多國搶進(jìn)6G賽道，三星在美國進(jìn)行6G測試

導(dǎo)語：6G，即第六代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)概念性無線網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信技術(shù)，也被稱為第六代移動(dòng)通信技術(shù)。主要促進(jìn)的就是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

6G網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)地面無線與衛(wèi)星通信集成的全連接世界。通過將衛(wèi)星通信整合到6G移動(dòng)通信，實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋，網(wǎng)絡(luò)信號能夠抵達(dá)任何一個(gè)偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村，讓深處山區(qū)的病人能接受遠(yuǎn)程醫(yī)療，讓孩子們能接受遠(yuǎn)程教育。此外，在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、電信衛(wèi)星系統(tǒng)、地球圖像衛(wèi)星系統(tǒng)和6G地面網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)動(dòng)支持下，地空全覆蓋網(wǎng)絡(luò)還能幫助人類預(yù)測天氣、快速應(yīng)對自然災(zāi)害等。這就是6G未來。6G通信技術(shù)不再是簡單的網(wǎng)絡(luò)容量和傳輸速率的突破，它更是為了縮小數(shù)字鴻溝，實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)這個(gè)“終極目標(biāo)”，這便是6G的意義。

6G的數(shù)據(jù)傳輸速率可能達(dá)到5G的50倍，時(shí)延縮短到5G的十分之一，在峰值速率、時(shí)延、流量密度、連接數(shù)密度、移動(dòng)性、頻譜效率、定位能力等方面遠(yuǎn)優(yōu)于5G。

太赫茲頻段

6G將使用太赫茲（THz）頻段，且6G網(wǎng)絡(luò)的“致密化”程度也將達(dá)到前所未有的水平，屆時(shí)，我們的周圍將充滿小基站。太赫茲頻段是指100GHz-10THz，是一個(gè)頻率比5G高出許多的頻段。從通信1G（0.9GHz）到4G（1.8GHZ以上），我們使用的無線電磁波的頻率在不斷升高。因?yàn)轭l率越高，允許分配的帶寬范圍越大，單位時(shí)間內(nèi)所能傳遞的數(shù)據(jù)量就越大，也就是我們通常說的“網(wǎng)速變快了”。不過，頻段向高處發(fā)展的另一個(gè)主要原因在于，低頻段的資源有限。就像一條公路，即便再寬闊，所容納車量也是有限的。當(dāng)路不夠用時(shí)，車輛就會阻塞無法暢行，此時(shí)就需要考慮開發(fā)另一條路。頻譜資源也是如此，隨著用戶數(shù)和智能設(shè)備數(shù)量的增加，有限的頻譜帶寬就需要服務(wù)更多的終端，這會導(dǎo)致每個(gè)終端的服務(wù)質(zhì)量嚴(yán)重下降。而解決這一問題的可行的方法便是開發(fā)新的通信頻段，拓展通信帶寬。我國三大運(yùn)營商的4G主力頻段位于1.8GHz-2.7GHz之間的一部分頻段，而國際電信標(biāo)準(zhǔn)組織定義的5G的主流頻段是3GHz-6GHz，屬于毫米波頻段。到了6G，將邁入頻率更高的太赫茲頻段，這個(gè)時(shí)候也將進(jìn)入亞毫米波的頻段。中國科學(xué)院國家天文臺研究員茍利軍告訴《互聯(lián)網(wǎng)周刊》說：“太赫茲在天文中被稱為亞毫米，這類天文臺的站點(diǎn)一般很高而且很干燥 ，比如南極，還有智利的acatama沙漠?！蹦敲?，為什么說到了6G時(shí)代網(wǎng)絡(luò)“致密化”，我們的周圍會充滿小基站？這就涉及到了基站的覆蓋范圍問題，也就是基站信號的傳輸距離問題。一般而言，影響基站覆蓋范圍的因素比較多，比如信號的頻率、基站的發(fā)射功率、基站的高度、移動(dòng)端的高度等。就信號的頻率而言，頻率越高則波長越短，所以信號的繞射能力（也稱衍射，在電磁波傳播過程中遇到障礙物，這個(gè)障礙物的尺寸與電磁波的波長接近時(shí)，電磁波可以從該物體的邊緣繞射過去。繞射可以幫助進(jìn)行陰繞射可以幫助進(jìn)行陰影區(qū)域的覆蓋）就越差，損耗也就越大。并且這種損耗會隨著傳輸距離的增加而增加，基站所能覆蓋到的范圍會隨之降低。6G信號的頻率已經(jīng)在太赫茲級別，而這個(gè)頻率已經(jīng)接近分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級的光譜了，很容易被空氣中的被水分子吸收掉，所以在空間中傳播的距離不像5G信號那么遠(yuǎn)，因此6G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。到了頻段更高的6G，基站的覆蓋范圍會更小。因此，5G的基站密度要比4G高很多，而在6G時(shí)代，基站密集度將無以復(fù)加。

據(jù)外媒報(bào)道，三星正在美國進(jìn)行6G（第六代移動(dòng)通信）的測試試驗(yàn)。而韓國的另外一家公司LG電子在今年8月也成功進(jìn)行了6G太赫茲頻段的無線信號傳輸測試。如此看來，在6G技術(shù)的研究方面韓國已經(jīng)領(lǐng)先了嗎？

韓國默默投入6G技術(shù)研究
6G，即第六代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，也被稱為第六代移動(dòng)通信技術(shù)，主要促進(jìn)的是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，6G的傳輸能力可能比5G提升100倍，網(wǎng)絡(luò)延遲也從毫秒降到微秒級。6G將使用太赫茲（THz）頻段，太赫茲頻段是指100GHz-10THz，是一個(gè)頻率比5G高出許多的頻段。
目前多個(gè)國家都已經(jīng)投入到6G技術(shù)的研究中，希望搶占先機(jī)，因?yàn)閺倪^去每代通信技術(shù)的發(fā)展來看，只有在研發(fā)中把握先機(jī)，掌握標(biāo)準(zhǔn)制定權(quán)，才能在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)更多的優(yōu)勢。
韓國在5G技術(shù)領(lǐng)域比較落后，如今6G技術(shù)的研究剛開始，而中美歐等國家還需要投入不少精力推進(jìn)5G的規(guī)模商用，韓國直接邁過5G進(jìn)行6G通信技術(shù)的研究。
政府對6G的研究極為重視，計(jì)劃在未來5年內(nèi)投入2200億韓元（約合人民幣12億元）用于6G相關(guān)技術(shù)開發(fā)，重點(diǎn)將集中在確保新一代核心技術(shù)、爭取獲得技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢、提升技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力等3個(gè)領(lǐng)域，另外還與美國就6G領(lǐng)域 達(dá)成合作協(xié)議，韓國的目標(biāo)是，力爭將韓國打造成高水平的6G技術(shù)強(qiáng)國。
從目前的進(jìn)展來看，韓國在技術(shù)上取得了不錯(cuò)的成績，今年6月韓國三星公司表示已經(jīng)順利通過了全球第一個(gè)6G原型系統(tǒng)的測試，如今三星正在位于美國得克薩斯州的實(shí)驗(yàn)室使用133千兆赫-148千兆赫帶寬的電波進(jìn)行6G信號測試，該公司計(jì)劃通過試驗(yàn)確認(rèn)是否可以用6G智能手機(jī)與基站進(jìn)行中遠(yuǎn)程通信。如果試驗(yàn)成功，將是一個(gè)很大的進(jìn)步。
除了三星，韓國另外一家公司也已經(jīng)成功進(jìn)行相關(guān)測試，今年8月LG電子成功進(jìn)行了6G太赫茲頻段的無線信號傳輸測試，測試的距離超過了100米。根據(jù)LG官網(wǎng)提供的測試信息顯示，測試在一棟比較高的大樓發(fā)出，在另外一棟位于百米外的大樓內(nèi)進(jìn)行接收，最終成功接收到了數(shù)據(jù)信號。

其他國家6G技術(shù)研究進(jìn)展如何？
從目前的情況來看，除了韓國，中國、美國、日本等國家都已經(jīng)取得一定成績。美國進(jìn)行研究的多是科研機(jī)構(gòu)，另外Intel、IBM巨頭企業(yè)也有資助高校進(jìn)行技術(shù)研究，在取得的成績方面，美國加州大學(xué)歐文分校納米通信集成電路實(shí)驗(yàn)室已成功研制工作頻率在115-135GHz的微型無線芯片，在30厘米的距離上能實(shí)現(xiàn)36Gbps的傳輸速率。
日本政府對6G技術(shù)的研究也極為重視，并采取多項(xiàng)措施推進(jìn)6G研發(fā)。2020年12月消息，日本追加預(yù)算，撥款用于促進(jìn)6G研發(fā)，試圖加大力度推進(jìn)6G研發(fā)，希望在下一個(gè)賽道搶占市場先機(jī)。在成果方面，日本電信電話公司（NTT）最新研制的通信系統(tǒng)300GHz下傳輸速度可達(dá)100Gbps。此外信息通信研究機(jī)構(gòu)（NICT）與廣島大學(xué)和松下公司合作，率先突破了基于CMOS低成本工藝的300GHz頻段的太赫茲通信技術(shù)。
另外芬蘭、英國等也在進(jìn)行相應(yīng)的研究，不過目前尚無實(shí)質(zhì)性的研究成果，其中芬蘭的奧盧大學(xué)目前正在從無線連接、分布式計(jì)算、設(shè)備硬件、服務(wù)應(yīng)用四個(gè)領(lǐng)域著手研究。
中國在5G方面占據(jù)領(lǐng)先地位，對于下一代6G技術(shù)的研究也非常重視。中國政府和研究機(jī)構(gòu)在2019年就正式展開了6G技術(shù)的研究，另外有消息稱，華為其實(shí)早在2017年就開始了對6G研究的投資。2020年11月，全球首顆6G試驗(yàn)衛(wèi)星“電子科技大學(xué)號”搭載長征六號遙三運(yùn)載火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功升空，并順利進(jìn)入預(yù)定軌道。

值得關(guān)注的是，在6G專利技術(shù)方面，中國已經(jīng)位居全球第一的位置，任正非此前表示，雖然當(dāng)前各國都還處于6G研究的初期階段，我們?nèi)匀恍枰从昃I繆，搶占專利陣地，避免到時(shí)候因?yàn)闆]有專利而受制于人。有分析認(rèn)為，越是擁有大量相關(guān)專利，越能在標(biāo)準(zhǔn)制定中占據(jù)優(yōu)勢，世界通信標(biāo)準(zhǔn)在3G以后為了避免多種技術(shù)并存，一直以行業(yè)整體制定規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)。

總結(jié)
從目前的情況來看，韓國企業(yè)在6G技術(shù)的研究上確實(shí)已經(jīng)處于領(lǐng)先位置，這或許也是因?yàn)轫n國目前并不用考慮5G的發(fā)展，可以全身心投入到6G技術(shù)的研究中，而且韓國的三星、LG電子本身也極具技術(shù)實(shí)力。

不過如今5G的規(guī)模商用才起步不久，6G真正實(shí)現(xiàn)應(yīng)用大概也需要接近10年時(shí)間，目前多數(shù)國家還處于早期戰(zhàn)略目標(biāo)制定和科研機(jī)構(gòu)早期探索階段，真正的競爭還未開始。
韓國目前領(lǐng)先的成績并不能表示其最終能夠占據(jù)領(lǐng)先位置，不過其早期踏實(shí)的研究積累，卻可以讓其在未來的競爭中更具潛力。