美国FCC：6G＝区块链＋动态频谱共享

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不是我不明白，是这个世界变化太快。5G还没铺开，6G又来了。

9月13日，在MWCA2018上，美国FCC官员首次在公开场合展望6G技术。

Jessica Rosenworcel，这位一直支持“网络中立”的FCC（美国联邦通讯委员会）委员，在今年洛杉矶举行的美国移动世界大会（MWCA2018）上的一次演讲中表示，6G将迈向太赫兹频率时代，随着网络越加致密化，基于区块链的动态频谱共享技术是趋势。

本文主要根据Rosenworcel的演讲内容，并加了一些技术和背景描述整理而成。

不要说6G还早

Rosenworcel在演讲感叹，在MWCA2018大会上，无论是关于5G的承诺、人工智能和虚拟现实的进步，还是互联网的发展，这次会议让我们对未来无线产业充满信心，我们比以往任何时候都更加确信未来的世界属于“连接”。

15年前，畅销全球的《长尾理论》作者，被誉为互联网时代的思想家、预言家Chris Anderson在《连线》发表了一篇文章预言：无线互联时代已经到来。

15年后，今天我们任何一个人都坚信“万物智联”时代已经到来，这是一个万物都将通过无线连接的时代——5G时代。

5G已经到来，像当年Anderson预言未来一样，今天我们谈论下一代6G技术当然不会为时尚早。

事实上，几个月前，谷歌趋势将6G这个词评为搜索引擎中第17个最受关注的词。 最近一家财富500强企业详细讲述了对6G服务的新研究。 同时，请注意，中国工信部部长已表示中国已经着手研究6G。

所以，我们今天要谈一谈6G未来。

6G将迈向太赫兹时代，网络越加致密化

从1G到5G，为了提高速率、提升容量，移动通信永远是向着更多的频谱、更高的频段扩展。5G由小于6GHz扩展到毫米波频段，6G将迈进太赫兹（THz）时代。

无线频段越高，覆盖范围越小，5G的基站密度比4G高很多，为了提升覆盖范围和网络速率，我们将在5G基站上引入Massive MIMO和波束赋形技术。

迈向太赫兹时代的6G频段更高，6G时代的基站密集度将无以复加。想象一下，未来更加小型化的6G基站密集分布于我们的周围，每个基站将同时发送数百个波束，这画面是不是太像科幻小说里的场景。

这个世界对无线频谱的需求正在快速增长，另一方面，随着网络越加致密化，网络基础设施的投资成本正在不断加大。如何高效利用频谱资源，并更好的激发社会创新，将成为6G时代的关键话题。

6G=区块链+动态频谱共享技术

无线频谱是稀缺资源，是推动数字化社会持续创新的重要载体。

二十多年前，美国FCC开创了授权频谱拍卖规则，对某一频段对外进行公开拍卖，以公开竞价的方式，将该频段的使用权转让给最高应价者（运营商）使用。当时这一想法遭到了专家们嘲笑和业界反对，但回顾过去，FCC已举办了近90场频谱拍卖会，发行了超过44000份频谱许可证，并筹集了超过1400亿美元的收入。如今看来，这一规则是成功的。

但是，过去的成功并不总是未来的参考。

授权频谱的方式存在着因授权用户独占频段而造成频谱闲置、利用不充分等问题，加剧了频谱供需矛盾。面向万物智联时代，无线网络覆盖各行各业，频谱资源对经济支撑的重要性越发关键，传统授权频谱分配方式因在使用权限和范围上存在局限性，极有可能阻碍整个社会推动创新。

为此，美国FCC于2015年开展推动动态频谱共享，在3.5GHz上推出CBRS（公众无线宽带服务），通过集中的频谱访问数据库系统来动态管理不同类型的无线流量，以提高频谱使用效率，激发社会共同创新。

CBRS建立了三层频谱共享接入体系（SAS），使用CBRS的无线运营商无需获得频谱许可证，即可快速、轻松地部署5G网络。

CBRS的核心引擎是SAS，SAS实际上就是一个基于认知无线系统的频谱控制器，具备我们都熟知的网络中的控制器的管理功能，它负责协调现有的军用雷达、卫星系统和新的商业用户间的频谱接入。

SAS体系分为三级：已有业务、优先接入（PAL）和普通授权接入（GAA）。已有业务拥有最高优先级，包括已在3.5GHz频段上获得授权的卫星通信服务和美国海军雷达系统等，它们将受到最高级别的保护，免受优先接入和普通授权接入用户的干扰；优先接入享有免受普通授权接入用户干扰的保护；普通授权接入的优先级最低，不受任何干扰保护。

▲SAS三层构架

SAS的任务就是保护较高层用户免受低层用户的影响，并优化CBRS频段内所有用户可用频谱的有效使用，因此150 MHz的CBRS频谱是动态共享的。控制器维护所有CBRS无线基站的数据库，包括其层级状态、地理位置和其他相关信息，以协调频率和发射功率分配，并监视和保护频带免受潜在干扰。

根据FCC规则，至少80 MHz频谱可用于普通授权接入（GAA）使用（假设不存在已有用户），并且在某些情况下，如果没有已有业务和优先接入用户，还可以在一定区域内使用完整的150 MHz频谱。

SAS是基于云化的系统，具有可编程性和扩展性，基于标准的开放API，支持运营商OSS/BSS系统接口以集成计费、管理等业务功能。

Rosenworcel表示，CBRS极具创造性、高效性和前瞻性，但随着新技术的发展，还可实现更智能、更加分布式的动态频谱共享接入技术，这就是“区块链+动态频谱共享”技术。

区块链是分布式数据库，无需中央中介即可安全更新，未来可以探索使用区块链作为动态频谱共享技术的低成本替代方案，而不再通过集中式的数据库来支持频谱共享接入，这不但可以降低动态频谱接入系统的管理费用，提升频谱效率，还可以进一步增加接入等级和接入用户。

Rosenworcel认为，使用去中心化的分布式账本来记录各种无线接入信息可进一步激发新技术创新，甚至改变未来使用无线频谱的方式。

Rosenworcel在演讲最后强调，6G并不像你们想象的那么遥远。请记住，当15年前Chris Anderson首次预言无线的黄金时代即将到来时，人们觉得不可思议。但现在，几乎人人都在用智能手机，移动互联已经蓬勃发展了10年，今天没有人再怀疑当年Chris Anderson的预言。不过，面向6G时代，频谱规则制定者们应当重新审视过去的一些做法，为未来做好准备。