聊一聊全球第一顆“6G試驗衛(wèi)星”
11月6日,一顆名為“電子科技大學號”的衛(wèi)星在山西太原發(fā)射成功,引起了社會各界的廣泛關(guān)注。
之所以關(guān)注,是因為這顆衛(wèi)星號稱是全球首顆“6G試驗衛(wèi)星”,搭載了被視為6G潛在關(guān)鍵技術(shù)的太赫茲通信載荷,將進行空間應用場景下的太赫茲技術(shù)驗證(全球首次)。

說實話,第一眼看到這個新聞,我的表情是這樣的:

最近這段時間,關(guān)于6G的新聞很多,其實也見怪不怪了。但是,把太赫茲搬到太空,就美其名曰6G實驗,實在是有點“過界”了。
什么是太赫茲?
太赫茲就是Tera Hertz,太拉赫茲,縮寫THz(1THz=1000Ghz)。太赫茲波,是指頻率在0.1~10 THz(波長為3000~30μm)范圍內(nèi)的電磁波。使用太赫茲電磁波進行通信的技術(shù),就是太赫茲通信。
一直以來,太赫茲和空天一體化,被認為是6G的兩大關(guān)鍵技術(shù),也是重點研究方向。人們普遍認為,未來6G將使用太赫茲波進行通信。
但是,需要說明的是,目前ITU國際電聯(lián)并沒有開會討論6G頻段到底是哪些,更沒有正式發(fā)布過6G頻段的定義,所以太赫茲到底是不是6G頻段,現(xiàn)在也沒有明確。
所以,電子科大官方公眾號直呼“6G實驗衛(wèi)星”,是不嚴謹、不科學的,帶得一堆流量號跟著炒作,有誤導民眾之嫌。
除此之外,官方新聞還有幾個沒說清楚的地方:
1、它到底是用于空地通信,還是衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的通信?
電磁波的基本特性,就是頻率越高,波長越短,波的繞射能力越差。在同等前提條件(發(fā)射功率相同)下,頻率越高的電磁波,穿透損耗越大。綜合來說,頻率越高的電磁波信號,它的傳輸距離越短。(詳情看這里:頻率(波長)與穿透、繞射能力的關(guān)系)
我們現(xiàn)在5G工作的頻段分為Sub-6頻段和毫米波頻段,頻段范圍如下:

FR1原來是450MHz-6GHz,后來3GPP組織改為上圖所示,但Sub-6的稱呼習慣被保留下來
之前和大家科普過很多次,毫米波頻段頻率明顯高于Sub-6頻段,覆蓋能力弱,國內(nèi)目前仍處于測試階段。只有美國,因為Sub-6頻段資源不足,所以先行采用了毫米波頻段。
太赫茲頻段比毫米波頻段的頻率更高,提升它的傳輸距離,難度更大。
根據(jù)新聞資料顯示,2018年中國工程物理研究院微系統(tǒng)與太赫茲中心太赫茲應用技術(shù)研究室(MT-03)的無線通信研究團隊,成功實現(xiàn)了距離21 km、單路實時速率5 Gb/s、頻率0.14 THz的遠距離高速無線傳輸試驗。
盡管看上去距離也有幾十公里,但是和空地通信來回1000多公里的距離相比,還是有很大的區(qū)別的。
使用太赫茲通信,并不僅僅是使用更高頻率電磁波的問題,它牽扯到射頻器件能力、材料工藝、功耗控制等一系列問題。就算是毫米波,目前都不敢說非常成熟,很多機構(gòu)還在進行材料學和功率器件的研究。
衛(wèi)星測試不比地面測試,衛(wèi)星就那么P點大的地方,重量、體積和功率都有限制,做實驗只會比地面更難,不會更容易,所以,我個人覺得,現(xiàn)階段去太空做太赫茲實驗,還是“挺有想象力”的。
空地難度大,相比之下,衛(wèi)星與衛(wèi)星之間(完全的真空環(huán)境)使用太赫茲通信有更高的可行性。
所以,我很關(guān)心這個實驗,到底是空地,還是衛(wèi)星與衛(wèi)星。如果是衛(wèi)星與衛(wèi)星的話,這次一箭13星,僅有一顆帶了太赫茲通信載荷,它怎么實驗呢?后續(xù)再打一發(fā)嗎?

目前,國內(nèi)外關(guān)于太赫茲的研究比較熱門,但能拿出來落地商用的,主要還是安檢等領(lǐng)域。
2、它做這個實驗,到底有沒有獲得工信部的實驗頻率許可。
很多人認為做實驗占用頻譜不需要申請許可,這是不對的。在公共空間進行任何無線電相關(guān)的測試,都需要申請許可,除非使用的是免授權(quán)頻譜。
像5G,三大運營商做測試,都是申請了工信部無線電管理局許可的,不能隨便想測就測。
據(jù)我了解,工信部好像只給“天雁5號”許可了衛(wèi)星遙感和測控頻率,沒有授權(quán)使用太赫茲頻段。如果真是這樣的話,這種行為其實有違規(guī)的嫌疑。
總而言之,希望電子科技大學官方能夠盡快出來澄清一下這個實驗的具體細節(jié),避免誤導民眾。如果是無良媒體炒作,電子科大也應該站出來說明一下情況,以正視聽。