6G移动通信网络-愿景、挑战与关键技术

6G移动通信网络:愿景、挑战与关键技术摘要：在5g网络的大规模商用部署背景下，研究机构将目光转向下一代的移动通信体系。本文就现有的技术基础对6g概念与未来发展前景发出展望，并针对关键技术展开讨论。探讨追求6G技术所面临的困境与技术的技术，囊括了峰值吞吐量、高能效、快速连接等。最后，简略的对6G关键技术进行内容划分:新的频谱通信技术、太赫兹通信、可见光通信等重要技术。希望本文的探讨能够对今后的6G研究提供方向性指导。关键字：6G移动通信网络；愿望；关键技术引言：在5g通信技术的大规模使用背景下，首批符合5g标准的终端逐步上市。不防发出展望，具有三大技术特征的5g无线移动通信系统也会随着大众通信需求的攀升而得到跃进，形成前所未有的大型通信网络，以潜移默化的形式改变人类生活模式。眼下，6g通信技术成为新一代通信技术人员攻克的难题，在相关从业人员的努力下，相信在各项标准、业务应用模式方面会逐步走向成熟。1、6G与5G相比，大多数性能指标大幅提升在不久的将来，智能信息社会会向数字化和智能化过渡，利用实时和无限的全无线连接是必然选择，在此基础上的6G则是伟大愿景的根本力量。能够不竭的进行多次连接，实现全方位的无线覆盖，综合传感、计算、控制、定位等多种性能，垂直应用程度高，6g不单单是对5g的升级，还是一个智慧系统，可以智能提供多种连接途径，为人类提供最舒适的信息交互环境。2、6G关键技术2.1太赫兹通信技术太赫旅游具有吉吉庞大的频谱资源，资源量高达几十GHz，正因如此，它可以实现从100Gbit/s到TB的极高传输速率，并逐渐成为未来移动通信领域的重要无线通信技术。太赫兹通信的高频段和短波长，每单位内可集成庞大的天线阵元。利用波束形成技术能极大的弥补路径方面的消耗，达到密集组网的各项要求。太赫兹通信与众不同的技术特点让其在诸多领域脱颖而出，发展潜力无穷。除此之外，太赫兹器件的应用效果有待提升，固态太赫兹功率放大器并不能做到极致覆盖。除此之外，太赫兹相控阵天线还需进一步发展，在高方向性太赫兹波束对准、动态跟踪方面需要进行深度挖掘。在射频模块基础上的太赫兹通信系统还要向小型化发展，从而在多领域得到更好的应用。2.2超大规模天线技术超大规模天线技术在加强无线移动通信系统频谱效果层面体现着不可替代的作用。超大规模天线技术关系到多天线在6G网络应用中的增益，由此必须重视该技术的发展潜力。目前，大规模天线技术面临时跨频段、高效率、全空域覆盖等重大技术理论研究还存在不足。我们需要创新可配置的大规模阵列天线和射频技术，以解决多频段、高集成度射频电路的高功耗和低效率问题。目前，新型大规模阵列天线的设计理论和技术是优化高集成度射频电路。如果想要大幅提前大规模天线增益，就必须以发射机和接收机为收取信息的渠道。仅有的TDD双工模式的导频污染现象仍然严重，也就是多区域的上行链路导频序列会产生彼此的信号干扰。零散的问题都会对大规模天线技术的进步造成困扰，最后可能仅获得不完美的CSI。2.3一体化通信一体化通信的关键在于加大通信覆盖范围，实现深度通信。简单来说，就是以传统蜂窝网络为基础，构建卫星通信和深海通信网络。加速空、地、海一体化发展，能够在空间网络方面得到突破，覆盖空间、空中、陆地和海洋等多环境。2.4基于AI的无线通信技术不久的将来，网络的发展趋向于复杂化，所开发的应用种类越来越多，导致对无线收发处理和终端应用的要求越来越高，与之对应的能源消耗形势更为严峻。所以，未来能够在6G无线接口和系统的解决方案将会愈来愈依赖于人工智能。就比如说，人工智能和无线传感技术、GPS定位等技术结合能够高效了解无线环境的数据信息，并迅速作出判断哪些线路出现了问题，并及时作出最佳补救措施，合理分配资源。也可以设定所需要的无线环境和要求，利用人工只能技术制造出无线空中接口。机器学习通过主动分配网络资源提高效率，尤其是针对易延迟的应用领域。3、6G未来关键领域的突破性作用预测3.1无人驾驶无人驾驶一直是4/5g时代人们的重要研究内容之一。5g的出现为无人驾驶技术提供了更多可能，大多数的汽车制造商将这项技术应用到车辆研发方面，然后无人驾驶造成的事故伤害旅居奇高。其中的网络延迟问题是重大难点，该问题也造成驾驶系统判断紧急故障的时间过长，难以应对突发情况。迄今为止的无人驾驶汽车仍需谨慎对待，以期未来的进步与成熟。在此背景下的6G是无人驾驶的根本技术支持，能够对全自主交通系统做出补充与改进，为群众提供更加安全的出行条件。自动驾驶车辆的连接对延迟性、可靠性要求极为严苛，这是因为在超高机动手的情况下，也必须为乘客的安全保驾护航，这是现有技术难以企及的。与此同时，车辆传感器网络对数据量的需求慢慢增多，大量的无人机需要增加容量，以保证互联网正常连接。由此，6G需要应用硬件、软件和更新连接等，为连接车辆提供保障。3.2全息通信全息直播的出现与流行，让诸多领域专家将研究重点倾斜于全息通信。近几年更是有了全息投影方面的重大改变，以直播课、全息投影厅等形式出现在大众的视野。五维通讯它整合了人类所有的感知信息，有待在与全息通讯的有效融合下，实现沉浸式全息通讯。群众对信息网络的通讯要求逐步提升，6G网络所面临的通信挑战是巨大的。3D全息显示的数据传输效果仍需提升。延迟不能超过亚毫秒级。因此，在为群众提供真实的远程体验感以外，还需要综合多种群众感官数字化，将其在网络中进行传输，有效提升总体目标数据传输效果。3.3智能城市6G的普及一定程度上促进智能城市现代化建设，大幅度提升人民的生活水平，加强环境检测力度。由传感器定向生成数据信息完成这些服务，另外传感器个体间能相互作用，也可与环境作用。而为了提高宽带的效率开发了蜂窝系统，主要是为M2M业务工作的最佳配置。以用户为核心的机器间只能通信由6g给予技术支撑。6G还使用能量收集技术提高了电池的耐用性，而如今的5G就未发现这一点。4、结束语总而言之，文章以6G通信系统核心展开探讨，深度挖掘6G的潜在应用效果与多个关键技术。可以了解到，在太赫兹和可见光通信技术的融合发展下，能够为6G的发展提供源源不断的动力。除此之外，6G还应该有强大的多链路技术予以支持，更好的应对高频通信带来重大挑战。在其他方面，大范围、数据网络和大规模人工智能的参与可以加速通信、计算、缓存和控制资源的大规模集成，分布式优化效果绝佳。6G的研究和应用将在许多领域带来革命性的成果，解决最热门的研究课题，进入毫米波高速信息时代。参考文献：[1]杨光.2022年将成为6G从学术研究走向产业愿景的关键之年[J].通信世界,2022(03):31-33.DOI:10.13571/ki.cww.2022.03.015.[2]马红兵,李福昌,张忠皓,马静艳,刘秋妍.6G网络主要驱动力分析[J].邮电设计技术,2021(12):1