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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。
