1 全球态势

2019年算是6G启动的元年，中国、欧洲、日韩、美国纷纷组建了相关研发机构，展开相关峰会。早期主要是大学和研究机构展开探讨，研究下一代通信系统的关键技术和应用前景。2020 年是全球纷纷加大政策支持和资金投入力度用以加快推动 6G 研究的一年。未来三年 6G 研究的讨论也会聚焦在 6G 业务需求、应用愿景与底层无线技术等方向。高应用潜力和高价值关键使能技术的核心专利预先布局，研发生态构建也是目前 6G 研究的工作重点。

2 业务需求

从 to C 角度来看，未来业务需要对消费者的社会活动和生活体验带来更深层次的改变，包括无人驾驶、全息、用于健康监测的新型穿戴、虚拟互动等新型业务全面落地；更具情境感知的体验增强，视觉、温度、气温及动作感知融入到日常应用，使用户得到无感知的安全保障；数字货币、家庭机器人等社会演进带来的业务升级等。

海量数据传输，下载速率达到太比特（Tbps）级别峰值速率，吉比特（Gbps）级平均速率。
网络需要具备自主学习能力，可以根据用户实际的情境感知信息、业务体验和个性化需求，进行智能化决策和自适应组网。万智互联。
感知互联网，未来 6G 时代的感知互联网有望实现味觉、嗅觉、触觉等更丰富的人类生理感知体验，甚至有望实现人类情感情绪和意念有关的交互感知。
远程操作驾驶是一种远程操作系统，可以远距离控制汽车，这个概念被称为智能交通系统。
空天智联网，对于 2C 业务，无论位于海洋、飞机上或在地面任意地方，用户都可以实现接入网络，随心所欲进行通信。

6G 网络将对于偏远地区可以实现低成本的广覆盖业务。 （对于这一点白皮书说的有些含糊，要对偏远地区实现广覆盖，出于成本考虑，不会是通过建立蜂窝网方式，而是通过卫星通信网即白皮书里提到的空天地一体化网络系统。但卫星通信网时延大、且传输速率小。所以白皮书提到对偏远地区无差别通信是否有点夸大？个人觉得应该采用低频例如目前5G的700M覆盖，并采取微基站作为中继站实现覆盖。或者采用平流层低空通信，例如地震时的无人机空中基站。）

三维成像，3D立体感。

3 网络特征

全域融合，6G 将实现全球全域的低成本无差异的泛在连接
智能原生，6G 网络通信系统的智能化将体现在 6G 网络系统本身，通过与 AI 技术的多层级深度融合，实现在没有人工干预的情况下进行网络自治、自调节以及自演进。
算网一体，未来 6G 需要充分考虑基于整体的算力架构，打造三层算力网络，包括算力硬件、分布式计算层、抽象及通用原语层，设计全新的网络标准接口，结合分布式 AI，可编程数据面，低延迟 Fabric，新型承载网络及传输协议，实现算力的协同与流动，实现全网的算力泛在，为各类业务以及高度智能化系统提供所需基础设施。
安全可信网络可信方面， 6G 网络需要建立从底层数据到终端软硬件、网络传输和网络边界的域内可信和域间信任链传递机制，实现基于“无攻击逻辑” 的自证清白能力，向物理世界提供面向网络的可信体系。

4 候选技术

从传统的角度可以将通信使能技术分为无线和网络两个维度，但是下一代通信系统的技术维度将存在两个趋势，一是无线和网络技术维度的模糊化，二是其他非通信的维度进入通信，如智慧、信任等维度。

4.1 无线使能技术

4.1.1 高频通信

通信频段必然向具有超丰富频率资源的更高毫米波频段甚至太赫兹频段延伸。高频通信可支持超大带宽超高速率通信传输，但高频通信频段的路径损耗较大，且穿透和绕射能力较差。
高频通信技术目前需要研究和发展推进的工作方向主要包括：（1）太赫兹关键器件更高功率和效率的突破，从分立元器件研制向低成本小型化集成化的进化等；（2）多种 6G 通信应用场景下的高频电磁波传播特性和信道建模研究；（3）太赫兹通信空口技术，未来高频通信空口技术的架构设计应该具有足够的灵活性，可以支持频谱和带宽资源的动态配置、波束接入的智能管理，以及高低频、空天地多维度、宏观到微观多尺度的空口协同和信息融合，支持覆盖多种高频通信应用场景。其中高频通信关键器件的高性能研发能力和低成本产业化能力对高频通信技术未来应用落地具有至关重要的决定性影响，也是目前高频通信亟待突破的最关键技术发展方向。

4.1.2 智能超表面

智能超表面技术是一种基于超材料发展起来新技术，也可以看做是超材料在移动通信领域的跨学科应用。智能超表面在超材料的基础上增加控制电路。可以动态地控制这些智能超材料单元的电磁性质，比如单元的反射系数和透射系数，进而改变反射信号或透射信号的幅度、相位、频率甚至极化特性。
智能超表面技术可以实现对无线信号的可编程式无源反射、透射、吸收和散射。

4.1.3 轨道角动量多址技术

电磁辐射还可以携带角动量。角动量分为两部分，分别是自旋角动量（SAM）和描述螺旋相位结构的轨道角动量（OAM）。轨道角动量（OAM）是区别于电场强度的电磁波固有物理量， OAM 传感器检测电磁波轨道角动量，传统天线检测电磁波的电场强度，两者之间是相互独立的。通过将不同 OAM 模式作为独立的信道传输将大幅提升通信系统的传输容量,可以有效地提升网络的频谱效率，将大大缓解未来 6G 网络日益增长的业务需求与日益紧缺的频谱资源的矛盾。
目前OAM 已经在光通信中被成功利用，在无线通信中也有着非常好的应用前景。

4.1.4 空天地一体化

空天地一体化技术将实现地面通信、空基通信和天基通信三层网络的全维度自然空间融合。（0–3km为地面通信；3–50km为空基通信，例如飞机、飞艇；500km以上为天基通信，例如卫星）
非地面网络提供偏远地区、海洋、空域等立体覆盖能力，协助地面网络实现全域泛在覆盖。

4.1.5 基于服务的无线网络

无线的技术架构底层虚拟化，6G 基于服务的无线网络融入 AI、感知通信一体化。通过集中调度和协调多个小区工作，实现 “以服务为中心” 的网络，传统“以小区为中心” 的网络边界正变得模糊，网络越来越接近“无蜂窝状” 构架。可以采用完全虚拟化的无线接入网 RAN+Massive MIM
O， 6G 基站将只有天线与射频部分（BBU部分虚拟化），由于 RAN 是完全虚拟化的，部署就很灵活，这种方式可使得网络性能最大化，网络配置具有高的成本效率。

4.1.6 无线AI

6G 网络 AI 将以多层级内生、分布式协作、以服务为驱动的方式融合到无线技术中，实现无线网络自治、自调节以及自演进，以适应未来更为复杂多变的应用场景，实现“网随业变”。

4.2 6G网络使能技术

6G网络使能技术像是IT与CT的融合应用。

4.2.1 数字孪生

4.2.2 区块链

4.2.3 确定性网络

4.2.4 分布式异构网络

总结

本文为中国联通2021年3月发布的6G白皮书观后感笔记。

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