美國也宣稱跳過5G,直接研發(fā)6G,中美之間的6G決戰(zhàn)也提前打響,早在2019年4月,奧盧大學(xué)主辦的全球首個6G峰會。峰會主旨是“為6G到來鋪平道路”。
根據(jù)6G白皮書,6G網(wǎng)絡(luò)會在2030年左右問世,其愿景就是泛在無線智能,意味著6G網(wǎng)絡(luò)會通過無線技術(shù)覆蓋全球各個角落,為人類社會提供更智能的感知服務(wù)和應(yīng)用。
移動通信網(wǎng)絡(luò)每一代升級后,其性能都將提升10-100倍,6G性能當然也將在5G基礎(chǔ)上提升10-100倍,所以在具體的技術(shù)指標上,會產(chǎn)生以下新的變化:
o單用戶最高傳輸速率達1Tbps
5G由小于6GHz擴展到毫米波頻段,6G將邁進太赫茲(THz)時代,網(wǎng)絡(luò)容量將大幅提升。
o網(wǎng)絡(luò)時延達0.1ms(極端工業(yè)控制場景)
o定位精準度達厘米級
o設(shè)備同步時延在1μs內(nèi)
o連接設(shè)備密度達每立方米數(shù)百個
而6G也將具備超安全和超可靠、數(shù)據(jù)隱私保護、人工智能與無線網(wǎng)絡(luò)融合等特性。
在6G峰會上,各個國家也都提出了自己的6G方案,像華為就設(shè)想發(fā)射10000多顆小型低軌衛(wèi)星,實現(xiàn)覆蓋全球6G通信的設(shè)想,并且估算了成本——99億美元。華為還計劃在2030年建成能夠容納1Tbps傳輸速率的無線通信網(wǎng)絡(luò)。
大多數(shù)國家都認為,太赫茲會是6G技術(shù)的突破口,太赫茲是一個非常特殊的存在,從頻譜上看,太赫茲波在整個電磁波譜中處在微波與紅外波之間;從光學(xué)領(lǐng)域看,太赫茲波被稱為遠紅外射線;從能量上看,太赫茲波段的能量介于電子和光子之間。
正是因為其特殊性,讓其具有頻率高、脈沖短、穿透性強,且能量很小,對物質(zhì)與人體的破壞較小等特質(zhì),在天體物理學(xué)、等離子體物理學(xué)、光譜學(xué)、材料學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)成像、環(huán)境科學(xué)、信息科學(xué)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
而在通信領(lǐng)域,太赫茲通信具有頻譜資源豐富、傳輸速率高、易實現(xiàn)通信感知一體化等優(yōu)勢,在地面和空間通信領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。
中國也在太赫茲上進行了大量的研究,11月6日,全球首顆6G試驗衛(wèi)星“電子科技大學(xué)號”(星時代-12/天雁05)搭載長征六號遙三運載火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功升空,并順利進入預(yù)定軌道。
該衛(wèi)星搭載了由電子科技大學(xué)與國星宇航設(shè)計開發(fā)的太赫茲衛(wèi)星通信載荷,將在衛(wèi)星平臺上建立收發(fā)鏈路并開展太赫茲載荷試驗,這也將成為太赫茲通信在空間應(yīng)用場景下的全球首次技術(shù)驗證。
本次研發(fā)的太赫茲試驗衛(wèi)星,在太赫茲頻段核心器件、太赫茲通信系統(tǒng)等方面完成了技術(shù)攻關(guān),尤其是在空間載荷極其苛刻的約束條件下,解決了小型化、低功耗等技術(shù)難題。
當然,我們也要明白,到2023年左右才能明確什么是6G,6G將采用什么技術(shù)。有許多新技術(shù)可能會在6G中用,除了太赫茲通信之外,還有天地一體化通信、可見光通信、人工智能在通信中的應(yīng)用等等。因此,太赫茲通信不能代表6G,現(xiàn)階段只是6G潛在的、非常重要的備選技術(shù)之一,有可能用于6G地面大容量信息的傳輸。
此次太赫茲實驗衛(wèi)星的發(fā)射,也將為未來星與衛(wèi)星、星與地之間的空間大容量通信奠定基礎(chǔ)。