6G 尚未廣泛使用，但最新規(guī)范——Wi-Fi CERTIFIED 6 Release 2——于 2022 年 1 月發(fā)布。對(duì)于普通用戶而言，6G 不太可能完全或立即取代 5G，它將建立在現(xiàn)有的 5G 基礎(chǔ)設(shè)施之上。6G 技術(shù)的基石在于，它將利用比 5G 更高的電磁頻譜頻段，實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)傳輸速率，減少網(wǎng)絡(luò)擁塞并降低延遲。

6G 和擴(kuò)展頻譜到太赫茲 (THz) 頻率的使用將更有效地支持從無(wú)線腦機(jī) (BCI) 設(shè)備到空間物聯(lián)網(wǎng) (IoST) 的新技術(shù)和應(yīng)用。

什么是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的頻譜?

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的頻譜是指 如Wi-Fi 信號(hào)使用的射頻 (RF) 范圍。頻譜被分組為頻段，這些頻段定義了每個(gè)頻譜內(nèi)的高頻和低頻。在每個(gè)頻段內(nèi)，分配了一定的 Wi-Fi 使用容量。

KHz、MHz 和 GHz 是頻率的測(cè)量值(每秒速度的周期單位)。無(wú)線通信中可用的頻段通常在 20 KHz 和 300 GHz 之間，通常分為低頻段、中頻段和高頻段。

低、中、高頻段具有不同的特點(diǎn)。埃森哲最近的一項(xiàng)研究確定了這些頻段的以下平均范圍：

低頻段頻譜(3.1 GHz 至 3.45 GHz)使數(shù)據(jù)能夠傳輸更遠(yuǎn)的距離，同時(shí)減少信號(hào)干擾。

高頻段頻譜(7.125 GHz 和 8.4 GHz)縮短了數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x，但與低頻段頻譜相比，數(shù)據(jù)傳輸速度更快。

中頻段頻譜(4.4 GHz 至 4.94 GHz)提供介于低頻段和高頻段頻譜之間的容量。

經(jīng)常使用的術(shù)語(yǔ) sub-6GHz 通常是指 6GHz 以下的中低頻段。

管理機(jī)構(gòu)

以美國(guó)為例，頻率分配由美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì) (FCC) 管理?？梢栽诖颂幉榭床榭赐暾念l率分配表。

網(wǎng)絡(luò)世代的標(biāo)準(zhǔn)由各種管理機(jī)構(gòu)制定，例如第三代合作伙伴計(jì)劃 ( 3GPP ) 及其合作伙伴。

5G 與 6G 頻譜比較

認(rèn)證

雖然后續(xù)的無(wú)線技術(shù)通常被稱為升級(jí)或新版本，但它們是具有不同用例的無(wú)線技術(shù)的新迭代。每一代都可能發(fā)布多個(gè)版本。例如，5G 標(biāo)準(zhǔn)的最新版本是17。

最初的 6G 標(biāo)準(zhǔn)涵蓋 2.4 GHz 和 5GHz 頻段。6E 標(biāo)準(zhǔn)(其中“E”代表擴(kuò)展)將 6G 容量擴(kuò)展到 6 GHz 頻段，允許高達(dá) 1,200 MHz 的額外頻譜。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，Wi-Fi CERTIFIED 6 Release 2 涵蓋了所有三個(gè)頻段。

• 5G – 由 IEEE 802.11ac 標(biāo)準(zhǔn)指定
• 6G – 由 IEEE 802.11ax 標(biāo)準(zhǔn)指定

典型設(shè)備

• 5G——智能手機(jī)、個(gè)人電腦和筆記本電腦、傳感器和無(wú)人機(jī)。
• 6G——自動(dòng)駕駛汽車、蜂窩設(shè)備、Wi-Fi 植入物(零售行業(yè)使用 NFC 進(jìn)行通信的小型微芯片)以及公共基礎(chǔ)設(shè)施，如交通和天氣系統(tǒng)。

用例

開發(fā) 5G 是為了支持不斷發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng) (IoT)。它旨在支持智能農(nóng)業(yè)和智慧城市、遠(yuǎn)程醫(yī)療、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶 (eMBB) 等智能應(yīng)用以及沉浸式游戲等基于感官的應(yīng)用。然而，它使用的頻譜變得越來(lái)越擁擠，無(wú)法有效地支持一些新興技術(shù)。

6G 旨在加速物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，并將廣泛用于商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域，以擴(kuò)展邊緣計(jì)算設(shè)備的能力，在軍事、全息通信、遙控駕駛、連接機(jī)器人和自主系統(tǒng) (CRAS)和無(wú)線腦機(jī) (BCI) 設(shè)備，并增強(qiáng)數(shù)字孿生。預(yù)計(jì) 6G 將在 IoST 中發(fā)揮關(guān)鍵作用，如無(wú)人機(jī) (UAV) 和 CubeSats(小型衛(wèi)星)。它將在個(gè)人領(lǐng)域用于自主系統(tǒng)、觸覺(jué)和傳感設(shè)備以及高級(jí)擴(kuò)展現(xiàn)實(shí) (XR) 應(yīng)用等應(yīng)用。6G 的愿景是支持萬(wàn)物互聯(lián) (IoE)。

最大頻率

一個(gè)波段包括一個(gè)頻率范圍，有時(shí)以波長(zhǎng)來(lái)表示。

• 5G – 100 GHz
• 6G – 10 太赫茲

最大帶寬

帶寬描述了頻帶的大小，即可用的最高頻率減去最低頻率。因?yàn)?6G 將使用比 5G 更高的頻段，所以它會(huì)更快，提供更高的吞吐量。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的吞吐量是對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間傳輸?shù)膶?shí)際數(shù)據(jù)的衡量，而帶寬是指網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的理論容量。這種理論容量遠(yuǎn)高于用戶在現(xiàn)實(shí)中所期望的容量。信號(hào)干擾、物理障礙以及設(shè)備與無(wú)線接入點(diǎn) (AP) 之間的距離都會(huì)對(duì)實(shí)際吞吐量產(chǎn)生負(fù)面影響。

• 5G – 1 GHz
• 6G – 100 GHz

峰值數(shù)據(jù)速率

數(shù)據(jù)速率是指可以傳輸數(shù)據(jù)的最快速度。這些數(shù)字指的是標(biāo)準(zhǔn)方面的潛在容量，在現(xiàn)實(shí)世界中很少能始終如一地實(shí)現(xiàn)。Kbps、Mbps 和 Gbps 是帶寬速度的度量。每秒千兆字節(jié)通常寫為 GBps，而對(duì)于每秒千兆字節(jié)，“b”是小寫的。一個(gè)字節(jié)有 8 位，因此 20 Gbps (20 Gb/s) 的下載速度是 2.5 GBps(2.5 GB/s)。

• 5G – 10 Gbps(上傳鏈接)至 20 Gbps(下載鏈接)。
• 6G – 100 Gbps 到 1 Tbps。

平均用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)速率

• 5G – 100 Mbps。
• 6G – 1 Gbps。

峰值頻譜效率

頻譜效率衡量在定義的地理區(qū)域內(nèi)的特定帶寬內(nèi)可以傳輸給定義數(shù)量的用戶或服務(wù)的數(shù)據(jù)量。它以 (bit/s)/Hz 為單位測(cè)量。

• 5G – 30 b/s/Hz。
• 6G – 60 b/s/Hz。

用戶體驗(yàn)的平均頻譜效率

• 5G – .03 b/s/Hz。
• 6G – 3 b/s/Hz。

移動(dòng)支持

• 5G – 高達(dá) 500 公里/小時(shí)。
•  6G – 高達(dá) 1000 公里/小時(shí)。

密度

•  5G – 每平方米 1 臺(tái)設(shè)備。
• 6G – 每平方米 100 臺(tái)設(shè)備。

端到端延遲

指請(qǐng)求和響應(yīng)之間所用的時(shí)間。

•  5G – 1 到 10 毫秒。
•  6G – 小于 1 毫秒。

單頻全雙工傳輸

全雙工意味著啟用雙向流量，以便可以在同一頻率上同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，從而可能節(jié)省 50% 的頻譜需求。

•  5G –沒(méi)有。
•  6G——支持。

全球覆蓋

•  5G – 70多個(gè)國(guó)家/地區(qū)已推出 5G，其中中國(guó)和美國(guó)處于領(lǐng)先地位。
•  6G——中國(guó)申請(qǐng)的6G專利最多，其次是美國(guó)

結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)存在了一段時(shí)間，但由于分配不善以及隨后某些頻譜的過(guò)度擁擠，5G 的效率并不高。6G旨在擴(kuò)展5G的范圍、容量、速度和能源效率。據(jù)預(yù)測(cè)，6G或?qū)⒃诤艽蟪潭壬弦?jiàn)證智能手機(jī)時(shí)代的終結(jié)。相反，將轉(zhuǎn)向可穿戴技術(shù)的使用。然而，一些專家認(rèn)為，即使是 6G 也無(wú)法處理可穿戴 Wi-Fi。那么，7G是否有可能取代6G的使用?