5G與6G的比較
6G尚未廣泛使用,但最新規(guī)范——Wi-FiCERTIFIED6Release2——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20KHz和300GHz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(3.1GHz至3.45GHz)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(7.125GHz和8.4GHz)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(4.4GHz至4.94GHz)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2.4GHz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6GHz頻段,允許高達(dá)1,200MHz的額外頻譜。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn),Wi-FiCERTIFIED6Release2涵蓋了所有三個(gè)頻段。
5G–由IEEE802.11ac標(biāo)準(zhǔn)指定
6G–由IEEE802.11ax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(chē)、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(kāi)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–100GHz
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)?G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–1GHz
6G–100GHz
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(xiě)為GBps,而對(duì)于每秒千兆字節(jié),“b”是小寫(xiě)的。一個(gè)字節(jié)有8位,因此20Gbps(20Gb/s)的下載速度是2.5GBps(2.5GB/s)。
·5G–10Gbps(上傳鏈接)至20Gbps(下載鏈接)。
·6G–100Gbps到1Tbps。
平均用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)速率
·5G–100Mbps。
·6G–1Gbps。
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–30b/s/Hz。
·6G–60b/s/Hz。
用戶體驗(yàn)的平均頻譜效率
·5G–.03b/s/Hz。
·6G–3b/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?
(智慧黨校)(智慧農(nóng)業(yè))(智慧工業(yè))
來(lái)源:千家網(wǎng)