第1章 6G愿景与频谱需求

1. 6G愿景与频谱需求：三大场景如何“吃掉”频谱资源

各位好，我是老张。在通信这行摸爬滚打了十几年，从3G一直干到现在的6G预研。今天咱们聊聊6G的愿景和频谱需求。说实话，每次代际更迭，最让我头疼的就是频谱——这东西就像城市的土地，用一块少一块。

6G到底要干啥？说白了，它要干三件大事：让你刷视频更快、让万物互联更密、让远程操控更稳。这三件事，每一件都对频谱提出了新要求。我习惯把6G的三大场景比作三种不同的“吃货”：

你想想看，这三种需求放在一起，频谱资源怎么可能够用？

eMBB这个场景，大家最熟悉。5G时代我们觉得4K视频已经很爽了，但6G要搞8K、16K，甚至全息投影。我记得有一次在实验室测试全息通话原型，一个简单的3D人像模型，实时传输带宽就飙到了2Gbps。这还只是原型，商用后只会更高。

为什么会这样？因为全息通信需要同时传输多个视角的影像数据。你想想看，一个全息会议，每个人都要看到对方的立体影像，这数据量是传统视频的几十倍。

具体来说，6G的eMBB目标峰值速率是1Tbps，用户体验速率也要达到10Gbps。这比5G又高了10到100倍。要实现这个目标，频谱带宽必须大幅扩展。我个人建议，6G需要至少连续100MHz到1GHz的带宽，而且最好在毫米波甚至太赫兹频段。

关键数据：

嗯，这里要注意，太赫兹频段虽然带宽大，但传播损耗也大。我在项目中遇到过，100GHz以上的信号，连一堵墙都穿不过去。所以6G的eMBB必须依赖超密集组网，说白了就是到处装小基站。

mMTC这个场景，5G已经做到了每平方公里100万个连接。但6G的目标是每平方公里1000万个连接。你想想看，一个智慧城市里，路灯、井盖、垃圾桶、停车位、环境传感器……所有东西都要联网。

这些设备的特点是：数据量极小（可能一天只发几个字节），但数量极大。它们对带宽要求不高，但对频谱效率要求极高。说白了，你不能给每个传感器分配一个专用频段，那太浪费了。

我建议采用非正交多址接入（NOMA）技术。传统正交多址接入（如OFDMA）要求每个用户占用不同的时频资源，而NOMA允许用户在同一个资源块上叠加传输。我在一个物联网项目中测试过，NOMA可以将频谱效率提升2-3倍。

避坑指南：我曾经在mMTC组网时犯过一个错误——把所有传感器都配置成相同的发射功率。结果距离基站近的设备信号太强，把远处的设备全“盖”住了。后来我改用功率域NOMA，让近端设备用低功率、远端设备用高功率，问题才解决。

对于mMTC，频谱需求不是大带宽，而是高连接密度。6G需要支持每平方公里1000万个设备，这意味着频谱效率要达到5G的10倍以上。候选方案包括：

URLLC这个场景，是6G最“苛刻”的。5G的URLLC要求时延1ms、可靠性99.999%。6G呢？时延要降到0.1ms，可靠性要提升到99.99999%。

为什么会这么严？因为6G要支持远程手术、工业自动化、自动驾驶等场景。你想想看，远程手术时，医生操作一个机械臂，如果时延超过1ms，刀可能就切偏了。工业机器人的协同控制，时延要求甚至低于0.1ms。

我记得有一次参观一个全自动化工厂，他们的机械臂协作精度达到了0.01mm。工程师告诉我，任何超过0.5ms的时延都会导致产品报废。那一刻我才真正理解URLLC的“刚需”。

URLLC对频谱的需求很特殊：它不要求大带宽，但要求极低的干扰和极高的可靠性。这意味着：

注意：URLLC和eMBB在频谱使用上存在冲突。eMBB喜欢大带宽连续频谱，URLLC需要低干扰专用频谱。我在一个项目中尝试过动态频谱共享，结果URLLC的可靠性始终达不到要求。后来我们只能给URLLC分配独立的频段。

为了让大家看得更清楚，我整理了一个表格：

你想想看，这三个场景放在一起，频谱资源怎么可能够用？所以6G必须采用更灵活的频谱管理策略，比如动态频谱共享、认知无线电、太赫兹通信等。这些内容我们后面会详细讲。

下面这张图是我自己画的，把本章的核心逻辑串起来了。你可以看到，6G的三大场景各自对频谱提出了不同的需求，而这些需求最终驱动了频谱管理策略的演进。

从这张图可以看得很清楚：6G的三大场景不是独立存在的，它们对频谱的需求相互叠加、相互冲突。eMBB要带宽，mMTC要效率，URLLC要可靠性。如何平衡这三者，就是6G频谱管理的核心挑战。

好了，这一章的内容就到这里。下一章我们会深入讨论6G的候选频段，包括毫米波、太赫兹、可见光通信等。到时候我会分享一些我在太赫兹测试中的“翻车”经历，敬请期待。

公众号:蓝海资料掘金营，微信deep3321