6G 網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)及潛在關(guān)鍵技術(shù)

1、6G網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)及潛在關(guān)鍵技術(shù)一、性能指標(biāo)6G網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)甚大容量與極小距離通信（VLC&TIC）、超越盡力而為與高精度通信（BBE&HPC）和融合多類通信（ManyNet）,相較于5G,6G的峰值速率、用戶體驗(yàn)速率、時(shí)延、流量密度、連接數(shù)密度、移動性、頻譜效率、定位能力、頻譜支持能力和網(wǎng)絡(luò)能效等關(guān)鍵指標(biāo)都有了明顯的提升,具體指標(biāo)對比如表1所示。表16G與5G關(guān)鍵性能指標(biāo)對比指標(biāo)501提升效果遠(yuǎn)窣拾標(biāo)i帳睦亭：10喚戸lTbps用戶牡騙霞率：Gbps嶂詛嗟碎:2020Gbpj用戶使紛球率：O.IGbpi-IGbps110-1(101*1時(shí)亞梢標(biāo)O.lms.倍近真旳攵卜埋汩數(shù)柑時(shí)程g1:10B就密

2、麼!IDO-10DOOTbps/J5=lOTtjps/平方公里|10-lDDOfft滋握數(shù)5?宸JB尢注按世宜訶達(dá)1憶亍庠按廣1*療驗(yàn)圭LOG萬傘嚴(yán)F方盃璽m侶i綁住iATSOOkim/h22O0-3Dabps/Hz!rifiilDObps/Hj2-3定也豈力r-空外+米,宣內(nèi)幾舉同至1來及下10Qj:i常用我應(yīng)簾或可達(dá)到20（3113：,寥我喪聚合對議實(shí)覘:LCK垃hzSub五右津用取波帶耳可達(dá)LOOMh宕班液聚合可鏈夬觀2皿陽屁；宅氷凌顔尿常用亂迪ajSnrtedODMhi,雰截迪擊合可虢實(shí)卻1SOOMhi:!；LOOfiR:i:網(wǎng)絡(luò)饒奴可遲到200bil5/J可達(dá)1Mbit5“24S:;

3、二、潛在關(guān)鍵技術(shù)（一）下一代信道編碼及調(diào)制技術(shù)針對各國及相關(guān)產(chǎn)業(yè)界愿景設(shè)想，6G網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)lOOGbps的數(shù)據(jù)速率，吏用高于275GHz頻段的太赫茲(THz)頻段，信道帶寬也是以GHz為單位。同時(shí)面臨毫米波、空間、海洋等更為復(fù)雜的業(yè)務(wù)傳輸場景，對底層的信道編碼及調(diào)制相關(guān)技術(shù)提出新的挑戰(zhàn)。1新一代信道編碼技術(shù)作為無線網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)技術(shù)，新一代信道編碼技術(shù)應(yīng)提前對6G網(wǎng)絡(luò)的Tb/s的吞吐量、GHz為單位的大信道帶寬、太赫茲(THz)信道特性、空天海地網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下基于復(fù)雜場景干擾的傳輸模型特征進(jìn)行研究和優(yōu)化，對信道編碼算法和硬件芯片實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證和評估。目前業(yè)界已經(jīng)開始了一些預(yù)先研究，包括結(jié)合現(xiàn)有T

4、urbo、LDPC、Polar等編碼機(jī)制，開展未來通信場景應(yīng)用的編碼機(jī)制和芯片方案；針對AI技術(shù)與編碼理論的互補(bǔ)研究，開展突破糾錯(cuò)碼技術(shù)的全新信道編碼機(jī)制研究等。與此同時(shí)，針對6G網(wǎng)絡(luò)多用戶/多復(fù)雜場景信息傳輸特性，綜合考慮干擾的復(fù)雜性，對現(xiàn)有的多用戶信道編碼機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化。2極化多址接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化當(dāng)前業(yè)界普遍觀點(diǎn)是非正交多址接入(NOMA，non-orthogonalmultipleaccess)將成為當(dāng)前5G和下一代6G移動通信的代表性多址接入技術(shù)，將當(dāng)前極化編碼技術(shù)引入上述系統(tǒng)，依據(jù)廣義極化的總體原則，優(yōu)化信道極化分解方案是5G/6G發(fā)展中不可或缺的一環(huán)。由此可見，6G網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)一步賦

5、能極化多址接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，可以結(jié)合6G網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)場景的需求，對NOMA總體架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究和升級，構(gòu)建基于多用戶（智能化、泛在化“物物”連接）原則的極化編碼通信機(jī)制，對相應(yīng)的算法進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化處理。3基于深度學(xué)習(xí)的信號處理技術(shù)結(jié)合6G無線通信關(guān)鍵參數(shù)，需要對基于深度學(xué)習(xí)的信號處理技術(shù)進(jìn)行深入研究和優(yōu)化，業(yè)界目前從基于深度學(xué)習(xí)的信道估計(jì)技術(shù)和基于深度學(xué)習(xí)的干擾檢測與抵消技術(shù)開展相關(guān)工作?；谏疃葘W(xué)習(xí)的信道估計(jì)技術(shù)可以通過空-時(shí)-頻三維信道估計(jì)算法建模，對用戶信道、傳輸環(huán)境等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，對6G通信系統(tǒng)信道進(jìn)行預(yù)測，主要涉及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、長短期記憶網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)?；谏疃葘W(xué)習(xí)的

6、干擾檢測與抵消技術(shù)主要針對6G網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜多小區(qū)場景的干擾進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和預(yù)測，優(yōu)化干擾檢測與抵消機(jī)制，主要基于CNN、LSTM等經(jīng)典神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。（二）新一代天線與射頻技術(shù)6G系統(tǒng)頻段可達(dá)太赫茲（THz）,天線體積小型化，業(yè)界稱6G系統(tǒng)天線將是“納米天線”，給傳統(tǒng)天線及射頻、集成電子和新材料等領(lǐng)域帶來顛覆性變革，賦能超大規(guī)模天線技術(shù)、一體化射頻前端系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)|等。1超大規(guī)模天線技術(shù)(VeryLargeScaleAntenna)超大規(guī)模天線技術(shù)(VeryLargeScaleAntenna)是更好發(fā)揮天線增益，提升通信系統(tǒng)頻譜效率的重要手段。當(dāng)前6G太赫茲頻譜特性研究還處于初級階段，超大規(guī)模天線在理

7、論和工程設(shè)計(jì)上面臨大范圍跨頻段、空天海地全域覆蓋理論與技術(shù)設(shè)計(jì)、射頻電路的高功耗和多干擾等問題，需要從以上問題出發(fā)，建立新型大規(guī)模陣列天線設(shè)計(jì)理論與技術(shù)、高集成度射頻電路優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與實(shí)現(xiàn)方法、以及高性能大規(guī)模模擬波束成型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)技術(shù)、新型電子材料及器件研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)等機(jī)制，研制實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，支撐系統(tǒng)性能驗(yàn)證。2一體化射頻前端系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)針對6G移動通信高集成、大容量等技術(shù)特性，應(yīng)對6G網(wǎng)絡(luò)可用頻段范圍內(nèi)大規(guī)模天線和射頻前端技術(shù)進(jìn)行研究。針對核心頻段技術(shù)要求和電路建模理論，優(yōu)化天線架構(gòu)和系統(tǒng)集成技術(shù)。探索高效率易集成收發(fā)前端關(guān)鍵元部件以及輻射、散熱等關(guān)鍵技術(shù)問題，突破超大規(guī)模MIMO前端系統(tǒng)技術(shù)等。

8、同時(shí)研究新型器件設(shè)計(jì)方法，探索基于第三代化合物半導(dǎo)體芯片的集成與封裝技術(shù)。研究從封裝方面提升電路性能的方法，實(shí)現(xiàn)毫米波芯片、封裝與天線一體化，優(yōu)化前端系統(tǒng)的整體射頻性能。（三）太赫茲無線通信技術(shù)與系統(tǒng)太赫茲技術(shù)被業(yè)界評為“改變未來世界的十大技術(shù)”之一,6G的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是邁向太赫茲時(shí)代。當(dāng)前，太赫茲通信關(guān)鍵技術(shù)研究還不夠成熟，很多關(guān)鍵器件還沒有研制成功，需要持續(xù)突破。結(jié)合6G網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)需求，太赫茲領(lǐng)域主要研究內(nèi)容包括：太赫茲空間和地面通信和信道傳輸理論，包括信道測量、建模和算法等；太赫茲信號編碼調(diào)制技術(shù)，包括高速高精度的捕獲和跟蹤機(jī)制、波形&信道編碼、太赫茲直接調(diào)制、太赫茲混頻調(diào)制和太赫茲光

9、電調(diào)制等；太赫茲天線和射頻系統(tǒng)技術(shù)，包括新材料研發(fā)、新器件研制、太赫茲通信基帶、天線關(guān)鍵技術(shù)、高速基帶信號處理技術(shù)和集成電路設(shè)計(jì)方法等；太赫茲通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、太赫茲硬件及設(shè)備研制等。（四）空天海地一體化通信技術(shù)業(yè)界有觀點(diǎn)認(rèn)為，6G網(wǎng)絡(luò)是5G網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)及深海遠(yuǎn)洋網(wǎng)絡(luò)的有效集成，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)涵蓋通信、導(dǎo)航、遙感遙測等各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)空天海地一體化的全球連接?？仗斓睾Ｒ惑w化網(wǎng)絡(luò)將優(yōu)化陸（現(xiàn)有陸地蜂窩、非蜂窩網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等）、海（海上及海下通信設(shè)備、海洋島嶼網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等）、空（各類飛行器及設(shè)備等）、天（各類衛(wèi)星、地球站、空間飛行器等）基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)太空、空中、陸地、海洋等全要素覆蓋。當(dāng)前，衛(wèi)星通信納入6

10、G網(wǎng)絡(luò)作為其中一個(gè)重要子系統(tǒng)得到普遍認(rèn)可，需要對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、星間鏈路方案選擇、天基信息處理、衛(wèi)星系統(tǒng)之間互聯(lián)互通等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究。針對深海遠(yuǎn)洋通信網(wǎng)絡(luò)納入6G網(wǎng)絡(luò)還處于初步論證爭議較大的環(huán)節(jié)。五）軟件與開源網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)6G網(wǎng)絡(luò)軟件和開源的特性將更為明顯，以便于軟硬件換代升級更加便利和高效。6G網(wǎng)絡(luò)的硬件將更為集成化、模塊化和白盒化，軟件將更為本地化、個(gè)性柔性化和開源化，未來網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和優(yōu)化升級將主要依托云存儲資源和軟件升級，充分挖掘各類軟件與系統(tǒng)對6G網(wǎng)絡(luò)控制作用基于上述發(fā)展趨勢，現(xiàn)有軟件與開源網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)將得到持續(xù)發(fā)展，包括大數(shù)據(jù)挖掘及處理、人工智能AI、軟件無線電（SDR）軟件定

11、義網(wǎng)絡(luò)（SDN）數(shù)據(jù)云化、開源分布式網(wǎng)絡(luò)軟件及系統(tǒng)、開源網(wǎng)絡(luò)安全、軟硬件系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)。（六）基于AI的無線通信技術(shù)6G網(wǎng)絡(luò)不可避免涉及高密度網(wǎng)絡(luò)、天線陣列和數(shù)據(jù)量等通用問題，但高度自主智能化的超靈活網(wǎng)絡(luò)是其最為明顯的特征之一。6G智能化應(yīng)該是貫穿于網(wǎng)絡(luò)端到端每一個(gè)環(huán)節(jié)的，人工智能AI將通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)等多維數(shù)據(jù)感知學(xué)習(xí)，高效實(shí)現(xiàn)地面、衛(wèi)星、機(jī)載等設(shè)備之間的無縫連接，并可進(jìn)行實(shí)時(shí)高速切換，網(wǎng)絡(luò)的自主管理和控制學(xué)習(xí)系統(tǒng)將持續(xù)得到優(yōu)化升級，最終實(shí)現(xiàn)“無人駕駛”一樣的自主自治網(wǎng)絡(luò)。關(guān)鍵技術(shù)包括智能核心網(wǎng)和智能邊緣網(wǎng)絡(luò)、自組織和深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、基于深度學(xué)習(xí)的信道編譯碼技術(shù)、基于深

12、度學(xué)習(xí)的信號估計(jì)與檢測技術(shù)、基于深度學(xué)習(xí)的無線資源分配技術(shù)等。（七）區(qū)塊鏈技術(shù)5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商為了優(yōu)化服務(wù)，采用網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)控制和處理流量，開展用戶差異化質(zhì)量服務(wù)。6G網(wǎng)絡(luò)將持續(xù)完善用戶個(gè)性化制定服務(wù)，采取更為豐富的手段，針對流量管理、邊緣計(jì)算等進(jìn)行每個(gè)用戶的智能化柔性定制服務(wù)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系采用自動化分布架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)更加趨于扁平化，這就使得新興的區(qū)塊鏈技術(shù)備受期待。區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)庫，可以利用其分布式信息處理技術(shù)，通過數(shù)據(jù)的去中心化傳輸和存儲保證用戶信息不被第三方竊取，穩(wěn)步提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)作效率，提高不同運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)協(xié)同服務(wù)能力，甚至改變未來使用無線頻譜資源的方式。（八）動態(tài)頻譜共享技術(shù)6G的太赫茲頻率特性使其網(wǎng)絡(luò)密度驟增，動態(tài)頻譜共享成為提高頻譜效率、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)部署的重要手段。動態(tài)頻譜共