6G概念及远景白皮书-赛迪智库-2020.3-30页_958kb

6G 概念及愿景白皮书总结

核心内容

本白皮书由赛迪智库无线电管理研究所发布，旨在阐述6G的愿景、应用场景、网络性能指标、关键技术及国际研究进展，并提出我国推进6G研发的相关建议。

主要观点

• 6G 是从5G向更高性能、更广泛覆盖和更智能化通信网络的演进，目标是实现“泛在智联”的统一网络。
• 6G 将覆盖空、天、海、地一体化，实现全球无缝连接。
• 6G 网络将具备超高传输速率、超低时延、超高连接密度和超高的频谱效率，满足未来多场景、多业务的通信需求。
• 6G 与 AI、区块链、软件定义网络等技术深度融合，推动网络智能化、去中心化和高效化。
• 6G 服务对象将从物理世界扩展至虚拟世界，实现人-机-物-境的全面协作。

关键信息

6G 应用场景

1. 人体数字孪生

   • 通过智能传感器和AI技术，实现人体健康数据的实时精准监测。
   • 用于个性化健康评估和干预，为医疗提供精准诊断支持。

2. 空中高速上网

   • 解决飞机高速移动带来的通信挑战，提供高质量的空中通信服务。
   • 采用全新通信技术与网络架构，实现低成本、高可靠性的空中连接。

3. 基于全息通信的XR

   • 6G 将推动XR从AR/VR向全息通信发展，实现沉浸式体验。
   • 用户将随时随地享受全息通信带来的多感官交互体验。

4. 新型智慧城市群

   • 6G 将支持智慧城市群的统一网络架构，实现高效、安全、智能的基础设施管理。
   • 采用网络切片、软件定义网络等技术，提升城市管理和公共服务能力。

5. 全域应急通信抢险

   • 6G 将实现沙漠、深海、高山等盲区的通信覆盖。
   • 支持应急通信、实时监测、灾害预警和资源调度，提升灾害应对能力。

6. 智能工厂PLUS

   • 6G 提供超低时延、超可靠通信，支持工厂内实时数据采集与执行。
   • 引入区块链技术，实现去中心化操作，提升生产效率与灵活性。

7. 网联机器人和自治系统

   • 6G 支持无人机、自动驾驶等智能设备的高效通信与协同。
   • 在物流、城市治理、抢险救灾等领域有广泛应用前景。

6G 网络性能指标

指标	6G	5G	提升效果
峰值速率	100Gbps-1Tbps	10-20Gbps	10-100倍
用户体验速率	Gbps	0.1Gbps-1Gbps	显著提升
时延	0.1ms	1ms	10倍
流量密度	100-10000Tbps/平方公里	10Tbps/平方公里	10-1000倍
连接数密度	最大可达1亿个连接/平方公里	100万个/平方公里	100倍
移动性	>1000km/h	500km/h	2倍
频谱效率	200-300bps/Hz	100bps/Hz	2-3倍
定位能力	室外1米，室内10厘米	室外十米，室内几米甚至1米以下	10倍
频谱支持能力	常用载波带宽20GHz，多载波聚合100GHz	Sub6G 100MHz，毫米波 400MHz	50-100倍
网络能效	200bits/J	100bits/J	2倍

6G 潜在关键技术

1. 下一代信道编码及调制技术

   • 研究适用于太赫兹频段的高吞吐量信道编码技术。
   • 结合AI优化多用户信道编码机制，提升通信效率。

2. 极化多址接入系统

   • 优化极化编码技术，用于多用户接入，提升网络容量和性能。

3. 基于深度学习的信号处理技术

   • 利用深度学习进行信道估计、干扰检测与抵消，提升系统适应能力。

4. 新一代天线与射频技术

   • 开发“纳米天线”，实现超大规模天线阵列和一体化射频前端系统。
   • 推动第三代化合物半导体技术，优化射频性能和集成度。

5. 太赫兹无线通信技术与系统

   • 研究太赫兹频段的通信理论、编码调制、天线和系统设计。
   • 重点突破太赫兹信号传输、硬件实现和实验验证。

6. 空天海地一体化通信技术

   • 整合卫星、无人机、水声等通信方式，实现全域覆盖。
   • 研究星间链路、天基信息处理和多网络协同。

7. 软件与开源网络关键技术

   • 推动网络软件化、本地化、开源化，提升系统灵活性和可扩展性。
   • 研究大数据、AI、SDR、SDN等技术，构建智能化网络架构。

8. 基于AI的无线通信技术

   • 实现网络端到端智能化，提升连接灵活性和管理效率。
   • 研究智能核心网、边缘网络、信道编译码、资源分配等AI驱动技术。

9. 区块链技术

   • 用于网络资源管理、数据安全和多运营商协同，提升网络自主性和安全性。

10. 动态频谱共享技术

    • 优化频谱使用规则，实现高效频谱利用。
    • 推动授权与非授权频段协同，结合AI与区块链实现智能化频谱管理。

国际组织与各国研究进展

• ITU 研究进展

  • ITU-T 成立 FGNET-2030 焦点组，研究2030年网络架构和需求。
  • ITU-R 启动6G研究，初步制定研究时间表，包括技术趋势报告和展望建议书。

• 中国

  • 已启动6G研发，设立国家工作组和专家组，推进太赫兹、毫米波等关键技术研究。
  • 华为、中国移动、中国电信等企业积极参与，推动6G标准化和产业化。

• 美国

  • FCC 提出6G使用太赫兹频段，推动动态频谱共享和卫星通信发展。
  • 重点布局太赫兹通信、无线芯片、卫星互联网等技术，已部署大量卫星。

• 韩国

  • 作为首个实现5G商用的国家，韩国在6G研发上处于领先地位。
  • 计划于2028年实现6G商用，已开展多个6G研究项目和合作。

• 日本

  • 通过官民合作推进6G研发，制定综合战略，投资6G相关研究。
  • 在太赫兹通信和化合物半导体芯片方面具备领先优势。

• 英国

  • 产业界对6G进行初步展望，提出2025年商用目标。
  • 重点研究无线光纤、纳米天线和太赫兹通信等技术。

• 芬兰

  • 全球首个发布6G白皮书的国家，提出6G部署时间及关键技术指标。
  • 与诺基亚、VTT等机构合作，启动“6Genesis”项目。

我国推进6G研发建议

1. 加大6G候选频段研究力度

   • 推进高频毫米波和太赫兹频段研究，加强频谱资源储备。
   • 持续优化低中频频谱利用技术，结合动态频谱共享机制。

2. 推进6G国际化合作与发展

   • 坚持全球统一标准，积极参与国际组织6G研究。
   • 加强产学研用一体化合作，推动6G技术标准制定和专利布局。

3. 突破6G潜在关键技术

   • 鼓励企业与科研机构联合攻关，加快芯片、设备等核心技术研发。
   • 推动AI、区块链、太赫兹通信等关键技术的融合与创新。