下一代移动通信标准6G预计在2030年左右商用,速度将是5G的100倍,目标达到10Gbps至100Gbps,甚至1Tbps。然而,如此高速的网络对6G手机带来了严峻挑战,尤其是在天线设计方面。随着网速提升,频段也会更高,需要设计全新的7、10、12G频段天线,并确保其兼容现有基站。小型设备如手机需要更多数量的小型天线,毫米波段可能多达16个。此外,支持全球使用的6G设备需兼容约10个频段,这对天线材料和信号处理能力提出了极大考验,挑战着整个系统的电磁学。除了天线和信号,100Gbps的网速还要求存储、CPU、GPU等硬件性能大幅提升。
📡 **天线设计的复杂性**:6G网络需要支持更高的频段(如7、10、12G),这要求对手机天线进行彻底的重新设计。小型设备如手机将需要更多数量的小型天线(毫米波段可能多达16个),以满足全球约10个频段的兼容性需求,这对天线材料和整体电磁学设计提出了极高的挑战。
⚡ **高速网络带来的硬件升级需求**:6G设定的100Gbps甚至1Tbps的超高网速,不仅仅对无线通信技术本身是挑战,也对手机的其他核心硬件提出了更高的性能要求。例如,存储性能需要达到12GB/s级别,与当前的PCIe 5.0硬盘相当,同时CPU和GPU等处理单元的性能也必须同步提升,以支撑如此庞大的数据吞吐量。
🌐 **兼容性与成本的平衡**:新一代6G天线不仅要满足高速传输需求,还必须兼容现有的基站网络,以避免运营商在基础设施上的巨额投资被浪费。这种兼容性要求增加了设计的复杂性,需要在性能提升和成本效益之间找到一个平衡点,确保6G技术的平稳过渡和广泛部署。
快科技9月16日消息,在5G网络之后,下一代移动通信标准6G预计在2030年左右商用,其速度将达到5G的100倍,在10Gbps到100Gbps之间,甚至还有1Tbps的目标。
如此高速的网络速度也给6G手机带来了严重的挑战,semiengineering刊文提到了其复杂性,尤其是在天线方面。
网速越高,频段也会更高,相比当前的3.5G到4G频段天线,6G还要设计7、10、12G频段的天线,这需要完全重新设计,而且这些新频段天线还得兼容当前的基站,不然运营商投资就浪费了。
手机这样的小型设备会使用较小的天线,但天线数量会更多,毫米波段可能就多达16个天线。
能够满足全球使用的6G手机或者其他设备需要支持10个左右的频段,这对天线材料有着极大挑战,更别说还要考虑考虑各种信号问题。
一句话来说,就是Ansys产品营销总监Marc Swinnen的形容,那就是这些问题是在挑战整个系统的电磁学。
以上这些还只是天线及信号方面的问题,实际上6G要解决的问题还很多,100Gbps的网速意味着存储性能也要达到12GB/s级别,这跟当前的PCIe 5.0硬盘差不多了,CPU、GPU等部分的性能也要跟上。