近日，工業(yè)和信息化部向IMT-2030（6G）推進組批復6GHz頻段（6425-7125MHz）6G試驗頻率使用許可。這意味著第六代移動通信技術研發(fā)正式拿到了自己的“頻譜建設用地”，也意味著我國成為全球首個批復6G試驗頻率的國家。
廣東省新一代通信與網(wǎng)絡創(chuàng)新研究院院長朱伏生認為，這紙公文的分量遠超外界想象?！吧w樓首先得有地。對無線通信來說，頻率就是那塊‘地’?！彼f，在此之前，6G在擁擠的頻譜空間里“沒有自己的地方”——全世界都不知道它到底用什么頻率，整條產(chǎn)業(yè)鏈也就不敢動。如今頻率定了，研發(fā)機構知道該在哪個頻段上做技術攻關，設備商知道該做什么規(guī)格的基站和天線，手機廠商知道該在機殼里給天線留多寬的位置?！罢麄€產(chǎn)業(yè)的‘發(fā)令槍’已經(jīng)打響了?！?/p>
在廣覆蓋與大帶寬之間取得平衡
要理解頻率的分量，得先回到無線通信的本質(zhì)——所有無線信號，都在特定頻率上收發(fā)電磁波。不同頻率就像不同位置的土地，不可再生，用一段少一段。收音機、廣電、對講機、各專網(wǎng)早已把低頻段擠滿，5G主力使用的2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz三個頻段也已分配完畢。6G要進一步提高速率和容量，必須向更高頻率要空間。
但高不等于好。頻率和波長成反比：頻率越低、波長越長，信號穿墻繞巷的能力越強，覆蓋越遠，但能攜帶的信息量卻有限；頻率越高、波長越短，帶寬大了，速率“飛起”，但代價是一堵墻、一棵樹、一場雨，都可能讓信號中斷。給6G定頻率，本質(zhì)上是在“跑得遠”和“跑得快”之間做選擇題。
5G時代，多個國家曾大力押注毫米波。理論上，毫米波的帶寬極大，可現(xiàn)實中一個毫米波基站覆蓋半徑極小，信號能被樹葉、人體乃至雨水嚴重干擾。究其原因，就在于毫米波波長不足1厘米，傳播和穿透能力遠不如厘米波。美日韓運營商在5G后期未能大規(guī)模推廣，紛紛退回Sub-6GHz以下的中低頻段，這份“學費”，是真金白銀砸出來的。
朱伏生對此次頻段選擇反復用了一個詞：務實。6GHz僅比5G的3.5GHz“稍微高了一點，又沒有高太多，沒有高到毫米波去”。相比毫米波，6GHz覆蓋范圍大得多，組網(wǎng)成本不會翻一個數(shù)量級。同時，700MHz的連續(xù)帶寬遠大于5G單個頻段，足以讓6G在速率和容量上實現(xiàn)數(shù)量級躍升。
“這是在廣覆蓋和超大容量之間取得的平衡，體現(xiàn)了我們國家的務實想法?！敝旆f。
頻率定了，產(chǎn)業(yè)鏈就能動。朱伏生解釋，濾波器、功率放大器、射頻芯片、天線——這些元器件的設計參數(shù)全由頻率決定，“有很多上市公司，包括做濾波器的、做放大器的、做數(shù)字開關的，大家看到這個許可，就可以開始集中在這個方向做了”。中國6G專利申請量占全球約40.3%，排名第一，此次頻率批復有望進一步鞏固先發(fā)優(yōu)勢。
手機直連衛(wèi)星將不再困難
在國際電信聯(lián)盟（ITU）的框架中，6G定義了六大場景：沉浸式通信、超大規(guī)模連接、極高可靠低時延、AI與通信融合、感知與通信融合、泛在連接。在指標上，6G空口時延將從5G的1毫秒壓縮到0.1毫秒。
一些技術已在試驗網(wǎng)上跑了起來。紫金山實驗室在140GHz太赫茲頻段做到了每秒100吉比特的實時無線傳輸；中國移動6G實驗室打通了裸眼3D視頻通話；江蘇太湖上，搭載6G試驗設備的無人機飛了30多公里，視頻實時回傳。
朱伏生更看重的應用方向是手機直連衛(wèi)星。6G實現(xiàn)以后，普通手機可以在不做任何改動的前提下，在沙漠、遠洋、高空等沒有基站的地方自動切換到衛(wèi)星網(wǎng)絡，照常上網(wǎng)。這樣，在許多戶外運動和野外工作的場景中，手機使用者的安全將得到更大保障。
朱伏生解釋，衛(wèi)星上需要用相控陣天線——成千上萬個天線單元排成陣列，把信號像探照燈一樣精準聚焦到地面。陣列中每個單元的間距標準是“半波長”：如果頻率太低、波長太長，天線陣列在天上展開面積過大，衛(wèi)星就裝不下；如果頻率太高，“手一擋就可能影響信號”。
而6GHz恰好落在中間，波長約5厘米，衛(wèi)星天線陣面積可控，手機天線也能藏在機殼里?！坝械孛嫘盘柕臅r候用地面信號，沒地面信號的時候就可以直接使用衛(wèi)星信號了?！敝旆f。
6G預計在2030年左右啟動商用。根據(jù)相關規(guī)劃，我國6G第二階段技術試驗已于今年1月啟動。此前第一階段積累的300多項關鍵技術，當前正在進入系統(tǒng)集成階段。朱伏生說：“我們國家已經(jīng)‘圈好地’，開始‘蓋樓’了。因此，我們的產(chǎn)業(yè)化起步會比別人早一些?！?/p>
◆編輯：陳景藍◆二審：江萍◆三審：劉捷
