5G 與 6G 頻譜比較
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，它將建立在現有的 5G 基礎設施之上。6G 技術的基石在于，它將利用比 5G 更高的電磁頻譜頻段，實現更快的數據傳輸速率，減少網絡擁塞并降低延遲。
6G 和擴展頻譜到太赫茲 (THz) 頻率的使用將更有效地支持從無線腦機 (BCI) 設備到空間物聯網 (IoST) 的新技術和應用。
什么是無線網絡中的頻譜?
無線網絡中的頻譜是指 如Wi-Fi 信號使用的射頻 (RF) 范圍。頻譜被分組為頻段，這些頻段定義了每個頻譜內的高頻和低頻。在每個頻段內，分配了一定的 Wi-Fi 使用容量。
KHz、MHz 和 GHz 是頻率的測量值(每秒速度的周期單位)。無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。埃森哲最近的一項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)使數據能夠傳輸更遠的距離，同時減少信號干擾。
高頻段頻譜(7.125 GHz 和 8.4 GHz)縮短了數據傳輸的距離，但與低頻段頻譜相比，數據傳輸速度更快。
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。
經常使用的術語 sub-6GHz 通常是指 6GHz 以下的中低頻段。
管理機構
以美國為例，頻率分配由美國聯邦通信委員會 (FCC) 管理。可以在此處查看查看完整的頻率分配表。
網絡世代的標準由各種管理機構制定，例如第三代合作伙伴計劃 ( 3GPP ) 及其合作伙伴。
5G 與 6G 頻譜比較
認證
雖然后續(xù)的無線技術通常被稱為升級或新版本，但它們是具有不同用例的無線技術的新迭代。每一代都可能發(fā)布多個版本。例如，5G 標準的最新版本是17。
最初的 6G 標準涵蓋 2.4 GHz 和 5GHz 頻段。6E 標準(其中“E”代表擴展)將 6G 容量擴展到 6 GHz 頻段，允許高達 1,200 MHz 的額外頻譜。為了簡單起見，Wi-Fi CERTIFIED 6 Release 2 涵蓋了所有三個頻段。
- 5G – 由 IEEE 802.11ac 標準指定
- 6G – 由 IEEE 802.11ax 標準指定
典型設備
- 5G——智能手機、個人電腦和筆記本電腦、傳感器和無人機。
- 6G——自動駕駛汽車、蜂窩設備、Wi-Fi 植入物(零售行業(yè)使用 NFC 進行通信的小型微芯片)以及公共基礎設施，如交通和天氣系統(tǒng)。
用例
開發(fā) 5G 是為了支持不斷發(fā)展的物聯網 (IoT)。它旨在支持智能農業(yè)和智慧城市、遠程醫(yī)療、虛擬現實、增強型移動寬帶 (eMBB) 等智能應用以及沉浸式游戲等基于感官的應用。然而，它使用的頻譜變得越來越擁擠，無法有效地支持一些新興技術。
6G 旨在加速物聯網系統(tǒng)，并將廣泛用于商業(yè)和工業(yè)領域，以擴展邊緣計算設備的能力，在軍事、全息通信、遙控駕駛、連接機器人和自主系統(tǒng) (CRAS)和無線腦機 (BCI) 設備，并增強數字孿生。預計 6G 將在 IoST 中發(fā)揮關鍵作用，如無人機 (UAV) 和 CubeSats(小型衛(wèi)星)。它將在個人領域用于自主系統(tǒng)、觸覺和傳感設備以及高級擴展現實 (XR) 應用等應用。6G 的愿景是支持萬物互聯 (IoE)。
最大頻率
一個波段包括一個頻率范圍，有時以波長來表示。
- 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。因為 6G 將使用比 5G 更高的頻段，所以它會更快，提供更高的吞吐量。無線網絡中的吞吐量是對網絡設備之間傳輸的實際數據的衡量，而帶寬是指網絡傳輸數據的理論容量。這種理論容量遠高于用戶在現實中所期望的容量。信號干擾、物理障礙以及設備與無線接入點 (AP) 之間的距離都會對實際吞吐量產生負面影響。
- 5G – 1 GHz
- 6G – 100 GHz
峰值數據速率
數據速率是指可以傳輸數據的最快速度。這些數字指的是標準方面的潛在容量，在現實世界中很少能始終如一地實現。Kbps、Mbps 和 Gbps 是帶寬速度的度量。每秒千兆字節(jié)通常寫為 GBps，而對于每秒千兆字節(jié)，“b”是小寫的。一個字節(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。
平均用戶體驗數據速率
- 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)域內的特定帶寬內可以傳輸給定義數量的用戶或服務的數據量。它以 (bit/s)/Hz 為單位測量。
- 5G – 30 b/s/Hz。
- 6G – 60 b/s/Hz。
用戶體驗的平均頻譜效率
- 5G – .03 b/s/Hz。
- 6G – 3 b/s/Hz。
移動支持
- 5G – 高達 500 公里/小時。
- 6G – 高達 1000 公里/小時。
密度
- 5G – 每平方米 1 臺設備。
- 6G – 每平方米 100 臺設備。
端到端延遲
指請求和響應之間所用的時間。
- 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發(fā)送和接收數據，從而可能節(jié)省 50% 的頻譜需求。
- 5G –沒有。
- 6G——支持。
全球覆蓋
- 5G – 70多個國家/地區(qū)已推出 5G，其中中國和美國處于領先地位。
- 6G——中國申請的6G專利最多，其次是美國
結論
物聯網已經存在了一段時間，但由于分配不善以及隨后某些頻譜的過度擁擠，5G 的效率并不高。6G旨在擴展5G的范圍、容量、速度和能源效率。據預測，6G或將在很大程度上見證智能手機時代的終結。相反，將轉向可穿戴技術的使用。然而，一些專家認為，即使是 6G 也無法處理可穿戴 Wi-Fi。那么，7G是否有可能取代6G的使用?
