6g通信技术论文

6g通信技术论文

6G网络是什么概念

6G网络是什么概念，一般来说，移动通信技术十年才会更新一代，5G之后的通信技术可能会以工业领域为主要应用场景，面向普通消费者，体验提升不会那么明显。6G网络是什么概念。

据VentureBeat报道，随着5G网络在全球许多国家和城市不断扩张，关键研究人员已经开始为大约10年后的6G部署奠定基础。他们表示，这一次的关键卖点将不再是更快的手机或无线家庭互联网服务，而是一系列先进的工业和科学应用，包括无线、实时远程访问人脑级别的人工智能（AI）计算。

纽约大学无线研究先驱泰德·拉帕波特博士(Ted Rappaport)及其同事日前发布最新论文，重点关注100GHz到3THz无线频谱的应用。由于前几代蜂窝网络不断扩大无线电频谱的使用，从微波频率到毫米波频率，“亚毫米波”范围是表面上安全的、非电离频率的最后可用频谱资源，这些频率可以在光学、X射线、伽马射线和宇宙射线波长之前用于通信。

拉帕波特博士的团队说，虽然5G网络最终应该能够提供100Gbps的速度，但信号加密技术还不存在，无法超过这个速度。即使是在今天的毫米波频段，其中某个频段提供的带宽相当于拥有500个车道的高速公路也不行。因此，开放THz频率将为无线使用提供巨大的新带宽，使难以想象的数量和类型的数据能够在一秒钟内传输完毕。

最具关联性的一项技术将使无线设备能够远程实时传输相当于人脑容量的大量计算数据。正如研究人员所解释的那样，“THz频率很可能是第一个能够提供实时计算所需的无线频谱，用于无线遥控人类的认知。”换句话说，一架机载计算能力有限的无线无人机在获得服务器大小的AI远程制导后，其能力将堪比顶级的人类飞行员，或者由远离建筑工地的电脑指挥的机器建造新建筑。

其中有些东西听起来可能很熟悉，因为类似的远程控制概念已经出现在5G的研发中，但它需要人工操作。6G的关键在于，所有这些计算繁重的工作都将由人类级别的AI来完成，将大量的观察和响应数据来回推送。研究人员指出，到2036年，摩尔定律(Moore s law)表明，拥有人脑计算能力的电脑最终将能以1000美元的价格购买到，相当于今天高端智能手机的价格，6G将使从任何地方早期访问这类计算机成为可能。

拉帕波特博士的'团队还预计，亚毫米波频谱将增强现有的技术，比如夜视毫米波摄像头、高清雷达和THz(而不是毫米波)人体安全扫描。令人难以置信的高速带宽也将带来新的改变，使人们依赖光纤基础设施向“无线光纤”网络回程和数据中心连接过度。

当然，在6G从理论走向现实之前，还有许多重大的实际挑战需要克服，包括核心技术的小型化，以及确认THz频率是否像目前认为的那样安全。此外，与毫米波传输一样，亚毫米波频率也需要高方向性的天线，部分原因是它们非常容易受到大气的干扰，尤其是在800GHz频率以上的时候。

但研究人员指出，克服这些挑战，就像过去10年成功地利用毫米波所实现的那样，将为用户带来巨大的好处。数据传输将消耗更少的能量，超高增益天线将能够被做得“非常小”。这将为更小的设备铺平道路，包括军事级别的安全通信链路，这些通信链路“极其难以”拦截或窃听。

今年3月，美国联邦通信委员会(FCC)一致投票决定，为“6G、7G或任何下一代网络”开启95GHz至3THz频段。不过委员们表示，当时对频率的投机性使用，使投票类似于“为月球制定分区法”。基于过去的历史，在不久的未来，拉帕波特博士等人将站在将这些概念从科幻小说转变为科学事实的前沿。

1月5日消息，据中国科技网报道，由东南大学、鹏城实验室、复旦大学和中国移动等团队联合搭建的6G网络实验室完成了首个360-430GHz太赫兹100/200Gbps实时无线传输通信实验系统，实测单波长净速率为103.125Gbps。通俗来讲，这个数据的含义是网速可以超过25GB/s。

在5G网络还没有普及的今天，可能会有网友认为现在研究6G为时过早，但古人云，宜未雨而绸缪，毋临渴而掘井，现在就进入赛道，可以确保6G时代来临之时，中国在通信技术领域不会落后。5G网络近三年才开始普及，可华为、高通等企业早已开始布局，手机厂商OPPO也从2015年开始研发5G技术。

至于6G网络能够带来哪些体验提升，暂时还无法得知，我们可以确定的是，6G网络速度更快、延迟更低、带宽更高，多设备同时收发数据，也不会出现卡顿、高延迟的情况，更不会争抢带宽。

许多网友认为5G网络的提升并不明显，对于6G并不看好，并非没有道理。对于普通手机用户而言，5G网络能够完成的任务，4G网络也能完成。5G网络的主要应用场景是工业领域，通过低延迟、高带宽的特点，让远程操作得以普及。

如无意外，5G之后的通信技术都会以工业领域为主要应用场景，面向普通消费者，体验提升不会那么明显。这点还还要看5G、6G网络会不会有其他相关配套的应用和设备，最近几年XR技术、元宇宙等概念很火，或许以后会有对网速、延迟、带宽要求很高的元宇宙、虚拟世界游戏，需要用到5G、6G网络。

一般来说，移动通信技术十年才会更新一代，而且还需要时间普及。随着生产力的进步，未来移动通信技术普及的速度会越来越快，尤其是在被称为“基建狂魔”的中国，预计2030年左右，一线城市就能用上6G网络。

除了运营商、通信设备厂商，尝到自研技术的甜头后，肯定会有不少手机企业研发6G技术。2019年华为、OPPO就曝出消息，开始为6G做准备，随后vivo、华为、OPPO相继发布了6G白皮书，确认成立6G通信技术研发团队。

也许5G、6G网络带来的体验提升目前还不明显，可我们不能本着够用就好的心态反对技术进步。至于移动通信技术迭代升级带来的通话消费增加，确实是运营商的无奈之举，毕竟技术研发、设备采购、基站部署哪一项都离不开钱。

随着商用5G的迅速部署，研究人员已经开始关注6G。2021年10月16日，MDPI（多学科数字出版机构）在《大数据与认知计算》杂志上发表一篇论文，名为《6G认知信息论：信箱原理》。论文中，作者提出6G认知信息论。

据悉，移动网络的关键技术预计最早于2023年问世，而6G网络将于2030年出现。与5G相比，6G网络的数据传输速度将提高100倍以上，达到每秒1tb以上，可以实现边缘智能设备和计算的融合。为了将大量数据移动到需要的地方和时间，6G网络需要定制服务来满足需求，传输有价值的数据，并与用户交互。

根据“信箱原理”设想的6G网络，有以下几个特征:

分布式智能网络。将使智能应用程序嵌入整个网络，并实现智能、管理和控制网络。这时，网络将能够传输、存储、分析大规模数据，并在任何时间和地点提供个性化访问。

主动互动式网络。将是一个个性化的、以用户需求为中心的网络，使用户可以按需定义网络功能。此外，网络会根据用户需求的变化进行实时调整。这样的设计需要人工智能对网络进行调整，同时也需要对个人数据进行加护。

认知信息传输。与传统通信相比，6G网络将显著减少多余的传输，更好地保证语义的挖掘、提取和发送。

对 6G 发展的几点思考

5G成功商用将为6G演进奠定坚实基础

全球移动通信历经1G到4G的跨越式发展，已进入5G商用的关键阶段。回顾移动通信发展历程，新业务应用从出现到成熟往往需要两代周期来培育，1G实现了语音业务，在2G获得了广泛应用；3G 开始可以支持移动多媒体业务，到4G时代移动互联网业务得到了蓬勃发展；5G应用场景首次由移动互联网拓展到物联网领域，将实现与垂直行业的深度融合，开启工业互联网新时代。

在信息消费极大增长和生产效率不断提升的需求驱动下，以及在先进的感知技术、人工智能、通信技术、新材料和新器件的使能下，将衍生出更高层次的移动通信新需求，推动5G向6G演进和发展。6G将在5G的基础上进一步拓展和深化物联网的应用范围和领域，持续提升现有网络的基础能力，并不断发掘新的业务应用，服务智能化 社会 和生活，实现由万物互联到万物智联的跃迁。5G的成功商用，特别是在垂直行业领域的广泛应用，将为6G发展奠定良好基础。预计3GPP国际标准组织于2025年后启动6G国际技术标准研制，大约在2030年实现6G商用。

智赋万物、智慧内生成为6G重要特征

移动通信技术与人工智能、大数据、云计算等新一代网络信息技术加速融合，智能化将成为未来新一代移动通信技术发展的新趋势之一。DOICT的深度融合将激发新一代网络信息技术的创新活力，释放多技术交叉融合运用所带来的叠加倍增效应，带来感知、存储、计算、传输等环节的群体性突破，最终实现网络信息技术的代际跃迁。同时，人工智能将推动网络进入智能化时代，人工智能技术在网络领域正从辅助运维扩展到网络性能优化、网络模式分析、部署管理、网络架构创新等多个领域，将引发网络信息技术的全方位创新。

在此背景下，6G将使超大规模的智能化网络成为现实，在物理世界中运行的个人、设备、特定环境将通过动态数字建模在智能化网络中找到位置。经6G网络连接起来的智能体，通过不断学习、交流、合作和竞争，将能够以超高效率模拟和预测物理世界的运行与发展，从而做出更快、更好的决策。

高中低全频段高效利用满足6G频谱需求

频谱资源是移动通信发展的基础，6G将持续开发优质可利用的频谱，在对现有频谱资源高效利用的基础上，进一步向毫米波、太赫兹、可见光等更高频段扩展，通过对不同频段频谱资源的综合高效利用来满足6G不同层次的发展需求。6GHz及以下频段的新频谱仍然是6G发展的战略性资源，通过重耕、聚合、共享等手段，进一步提升频谱使用效率，将为6G提供基本的地面连续覆盖，支持6G实现快速、低成本网络部署。

高频段将满足6G对超高速率、超大容量的频谱需求。随着产业的不断发展和成熟，毫米波频段在6G时代将发挥更大作用，其性能和使用效率将大幅提升。太赫兹、可见光等更高频段受传播特性限制，将重点满足特定场景的短距离大容量需求，这些高频段也将在感知通信一体化、人体域连接等场景发挥重要作用。

卫星等助力蜂窝地面网络实现6G全域覆盖

6G将进一步扩展网络覆盖的广度和深度，实现全球无缝覆盖。卫星、无人机等非地面设施能够实现更广覆盖，为轮船、飞机、广域物联网及移动互联网终端提供通信及联网服务，但由于其覆盖范围极广，导致其单位面积容量低，难以满足密集城区用户的大容量需求。此外，与地面之间的距离远，传输时延较高，也难以满足超低时延垂直行业应用的需求。地面蜂窝移动通信的优势在于其强大的计算能力、大数据存储能力，数据传输高速率、低时延以及支持海量连接，可有效满足人口密集地区的大容量网络需求，但其覆盖范围受限。现有的地面蜂窝网络仅覆盖地球表面的10%，在人口密度低、回报价值低的偏远地区网络部署成本高昂、性价比低，且易受地形和地质灾害影响。因此，在未来6G网络建设中，卫星等非地面通信将作为地面蜂窝网络的补充，推动形成无缝全域覆盖的通信网络。

未来空天地海一体化覆盖网络将由具备不同功能、位于不同高度的卫星、高空平台、近地通信平台以及陆地和海洋等多种网络节点实现互联互通，相互取长补短、优势互补，形成一个以地面蜂窝网络为基础、多种非地面通信为重要补充的立体广域覆盖通信网络，实现同一终端在地面、空中、海面各个区域之间的无缝漫游，为各类用户提供多样化的应用和服务。（ 达涌 ）

本文转自：人民邮电报