩尔定律”，也代表了技术迭代之迅速。如今，摩尔定律也适用于移动通信技术的创新上。6G的出现主要是为了促进物联网应用的发展，6G性能也在5G的基础上提升了10－100倍。在今年举办的全球首个6G峰会上发布的6G白皮书指出，相比5G，6G在具体技术指标上会产生以下新变化：

1、单用户网络最高传输速率可达1Tbps；

2、通讯频段由低于6GHz扩展到毫米波频段，网络容量将大幅提升；

3、网络时延或将达到0．1ms或以下；

4、定位精准度达厘米级；

5、设备同步时延小于1μs；

6、连接设备密度达每立方米数百个；

7、将具备超安全和超可靠、数据隐私保护、人工智能与无线网络融合等特性。

通过6G技术，人们可以达成全球网络无缝链接、实现网络信号覆盖全球任何一个角落的梦想，让深山里的孩子们接受到远程教育、让病人突破长距离空间限制接受远程手术等等。

可以说，6G的意义不再是简单的网络容量和传输速率的突破，它更是为了缩小数字鸿沟，实现万物互联这个“终极目标”。

6G相关技术有哪些？

目前业界公认的6G相关技术包含“太赫兹频段”、“空间复用技术”两种。

“太赫兹频段”是一个频率比5G高出许多的频段，范围在100GHz－10THz。频率越高，允许分配的带宽范围就越大，单位时间内传输的数据量就越大，也就是人们常说的网速变快了。

目前，我国三大运营商的4G主力频段位于1．8GHz－2．7GHz之间的一部分频段，而国际电信标准组织定义的5G的主流频段是3GHz－6GHz，属于毫米波频段。到了6G，将迈入频率更高的太赫兹频段，这个时候也将进入亚毫米波的频段。

不过相应会出现的情况是，信号的频率越高，波长越短，信号的绕射能力也就越差，损耗也相应升高。也就是6G基站的辐射覆盖范围甚至会比5G基站还要差，自然也更小于4G基站。因此只能通过数量来弥补信号覆盖的不足，所以6G基站的建设密度也会极大提升。

“空间复用技术”重点体现在容量上，6G基站将可同时接入数百个甚至数千个无线连接，其容量将可达到5G基站的1000倍。正如上面提到的，频率越高，信号损耗越大，覆盖距离越近，绕射能力越弱，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。

其中，“Massive MIMO”技术说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，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。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，接下来，就要用到“波束赋形”技术，通过复杂的算法对波束进行管理和控制，让信号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。

6G布局，我国已走在路上

2019年11月，我国科技部会同发展改革委、教育部、工业和信息化部、中科院、自然科学基金委在北京组织召开6G技术研发工作启动会。据了解，这次会议是围绕落实6G技术的前期研发工作，成立专家团队，负责提出6G技术研究布局建议与技术论证。这次会议也标标志着我国的6G技术研发工作正式启动。

会议上宣布成立国家6G技术研发推进工作组和总体专家组，其中，推进工作组由相关政府部门组成，职责是推动6G技术研发工作实施；总体专家组由来自高校、科研院所和企业共37位专家组成，主要负责提出6G技术研究布局建议与技术论证，为重大决策提供咨询与建议。会上，总体专家组代表介绍了6G技术研发态势及未来发展思路与建议；TD产业联盟、未来移动通信论坛代表分别介绍了前期工作开展情况、未来6G畅想及下一步工作计划的建议。

之前有消息称，美国在6G领域的研究已经取得了不小的突破，预计不久就可以实现可视化的进程，但这消息都只是传闻，并没有官方人员出来证实。从美国对华为的打压也可以看出，若美国研发6G是真的，又何必害怕别国的5G发展呢？

纵观移动通信发展史，从模拟技术演进到2G用了30年，从2G到3G用了15年，从3G到4G用了5年。如今我国已跻身5G头部玩家之列，6G虽未正式开始，也已陆续有国家着手研发，未来谁先占领6G网络的制高点，谁就能率先开启万物互联的新时代。