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6G通信概述
2020年行将结束，随着5G网络的建设推进，以及3GPP R16版本的冻结，越来越多的人将关注焦点转移到6G身上。
—v 6G通信预测
2020年7月14日，韩国三星电子发布了白皮书《下一 代超连接体验》。在白皮书中，三星预估6G标准完成及投入 商业化的最早时间点是2028年，而大规模商业化可能发生 在2030年左右。
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这个预测时间点，和3月1加日全球第二届6G WirelessSummit会议上中兴通讯给出的预测时间点非常接近:
左右的时间。
早在2019年3月，芬兰就举办了全球第一届6G峰会， 来自各国的通信专家们商议拟定了全球首份6G白皮书：6G 泛在无线智能的关键驱动与研究挑战。在过去的一年，世界 各国纷纷制定了本国6G的开展规划，并付诸实施。
此前有报道称，韩国5G网络实际传输速率仅为4G的三 倍多，远远低于20倍的标准。由此可以看出，全球范围内 的首要任务，还是先把5G的潜力充分激发出来，让企业和 个人充分感受到5G所带来的真实价值。否那么，空谈6G是没 有田可意义的。
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Tentative Timeline from 5G to 85G and 6G
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二、6G通信特点
从社会和技术的大趋势来看，6G将具有以下显著的特点:
• 人和机器都将是6G的用户（并且机器反而会是6G的 首要用户力
• AI将会渗透到各行各业，比方金融，健康，工业制造 等领域,6G将会通过AI来进一步提升性能并且降低CAPEX 和 OPEX。
• 6G将会使通信技术变得更加开放（比方近年成立的 O-RAN联盟等X
• 6G将会在诸多社会问题方面发挥关键作用。例如应对 气候变化（与数字技术结合减少温室气体排放量）和解决教育 不平等（远程教育蹲问题,5G已经为此提供了一些帮助。 6G提供的超连接,将会进一步协助完成联合国提出的2030 可持续开展目标。
三、6G通信新功能
6G将进一步增强5G定义的eMBB、URLLCS mMTC等特性，并且融合更加先进的传感、成像、显示和AI等技术，提 供超连接体验，比方：
•沉浸式扩展现实（XR ）

・高保真移动全息影像

•数字镜像（数字挛生）

四、6G技术要求
想要实现超连接体验，6G必须满足来自三个维度的要求, 分别是性能、架构和可信度。
相比5G , 6G会有怎样的性能提升?如下所示：
• 峰值数据速率lTbps(lOOOGbps)，是5G的50倍
• 空口延迟小于100微秒(|JS),是5G的十分之一
• 可靠性到达10-7 ,是5G的一百倍
• 设备连接密度到达107/Km2 ,是5G的十倍
•频谱效率到达5G的两倍
绘制成蜘蛛网模型，大致如下：
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G>rnecti(,n Density Wevices/km-/
Air Latency «n$)

(一)6G体系结构需求
解决移动设备计算能力有限所带来的问题，实现通信和 计算的真正融合，以便最终用户的各种设备能够无缝地利用 网络中可用的计算能力，比方从技术开发的初期就引入A1或 者称为原生Al I
新的网络功能的灵活集成，包括和非地面网络的集成,比方飞机、近地轨道和地球静止轨道卫星、高空平台等。
(-)6G可信度需求
解决用户数据和AI技术的广泛使用而带来的平安和隐 私问题。
五、6G的重点技术开展方向
6G的一些典型候选技术如下：
(-)太赫兹频段(THz)
5G NR已经开始讨论在52.6GHz以上的频段工作，遵循 这一趋势，6G时代移动通信恐怕将不可防止地使用太赫兹 THz频段。
但是实际使用THz频段，有一些必须克服的技术挑战， 例如：
(1 )本身的传播特性(严重的路径损耗和大气吸收)： 需要针对室内和室外的场景建立适合THz的多径信道模型。
(2)芯片和射频器件：过去十年，研究者们致力于开 发芯片级的太赫兹技术，现在基于InP、GaAsx SiGe、甚至 CMOS技术已经在较低的THz频段产生了一些突破。但是在 更高的THz频段，还需要进一步突破，以满足高效率、低能 耗和低本钱需求。
(3)天线和波束赋形：太赫兹意味着路径损耗的急剧 增加。因此，需要超大规模的天线阵列来补偿路径损耗。另 一方面，这会导致非常狭窄的细波束（类似于激光波束）， 因此如何优化波束赋形，以合理的本钱和能效来提升系统的 性能也非常重要。
（4 ）新的波形、信号、信道和协议：目前来看 OFDM 依然会是一个候选项，但是需要去探索新的备选波形，降低PAPR ,满足THz的硬件限制。另外，还需要开发合适的信号、 信道和协议来有效地适配THz的各种操作。
（二）新型天线技术
5G NR已经使用Massive MIMO技术，但是THz波段需要 比毫米波更多的天线，因此会有更大的挑战，以下是一些可 选项：
（1 ）基于超材料的天线和射频前端
第一种方法：将超外表透镜作为移相结构应用于天线阵 列信号，施加直流偏置来调整波束方向，有助于锐化波束形 状。
第二种方法：超材料天线作为谐振天线，其自身辐射定 向波束，与超外表透镜不同，它不需要一个带移相器的独立 天线阵列。
第三种方法：可重构智能外表（RIS ）,通俗的讲，智能表 面可以改变电磁波的电磁特性，从而影响周围的传播环境。
（2 ）轨道角动量（OAM ）
1992年，科学家通过实验证实，光子具有轨道角动量 0AM这一基本性质。
0AM通信研究的核心,是把$九道角动量这一尚未利用的 电磁波绒用于通信。0AM是电磁波在传播方向上在垂直平 面上表示相位旋转的特性，相位旋转的峰称为0AM模式。 不同的0AM模式相互正交，在同一频点上可传输多路正交 信号，从而提升频谱效率和信道容量，这就是0AM复用技 术：
2018年5月，日本NTT已经利用轨道角动量（0AM ） 多路复用在全球首次成功演示了 lOOGbps无线传输，实验室 设计了 0AM-MIM。复用传输。结果说明，系统能够显著提 升传输容量。
这项技术看起来还是相当有前途的，但是实验室只进行 了十米的传输实验，实际的实施和操作肯定还有很多的问题 需要解决。
（三）全双工技术
5G NR引入了动态TDD技术，提高双工灵活性，从而可 以根据流量来动态调整下行链路和上行链路之间的时隙比 率。
全双工技术可能会在6G得到应用，从而解除传统双工 机制对收发信机频谱资源利用的限制，有助于进一步提高频 谱效率（理论上同时同频全双工可提升一倍的频谱效率）和 系统的灵活性。
上下行链路同时同频传输信号，会存在严重的自干扰和 交叉干扰问题，需要在设备和网络部署时采取一定的干扰抑 制和消除手段。
（四）频谱共享技术
本着开源与节流并重的思想，如何更加充分地利用现有 的频谱资源就显得格外重要（特别是在低频段）。
于是，动态频谱共享（DSS ）技术闪亮登场。
它可以让不同制式的网络共享使用相同的频谱资源，相 当于频谱和制式解耦合。比方，目前动态频谱共享技术已经 可以在4G和5G之间动态分配频谱。
6G时代，动态频谱共享技术显然还要在原有基础上继续 开展，也许会被称为〃智能〃频谱共享技术。
（五）网络拓扑结构的演进
网络拓扑演进方面的一个显著趋势，就是使用非地面网 络NTN ,例如卫星和HAPS ,即使在没有地面网络的地方也能 提供覆盖。
NTN技术的实现，需要考虑地面网络所没有的新方面， 包括对移动小区的支持、数百公里大的小区、较大的传播延 迟、NTN的高速移动导致的较大多普勒频移和较大路径损耗 等。
目前尚处于开发支持NTN的技术初始阶段,3GPP R17 将会完成对NTN网络的第一阶段支持，让我们拭目以待吧。
PS :现阶段想要多了解一些NTN的内容，建议参考3GPP TR38.811O
（六）AI技术
3GPP5G标准已经在核心网中引入了 NWDAF网络功能， 对网络进行数据收集和分析。相信该功能在后续版本中持续 演进，之后3GPP也会对无线侧进行相关的技术研究。到了6G时代，AI技术的应用将会无处不在。
举例来说，本地AI技术给信道编码研究提供了一种全新 的解决方案，使其不再依赖传统的编码理论进行设计，通过 学习、训练、搜索就可以找到适合当前传输环境的最正确的调 制编码方式。联合AI的一个例子是基于预测的切换优化，而 端到端的AI可以识别或者说预测网络运行中的异常并提出 纠正方案。
六、结语
5G商业化尚处于起步阶段，现在开始准备6G正是时候。 因为从开始研究到新一代通信技术商业化，通常需要10年