5G還未普及，6G已經(jīng)來了？

科技云報(bào)道原創(chuàng)。

2021年，相信大部分人仍在用著4G網(wǎng)絡(luò)，甚至都沒明白什么是5G，就開始聽到6G的消息了。

近日，國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局知識(shí)產(chǎn)權(quán)發(fā)展研究中心發(fā)布了《6G通信技術(shù)專利發(fā)展?fàn)顩r報(bào)告》，對(duì)6G關(guān)鍵技術(shù)的專利發(fā)展情況進(jìn)行深度解讀。

報(bào)告顯示，當(dāng)前，全球?qū)＠暾?qǐng)量總體呈上升趨勢，6G通信技術(shù)領(lǐng)域全球?qū)＠暾?qǐng)量超過3.8萬項(xiàng)。其中，中國是專利申請(qǐng)的主要來源國，專利申請(qǐng)占比達(dá)35%，位居全球首位。

從全球各主要國家和地區(qū)的申請(qǐng)趨勢來看，美國、歐洲、日本的專利申請(qǐng)保持平穩(wěn)，趨勢相對(duì)較為平緩，而中國從2009年之后，專利申請(qǐng)量開始迅速增加，明顯超過美國、歐洲、日本和韓國等國家和地區(qū)，在全球?qū)＠暾?qǐng)中貢獻(xiàn)率最大。

今天就來聊聊，6G到底是什么？是噱頭，還是真正的突破性技術(shù)？

6G的誕生

6G，即第六代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)概念性無線網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信技術(shù)，最早在2018年首次提出。

據(jù)悉，6G的下載速度可以達(dá)到每秒1TB，比5G傳輸速度提升了100倍。此外，6G還可以將網(wǎng)絡(luò)延遲從毫秒降到微秒級(jí)別。

有人說，5G已經(jīng)很快了，為什么還需要6G呢？其實(shí)，6G的出現(xiàn)與5G在一定程度上有所不同，6G致力于解決海陸空天覆蓋等地域受限的問題。

中國信息通信科技集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理、無線移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陳山枝博士曾指出，目前移動(dòng)通信人口覆蓋率是70%，但受制于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的影響，只覆蓋了地球20%的陸地和6%的地表。

在我國，80%以上的陸地和95%的海洋，都沒有被移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋。但在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域如航空、漁業(yè)、石油、森林火警、野外科考、戶外拓展等對(duì)移動(dòng)通信需求旺盛，因此6G應(yīng)需而生。

有了6G通信，通過融合通信、計(jì)算、感知、智能等，建立起空、天、地、海泛在移動(dòng)通信網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)全球泛在覆蓋的高速寬帶通信，使人類進(jìn)入泛在智能信息化社會(huì)。

例如：6G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)可以抵達(dá)任何一個(gè)偏遠(yuǎn)的小鄉(xiāng)村，讓當(dāng)?shù)匾恍┎∪穗S時(shí)接受遠(yuǎn)程醫(yī)療，讓孩子們接受遠(yuǎn)程教育。

在6G地面網(wǎng)絡(luò)、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)的聯(lián)動(dòng)支持下，地空全覆蓋網(wǎng)絡(luò)能幫助人類預(yù)測天氣，快速應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等。

6G時(shí)代下，無論開車，騎車還是步行導(dǎo)航，6G于全息技術(shù)結(jié)合，都可以不用低頭看手機(jī)，而是在眼前投出一幅三維立體的城市全系地圖。

人們還可以利用6G太赫茲通信波長極短等特點(diǎn)，研制出豪微尺寸的收發(fā)信和天線，通過微小的可穿戴和可植入設(shè)備間進(jìn)行超高速度數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)微觀尺度的萬物互聯(lián)。

6G的關(guān)鍵技術(shù)

如果說5G是萬物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，那么有專家對(duì)6G提出了一個(gè)新定義：6G，將成為物理世界與智能世界的“神經(jīng)系統(tǒng)”。

前面提到的太赫茲技術(shù)，即被視為這個(gè)“神經(jīng)系統(tǒng)”的關(guān)鍵技術(shù)之一。

從技術(shù)上說，太赫茲波是頻率范圍為0.1THz-10THz，波長范圍為0.03-3mm，介于無線電波和光波之間的電磁輻射。

這是什么概念呢？現(xiàn)有的5G頻率范圍在2.5GHz-6GHz之間，不久的將來會(huì)用到的毫米波頻率范圍在30GHz~300GHz之間，而太赫茲波起點(diǎn)就是100GHz（0.1THz）。從頻段上，如果說5G是人人可見的樓梯甚至高層電梯，那太赫茲幾乎就是高聳入云的“天梯”。

據(jù)稱，這種超高頻段的太赫茲波，脈沖短、穿透性強(qiáng)，且能量很小，對(duì)物質(zhì)與人體的破壞較小。與微波技術(shù)相比，它看東西更清楚。與可見光比，它更是“透視眼”，可輕易穿透人的衣物。

和紅外光比，它“嗅覺”靈敏，能區(qū)別是否攜帶毒品、爆炸物等違禁品。相較之X光，它更安全，不會(huì)破壞生物組織……

在醫(yī)療診斷、天文、物體成像、工業(yè)探傷、寬帶移動(dòng)通信、雷達(dá)探測等眾多領(lǐng)域，太赫茲波都顯示出了重大的科學(xué)價(jià)值及實(shí)用前景。

在通信領(lǐng)域，太赫茲波可以作為高速寬帶的通信載體，將比現(xiàn)有5G快100倍，加載的信息量也更大，既適用于惡劣環(huán)境下的短距離保密通訊，也適用于高帶寬需求的衛(wèi)星通信領(lǐng)域。

因此，太赫茲被認(rèn)為是6G的關(guān)鍵技術(shù)，其所在的0.12THz-0.22THz頻段也已被國際通信聯(lián)盟指定為5G之后的下一代地面無線通信的頻段。

當(dāng)然，構(gòu)成6G這一未來世界“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”的技術(shù)遠(yuǎn)不止太赫茲波?？仗斓匾惑w化、電磁波軌道角動(dòng)量技術(shù)、智能反射表面技術(shù)、可見光通信照明定位、區(qū)塊鏈與無線網(wǎng)絡(luò)融合……都被列為6G潛在的核心技術(shù)。

6G的爭奪戰(zhàn)

盡管5G還未全面普及，但全球6G研發(fā)的大幕已經(jīng)拉開，均在爭先搶占戰(zhàn)略性的6G技術(shù)高地。

此前，諾基亞芬蘭發(fā)布全球首份6G白皮書，美國也從2018年開始6G研究并率先在空天海地一體化通信開始研究。同時(shí)，歐盟、俄羅斯等也在緊鑼密鼓地開展相關(guān)工作。

在中國，2018年3月，工信部部長苗圩表示中國已經(jīng)著手研究6G。2019年11月，科技部會(huì)同發(fā)展改革委、教育部、工業(yè)和信息化部、中科院、自然科學(xué)基金委在北京組織召開6G技術(shù)研發(fā)工作啟動(dòng)會(huì)，會(huì)議宣布成立了家6G技術(shù)研發(fā)推進(jìn)工作組、國家6G技術(shù)研發(fā)總體專家組。

此外，通信領(lǐng)域相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)組織ITU和3GPP對(duì)于6G相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，也給出了計(jì)劃時(shí)間表，這一切都說明6G研發(fā)迫在眉睫。

不過《6G通信技術(shù)專利發(fā)展?fàn)顩r報(bào)告》也指出，雖然我國6G通信技術(shù)專利申請(qǐng)貢獻(xiàn)居首位，但中國創(chuàng)新主體未占據(jù)優(yōu)勢地位。

在全球申請(qǐng)量排名前十位的申請(qǐng)人中，主要是來自美日韓的專業(yè)通信廠商和研究機(jī)構(gòu)，包括：日本NEC公司、韓國大宇通信公司、日本三菱電子公司、韓國電信研究院、韓國三星電子、美國修斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司、日本NTT公司、美國高通公司和美國衛(wèi)訊公司。

而我國僅有電子科技大學(xué)1家高校位列全球申請(qǐng)第八位，廠商、運(yùn)營商和科研機(jī)構(gòu)均缺席。

換句話說，雖然專利數(shù)量上我國占有絕對(duì)的主導(dǎo)地位，但實(shí)際上沒有一家企業(yè)類型的創(chuàng)新主體。

直到近日，華為終于傳出了6G研發(fā)的相關(guān)消息。在2021年4月12日的華為全球分析師大會(huì)上，華為輪值董事長徐直軍表示：6G將在2030年左右推向市場，華為不久將發(fā)布華為6G白皮書，與各行各業(yè)一起探討6G到底是什么”。

據(jù)悉，華為于2019年9月開始研發(fā)6G，目前正處于技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)研究階段。華為還在法國建立了6G研發(fā)中心。

此外，中興通訊也表示，正在逐步克服各種關(guān)鍵的6G原型技術(shù)。

雖然相比美日韓的通訊廠商起步稍晚，但國內(nèi)通訊廠商依然有機(jī)會(huì)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。因?yàn)?G商用還需要很長的時(shí)間，新一代通信技術(shù)從研究到商業(yè)化通常需要10年左右。

5G網(wǎng)絡(luò)尚未全面普及，但并不妨礙人們提出對(duì)6G網(wǎng)絡(luò)的幻想。隨著5G連接規(guī)模不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)壓力隨之增加，6G一定會(huì)到來。

對(duì)于國家和企業(yè)而言，未來誰先占領(lǐng)6G網(wǎng)絡(luò)的制高點(diǎn)，誰就能率先開啟萬物互聯(lián)的新時(shí)代，6G的戰(zhàn)略意義不言而喻?？萍疾┺氖菆鰶]有硝煙的“戰(zhàn)爭”，未來的6G同樣如此。

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