6G已经在来的路上了

　　2. 空间复用技术

　　Rosenworcel表示6G将使用“空间复用技术”，6G基站将可同时接入数百个甚至数千个无线连接，其容量将可达到5G基站的1000倍。

　　前面说到6G将要使用的是太赫兹频段，虽然这种高频段频率资源丰富，系统容量大。但是使用高频率载波的移动通信系统要面临改善覆盖和减少干扰的严峻挑战。

　　当信号的频率超过10GHz时，其主要的传播方式就不再是衍射。对于非视距传播链路来说，反射和散射才是主要的信号传播方式。同时，频率越高，传播损耗越大，覆盖距离越近，绕射能力越弱。这些因素都会大大增加信号覆盖的难度。

　　不止是6G，处于毫米波段的5G也是如此。而5G则是通过Massive MIMO和波束赋形这两个关键技术来解决此类问题的。

　　我们的手机信号连接的是运营商基站，更准确一点，是基站上的天线。Massive MIMO技术说起来挺简单，它其实就是通过增加发射天线和接收天线的数量，即设计一个多天线阵列，来补偿高频路径上的损耗。

　　在MIMO多副天线的配置下可以提高传输数据数量，而这用到的便是空间复用技术。在发射端，高速率的数据流被分割为多个较低速率的子数据流，不同的子数据流在不同的发射天线上在相同频段上发射出去。由于发射端与接收端的天线阵列之间的空域子信道足够不同，接收机能够区分出这些并行的子数据流，而不需付出额外的频率或者时间资源。

　　这种技术的好处就是，它能够在不占用额外带宽、消耗额外发射功率的情况下增加信道容量，提高频谱利用率。

　　不过，MIMO的多天线阵列会使大部分发射能量聚集在一个非常窄的区域。也就是说，天线数量越多，波束宽度越窄。这一点的有利之处在于，不同的波束之间、不同的用户之间的干扰会比较少，因为不同的波束都有各自的聚焦区域，这些区域都非常小，彼此之间不怎么有交集。

　　但是它也带来了另外一个问题：基站发出的窄波束不是360度全方向的，该如何保证波束能覆盖到基站周围任意一个方向上的用户?这时候，便是波束赋形技术大显神通的时候了。

　　简单来说，波束赋形技术就是通过复杂的算法对波束进行管理和控制，使之变得像“聚光灯”一样。这些“聚光灯”可以找到手机都聚集在哪里，然后更为聚焦地对其进行信号覆盖。

　　5G采用的是MIMO技术提高频谱利用率。而6G所处的频段更高，MIMO未来的进一步发展很有可能成为6G提供关键的技术支持。

　　3. 动态频谱共享+区块链

　　Rosenworcel提到，美国现有的频谱分配(拍卖)方式将难以胜任6G时代“对于频谱资源的高效利用”这一诉求，6G要采用“频谱共享”的方式。她还指出还可采用更智能、分布更强的动态频谱共享接入技术，那就是“基于区块链的动态频谱共享”。

　　所谓的频谱拍卖是指授权用户规划某一频段，对外进行公开拍卖，以公开竞价的方式，将该频段的使用权转让给最高应价者使用。目前频谱拍卖广泛采用的地区和国家主要集中在欧洲和美国。我国不同于绝大多数国家，采取的是分配而非拍卖的方式来进行频谱管理工作。也因此，我国的政府监管部门在移动通信产业发展中处于非常核心的位置。

　　频谱拍卖的分配方式之所以难以胜任6G时代“对于频谱资源的高效利用”这一诉求，是因为它存在授权用户独占频段而造成频谱闲置、利用不充分等问题。对于无线电频谱这种稀缺性的战略资源，此方式显然不适合迎接万物智联时代的到来，甚至极有可能阻碍整个社会推动创新。

　　为了合理配置频谱资源，使其得到高效充分的利用，美国FCC于2015年开展推动了动态频谱共享，在3.5GHz上推出CBRS(公众无线宽带服务)，通过集中的频谱访问数据库系统来动态管理不同类型的无线流量，以提高频谱使用效率。简单来讲，就是某一使用者不用的话，其他使用者可以接入使用，这样不仅能有效减少资源浪费，也可减少拥塞的问题(这有点像共享单车一样)。

　　CBRS引进了三层式频谱接取架构(SAS)。SAS分为三层：第一层用户是该频段的执照持有者，如军用雷达等。这层用户拥有最高优先级，它们将受到最高级别的保护，免受其它层级接入用户的干扰;第二层是已支付授权费的用户，享有免受第三层接入用户干扰的保护;第三层是任何人都可以使用，优先级最低，不受任何干扰保护。

　　SAS负责协调现有用户和新用户间的频谱接入，保护较高层用户免受低层用户的影响，并优化CBRS频段内所有用户可用频谱的有效使用。这就达到了动态共享频段、按需使用的效果，频谱的使用率无疑会大大提高。

　　CBRS极具创造性、高效性和前瞻性，对未来6G的发展具有非同寻常的意义。