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6G移动通讯系统技术原理介绍、技术展望、需求及挑战2020.01一、引言二、6G 移动通信系统的需求和场景三、6G 移动通信系统的愿景四、6G 移动通信系统的挑战五、6G 移动通信系统支撑理论和关键技术5.1基础理论5.1.1 空间信息论5.1.2压缩感知5.1.3人工智能5.2关键技术5.2.1太赫兹通信5.2.2可见光通信5.2.3非正交多址接入5.2.4超大规模天线技术5.2.5 频谱认知技术5.2.6个性化的极化码5.2.7新电池与无线能量传输5.2.8定位技术2019年为5G通信商用元年，随着5G系统开启，研究人员开始对下一代移动通信系统进行研究。
第六代移动通信系统（the 6th Generation Mobile Communication Systems，6G），是5G下一代系统。
文本探讨了6G通信系统的需求和场景，用4个关键词概括6G愿景：智慧通信、深度认知、全息体验、泛在连接；分析了6G系统面临的技术挑战：超高峰值速率、超海量接入、超高能耗、超广泛在通信网络；论述了6G系统支撑理论（空间信息论、压缩感知、人工智能）和潜在关键技术（太赫兹通信、可见光通信、非正交多址接入技术、超大规模天线技术、频谱认知技术、个性化的极化码技术、新电池与无线能量传输、定位技术）。
文本探讨6G系统研究现状、需求分析、应用场景、技术挑战、支撑理论和关键技术，构建6G系统的技术框架，为后续开展6G系统研究提供一些指导和建议。
一、引言现代移动通信系统发展趋势：传统模拟通信—数字通信，语音业务—数据业务，低传输速率—高传输速率，单媒体数据—多媒体数据，从“人与人”通信扩展到“人—网—物”三元互联。
移动改变生活，人们对美好生活向往的需求是移动通信系统持续发展的动力，也是下一代移动通信系统发展努力的方向。
第六代移动通信系统（the6thGenerationMobileCommunicationsystem，6G），是5G下一代系统。
6G总体架构及潜在关键技术为了实现沉浸式XR、全息通信以及多维感知等6G沉浸式通信应用，未来的6G网络需要对视频、音频、触觉及文本等多媒体信息进行获取、处理、传输和呈现。
6G沉浸式通信总体架构如图5所示，包含应用层、网络层和感知层。
该架构旨在支持6G沉浸式多媒体业务的实时交互和业务控制。
感知层中的设备获取并显示来自用户的交互信息。
网络层传输来自感知层的上行媒体流以及来自应用层的下行媒体流，并提供如媒体智能分发、多并发流协同控制、QoS智能感知和调度、数字建模等服务能力。
应用层调用这些服务能力，根据不同的业务需求支持和开发各种应用程序。
感知层由一系列感知设备和呈现设备组成。
感知设备主要包括摄像机、传感器、定位器、陀螺仪、手持控制器、麦克风等。
用户的视觉、听觉、触觉和其他媒体信息由感知设备收集、编码和预处理，之后转换为上行媒体流用于网络传输。
呈现设备包括显示设备（如激光投影仪和高清屏幕）、HMD（如AR眼镜和XR一体机）、外部设备（如智能终端和扬声器）、以及辅助设备（如机械臂）等。
这些设备对由网络层处理过的下行媒体流进行解码，并将相应的交互信息在用户端呈现。
网络层包含服务引擎子层以及承载子层。
承载子层提供具备QoS保证的路由和传输能力，支持实时交互。
服务引擎子层为顶层应用程序提供业务控制和媒体处理功能，主要包括：数字建模引擎：提供物理世界（如物体、空间等）到数字世界的映射，构建虚拟孪生体。
实时交互控制引擎：提供应用和终端、终端与终端之间的全息信息、音视频、触觉等多种媒体流的实时通信。
QoS智能感知调度引擎：及时感知并实时上报QoS参数和业务状态，并对QoS策略做出优化调整。
通信感知引擎：提供目标位置周边的环境信息，实现对目标的检测、定位、识别、成像等感知功能。
媒体智能分发引擎：根据媒体流的算力需求及媒体处理单元算力资源的状态和能力，将多媒体数据智能分发到媒体处理单元进行处理。
高精度定位引擎：提供各种接入方式终端的精准定位信息，实现高精度实时感知服务。
第六代移动通信系统（6G）简介、6G市场需求、市场格局及6G研究规划分析（一）何为6G所谓6G就是第六代移动通信系统（6thGenerationMobileNetworks，或6thGenerationWirelessSystems），简称6G，它是5G系统的延伸和发展。
这里的G就是Generation，即“代”的意思。
从第一代模拟移动通讯开始，到第二代的数字移动通讯，目前已经经历了四代。
当前世界各国的移动通信系统基本上处于3G和4G时代，移动通信特别是第四代移动通讯彻底改变了人们的世界观、思维方式、生产方式和生活方式，人们逐渐体会到快捷的数字移动通讯给我们带来的种种变化。
2019年6月6日，我国政府正式颁发了第五代移动通讯网络（5G）的商用许可证，中国三大移动运营商开始正式搭建5G网络平台，各终端制造商也正式推出基于5G的各种智能终端特别是智能手机，2019年11月部分地区已开始正式办理5G业务。
2020年中国移动等网络运营商将全面推出5G智能手机，由此宣告5G时代的正式来临。
在5G即将全面商用之际，中国、美国、英国等通讯技术大国的企业（特别是中国的华为公司）就宣称已正式开始了6G网络通讯技术的研发。
5G尚未完全商业应用就宣称研发6G是否属于商业炒作？从1G到5G，移动通信系统基本上每10年更新换代一次，而且基本上都是在某一代开始投入应用之时就开始了下一代的技术研发，新一代技术的成长基本上需要10年时间的锤炼。
移动通讯发展的基本规律是“使用一代、研究一代、储备一代”，是典型的“吃着碗里、看着锅里、想着地里”的发展模式。
在4G即将淘汰，5G即将商用之时，研发6G是一种必然。
待5G逐渐衰老淘汰之时，6G技术才可能及时担当起未来通讯的重任。
6G网络将是一个地面无线与卫星通信相互集成的全连接网络通信系统。
地面基站的信息通过卫星通信系统布满整个地球，这样6G移动通信将实现全球无缝覆盖，网络信号能够抵达任何一个偏远地区，这样可以让身处山区的病人能接受远程医疗、让孩子们能接受远程教育。
图3- 1 6G网络安全愿景
3.1主动免疫
与传统的安全体系相比，6G网络中的安全机制在多个方面得到增强。
在接入认证方面，基于现有接入认证技术，探索适用于空天地一体化网络的新型轻量级接入认证技术，能够实现异构融合网络随时随地无缝接入。
在密码学方面，量子密钥、无线物理层密钥等增强的密码技术，为6G网络安全
图5- 1 6G网络新引入多方共识模式
区块链作为一种全新的信息存储、传播和管理机制，通过让用户共同参与数据的计算和存储，并互相验证数据的真实性，以“去中心”的方式实现数据和价值的可靠转移，建立多方共识的信任模式。
区块链的技术特征，为6G网络安全可信管理，构建信任联盟提供了新的技术支撑。
基于区块链的多方运营协作、多方资源共享和联合用户管理等创新业务模式，将更好地匹配6G网络去中心化、业务边缘化、用户个性化通信的特点。
与此同时，区块链的共识效率、扩容能力以及。
邬贺铨：6G不是万能，还应有限目标（PPT）
在3月23日举办的全球6G技术大会上，中国工程院邬贺铨院士发表演讲，阐述了对6G研究的十点思考：一、超宽带不是6G的亮点；
二、元宇宙难成为6G的支点；三、超宽带与减碳之间要找平衡点；四、行业应用是6G研究的重点；五、人工智能在6G应用的落脚点；六、低频段挖潜应该是6G研究的着力点；七、星地融合的难点；八、空天地海通信一体化是6G的一个卖点；九、低成本的智简网络是6G研究的痛点；十、创新是6G研究的基点。
以下为演讲PPT内容。
以上资料来源于6G全球技术大会。
