5G建設(shè)之中，6G的腳步已經(jīng)臨近。針對各國及相關(guān)產(chǎn)業(yè)界對6G的愿景設(shè)想，選取五大未來最具潛力的6G關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹。

可見光通信

為有效緩解當(dāng)前無線通信系統(tǒng)頻譜資源緊缺的問題，可采用可見光通信（Visible Light Communications，VLC）技術(shù)作為下一代無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。波段為390-700nm的可見光通信系統(tǒng)通常能夠充分利用可見光發(fā)光二極管（LED）的優(yōu)勢，同時實現(xiàn)照明和高速數(shù)據(jù)通信的目標(biāo)。與傳統(tǒng)無線電通信技術(shù)相比，VLC具有頻段資源豐富、連續(xù)帶寬大（THz級）；頻譜使用目前無需授權(quán)；不產(chǎn)生電磁輻射，也不易受電磁干擾影響；只能視距傳輸，不能穿透墻壁等遮擋物；可快速、靈活組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)使用與維護成本較低等特點。

太赫茲通信

太赫茲是指頻譜在0.1～10THz之間的電磁波，是一種介于微波與光波之間的全新頻段。太赫茲通信頻譜資源豐富、傳輸速率高（Tbps級），是未來移動通信中可能采用的優(yōu)勢型寬帶無線接入通信技術(shù)。目前，ITU己決定將0.12THz和0.2THz劃分給無線通信使用，但0.3THz以上的頻譜劃分內(nèi)尚未統(tǒng)一，同時也未被完全開發(fā)。此外，相比傳統(tǒng)無線通信和無線光通信而言，太赫茲通信還具波束窄、方向性好，具有更強的抗干擾能力，穿透性強，能量效率高等特點。

共享頻譜通信

為滿足未來6G系統(tǒng)頻譜資源使用需求，一方面需要“開源”，即通過采用可見光和太赫茲等全新頻譜資源擴展可用頻譜；另一方面也需要“節(jié)流”，即通過更加靈活的方式分配和使用頻譜，提升頻譜資源利用率。目前，無線通信系統(tǒng)主要采用靜態(tài)的授權(quán)頻譜使用方式。授權(quán)頻譜用戶長期獨占一定的頻譜資源，有效避免系統(tǒng)間干擾。但是，頻譜閑置、頻譜資源利用率低等問題較為普遍，從而加劇了現(xiàn)階段和未來的頻譜供需矛盾。因此，頻譜資源共享是6G時代更好的選擇。共享頻譜通信分為兩種類型：

一是非授權(quán)頻譜，用戶使用頻段不受限制，彼此之間享有同等的使用權(quán)利但均不受到保護，需要通過技術(shù)手段避免相互產(chǎn)生干擾。常見的非授權(quán)頻段為2.4GHz、5GHz，占總可用頻譜的比例很小，不同國家和地區(qū)的使用規(guī)則也不統(tǒng)一。3GPP LTE Rel-13 標(biāo)準(zhǔn)版本引入LAA（Licensed-Assisted Access）技術(shù)，開創(chuàng)了蜂窩系統(tǒng)使用非授權(quán)頻譜的先例。未來，5G NR也將可以利用非授權(quán)頻譜通信。

二是動態(tài)頻譜共享，在保證主用戶不受干擾的前提下，通過設(shè)計許可權(quán)限（如規(guī)定接入時間、接入地點、發(fā)射功率、干擾保護等），賦予次用戶相應(yīng)的頻譜使用權(quán)利，次用戶可使用頻譜池數(shù)據(jù)庫、頻譜感知、認(rèn)知無線電、人工智能等技術(shù)，在空間、時間、頻率等不同維度上與主用戶共享頻譜，以在未來網(wǎng)絡(luò)中更好的采用共享頻譜技術(shù)提升頻譜資源利用率，同時也可以更高效地進(jìn)行頻譜監(jiān)管。有關(guān)動態(tài)頻譜共享的技術(shù)已有許多研究，期待6G能夠廣泛應(yīng)用。

天地一體無線通信

天地一體化通信網(wǎng)絡(luò)是指將衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)相通，形成一張覆蓋全球、按需接入的天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)體系。天地一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以作為未來6G通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的一部分，其組成一般是由地球同步軌道衛(wèi)星組成天基骨干網(wǎng)絡(luò)，由中低軌的若干衛(wèi)星組成各種類型和層次的天基接入網(wǎng)絡(luò)，由若干地球站組成的地面接入網(wǎng)絡(luò)，還包括互聯(lián)互通的多個地面骨干通信網(wǎng)絡(luò)等。目前，天地一體化通信網(wǎng)絡(luò)還面臨傳統(tǒng)衛(wèi)星系統(tǒng)與移動通信網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通、系統(tǒng)間和區(qū)域間頻譜資源與軌道資源分配管理問題、不同衛(wèi)星系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通等一系列問題等待解決。

人工智能無線通信

近年來，隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨以及多種軟硬件計算資源的增長，人工智能（AI）特別是深度學(xué)習(xí)，促進(jìn)了許多領(lǐng)域快速發(fā)展，例如語音認(rèn)知、計算機視覺、機器翻譯和生物信息等。為實現(xiàn)無線通信系統(tǒng)效能的大幅提升，AI也在逐步融入到無線通信系統(tǒng)中。目前，AI的預(yù)測、推理和大數(shù)據(jù)分析能力用于無線通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層的無線資源管理和分配，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化。同時，AI也正向無線通信網(wǎng)絡(luò)的MAC層和物理層推進(jìn)，這意味著底層基礎(chǔ)的信號處理與通信機制將可能突破傳統(tǒng)經(jīng)典的通信理論框架，而采用基于AI驅(qū)動的信號處理及通信機制。
責(zé)任編輯：tzh