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[]界读丨5G已经快要突破香农极限 未来6G还能怎样发展？

欧界报道：
最近 ， 中国联通与中兴通讯公司签署6G联合战略合作协议 。双方将针对6G高潜关键技术 ， 包括空天地一体化技术、太赫兹通信技术、可见光通信技术等内容展开合作研究 ， 积极推动6G与卫星网络、物联网、车联网、工业互联网深度融合 。
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在全球范围 ， 6G的研发也在紧锣密鼓进行着 。早在2018年 ， 芬兰就开始研究6G相关技术 。2019年3月 ， 美国联邦通讯委员会（FCC）一致投票通过开放"太赫兹波"频谱的决定 ， 以期其有朝一日被用于6G服务 。此外 ， 欧盟、俄罗斯等也正在开展相关工作 。
5G（第5代移动通信）使用的低频频段 ， 跟我们现在用的4G（第4代移动通信）没有本质差异 ， 主要是通过多输入与多输出技术（MIMO） ， 非正交复用技术（NOMA）来提升信道的容量 。到了6G阶段 ， 由于5G技术已经逼近"香农极限" ， 所以会采取提升信道带宽的方式 。现代信息论的创始人香农在1949年提出了著名的香农公式 ， 严格证明了在被高斯白噪声干扰的信道中 ， 传送的最大信息速率C由下述公式确定：C=H*log?（1+S/N) 。
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目前人类通讯技术已经达到极限的90%了 。这意味着只要香农信息论没有被推翻 ， 未来人类无论发明什么样的调制方式 ， 多么先进的编码方式 ， 相对于4G系统里的256QAM调制和Turbo码的效率提升 ， 都只能有个位数的百分点 。难道人类可以就此止步不前了吗？当然不会 。
多天线技术就是人类想出的方法之一 。4G标准里的MIMO技术 ， 5G标准里的相控阵波束成形技术 ， 都是多天线的应用 。需要强调的是 ， MIMO和波束成形技术并没有打破香农极限 。香农极限应对的是单一信道 ， MIMO和波束成形实际上是用多天线在同一频点上制造了多个信道 ， 在每个信道里都是符合香农极限的 。
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总而言之 ， 人类科技进步不会停下脚步 ， 5G系统在逼近香农极限的情况下提供了4G系统10倍的速率 ， 是整个通讯行业努力的结果 ， 是巨大的技术进步 。如果停止不前 ， 等上10年或者100年 ， 再开发下一代系统 ， 那才是人类的悲哀 。
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