3萬(wàn)字告訴你全球6G通信技術(shù)最新進(jìn)展

文 |錢鴻生

編輯|星船知造

視覺(jué)設(shè)計(jì)：星船知造

5G時(shí)代已經(jīng)過(guò)半。從2019年5G啟航至今，中國(guó)扎實(shí)推進(jìn)5G助力千行百業(yè)。目前屬于5G的時(shí)間還有至少5年。

中國(guó)數(shù)個(gè)萬(wàn)億級(jí)產(chǎn)業(yè)的崛起都在5G技術(shù)的托舉下：《中國(guó)5G，這些萬(wàn)億級(jí)產(chǎn)業(yè)都離不開(kāi)5G》

另一邊，6G標(biāo)準(zhǔn)話語(yǔ)權(quán)的爭(zhēng)奪戰(zhàn)也已打響——今年美國(guó)、澳大利亞、加拿大、捷克、芬蘭、法國(guó)、日本、韓國(guó)、瑞典、英國(guó)10個(gè)國(guó)家發(fā)布聯(lián)合聲明，拉起“6G”聯(lián)盟，準(zhǔn)備來(lái)個(gè)抱團(tuán)式彎道超車。

同時(shí)多家歐美日韓科技企業(yè)，包括英偉達(dá)、亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)公司、ARM、愛(ài)立信、微軟、諾基亞、三星電子、軟銀等成立“AI-RAN聯(lián)盟”，要在6G研發(fā)領(lǐng)域搶占關(guān)鍵位置。

6G標(biāo)準(zhǔn)化仍處于早期研究階段，尚未形成全球統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但各國(guó)都已充分認(rèn)識(shí)到了6G對(duì)于未來(lái)國(guó)家的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性。上述各種動(dòng)作目的之一就是把中國(guó)企業(yè)排除在外。

一場(chǎng)6G關(guān)鍵技術(shù)的研究、測(cè)試工作已經(jīng)全面拉開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)序幕。

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作為星船知造“現(xiàn)代通信與智能網(wǎng)技術(shù)展望”系列欄目的第三輯，我們邀請(qǐng)星船知造資深讀者、通信行業(yè)教授級(jí)高級(jí)工程師錢鴻生博士為我們撰寫了《第六代移動(dòng)通信6G關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展前景的研究》。

白皮書正文共3.1萬(wàn)字，從移動(dòng)通信技術(shù)迭代發(fā)展的角度出發(fā)，分析第六代移動(dòng)通信6G發(fā)展的內(nèi)生驅(qū)動(dòng)力，全面分析6G移動(dòng)通信的愿景目標(biāo)、系統(tǒng)架構(gòu)、主要性能參數(shù)和關(guān)鍵新技術(shù)突破的內(nèi)涵，分析未來(lái)6G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)新的六大場(chǎng)景化應(yīng)用領(lǐng)域，盤點(diǎn)我國(guó)科研人員近期在6G關(guān)鍵技術(shù)研究中的一些重大突破案例。最后就我國(guó)部署商用6G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間、6G資本市場(chǎng)的發(fā)展前景以及建立風(fēng)險(xiǎn)管控機(jī)制作了簡(jiǎn)要的分析與研判。

目錄可左右滑動(dòng)

我們節(jié)選出白皮書中部分內(nèi)容，本篇主要節(jié)選了第二章中的“第六代移動(dòng)通信6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)”和“第六代移動(dòng)通信6G關(guān)鍵技術(shù)介紹”中部分內(nèi)容。

下篇發(fā)布后將同步發(fā)布完整版白皮書。敬請(qǐng)期待！

01 第六代移動(dòng)通信6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)和核心，它決定了整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的效率和技術(shù)支撐能力。

6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)將向邊緣網(wǎng)絡(luò)和天地一體化不斷延伸，滿足固定、移動(dòng)、衛(wèi)星等多種連接方式的接入，實(shí)現(xiàn)空、天、地、海一體化通信的無(wú)縫連接與覆蓋。

2.3.1 第六代移動(dòng)通信6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)理念

第六代移動(dòng)通信6G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)，充分吸收以往5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)的成熟經(jīng)驗(yàn)和理念，在新的6G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中將適配的新業(yè)務(wù)需求，兼顧節(jié)能增效，并保持與現(xiàn)有5G網(wǎng)絡(luò)的兼容、協(xié)同與升級(jí)。

6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)的基本理念應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面

第一，多功能內(nèi)生協(xié)同融合。

6G網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)將從原來(lái)單一的連接服務(wù)，擴(kuò)展到智能、感知、計(jì)算、數(shù)據(jù)、安全保障等多方面，相關(guān)架構(gòu)設(shè)計(jì)理念應(yīng)體現(xiàn)內(nèi)生以大帶寬、低時(shí)延的連接功能為主，引入外掛方式滿足6G多樣的服務(wù)需求和適配復(fù)雜環(huán)境的需求。需要從網(wǎng)絡(luò)功能、接口、協(xié)議棧等多方面支持智能、算力、安全等內(nèi)生能力，協(xié)同6G新業(yè)務(wù)所需要的連接、數(shù)據(jù)、計(jì)算多維度資源，采用分布式的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)形式，滿足用戶對(duì)6G融合業(yè)務(wù)的匹配能力和服務(wù)質(zhì)量保障。

第二，提供多元化和差異化服務(wù)。

6G網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)對(duì)象不僅僅是傳統(tǒng)的終端用戶，還包含使用網(wǎng)絡(luò)計(jì)算服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、感知服務(wù)等多元化的對(duì)象用戶。因此6G應(yīng)該提供多元化和差異化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運(yùn)維成本。能為多元化的用戶提供不同的服務(wù)類型與服務(wù)保障的體系，滿足個(gè)性化的網(wǎng)絡(luò)需求。

第三，網(wǎng)絡(luò)從連接管道轉(zhuǎn)向平臺(tái)服務(wù)。

第六代移動(dòng)通信6G網(wǎng)絡(luò)將從原有的提供連接管道服務(wù)，轉(zhuǎn)變成為多元化的平臺(tái)服務(wù)理念，面向網(wǎng)絡(luò)的參與者，如終端用戶、行業(yè)用戶和合作伙伴。開(kāi)放基于統(tǒng)一平臺(tái)開(kāi)放式的服務(wù)能力，以降低網(wǎng)絡(luò)定制成本，賦能多樣化、可編程等多樣化業(yè)務(wù)功能、具有計(jì)算功能等進(jìn)行靈活編排，實(shí)現(xiàn)用戶與用戶、用戶與網(wǎng)絡(luò)之間的多邊能力資源的協(xié)同處理能力。

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2.3.2 第六代移動(dòng)通信6G系統(tǒng)性能指標(biāo)

為了支持2030年及以后的移動(dòng)通信應(yīng)用場(chǎng)景的需要，6G網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)，通過(guò)引入新的技術(shù)方案、重構(gòu)或優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、協(xié)議方案，可以取得比5G具有顯著的提升。對(duì)于系統(tǒng)帶寬、傳送速率、時(shí)延、頻譜效率、流量密度、系統(tǒng)安全可靠性和連接數(shù)等關(guān)鍵性能指標(biāo)，與5G 相比可呈現(xiàn)數(shù)量級(jí)的增長(zhǎng)，如下圖所示

圖說(shuō)：6G網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)估計(jì)目標(biāo)值

未來(lái) 6G 網(wǎng)將具備比 5G 更高的性能參數(shù)指標(biāo)，支持10到100Gbps 的用戶體驗(yàn)速率，峰值速率可達(dá)1Tbps，每平方公里的終端密度可達(dá)1000萬(wàn)以上，空口時(shí)延小于0.1ms，以上指標(biāo)遠(yuǎn)超5G ，某些性能參數(shù)在5G的基礎(chǔ)上將實(shí)現(xiàn)10至100 倍的提升。

但是，ITU-R在2023年11月發(fā)布的 《2030年及以后IMT未來(lái)發(fā)展的框架和總體目標(biāo)》（M.2160-0）中提醒，目前對(duì)6G的能力指標(biāo)參數(shù)的一些估計(jì)目標(biāo)值，隨著后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，根據(jù)不可預(yù)見(jiàn)的應(yīng)用環(huán)境與不同國(guó)家的研究會(huì)有一些參數(shù)上的變化，有些可能無(wú)法同時(shí)滿足。

02 第六代移動(dòng)通信6G關(guān)鍵技術(shù)介紹

為了實(shí)現(xiàn)第六代移動(dòng)通信新業(yè)務(wù)應(yīng)用和超高要求的性能指標(biāo)，6G需要在新型的系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)之上，采用當(dāng)代最前沿的科學(xué)技術(shù)成果與未來(lái)可期的新技術(shù)，使得6G系統(tǒng)能在更高的目標(biāo)上實(shí)現(xiàn)其強(qiáng)大的功能演進(jìn)，6G采用的關(guān)鍵技術(shù)大致可以涵蓋以下多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。

2.4.1 深度融合內(nèi)生智能的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能技術(shù)將內(nèi)生于未來(lái)6G移動(dòng)通信系統(tǒng)的方方面面，不僅限于無(wú)線架構(gòu)、無(wú)線數(shù)據(jù)、無(wú)線算法和無(wú)線應(yīng)用等新的智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系，ITU-R在6G標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)之初就考慮了AI技術(shù)的應(yīng)用。

例如，內(nèi)生智能的新型空口模塊化的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)線資源管理、避免干擾等多維度特性的深度挖掘，從而提升6G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的可靠性、實(shí)時(shí)性和安全性，保證6G網(wǎng)絡(luò)的自主安全運(yùn)行。

6G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的智慧內(nèi)生是圍繞用戶和網(wǎng)絡(luò)需求，按需提供通信和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，從而最終實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)隨需而變。6G網(wǎng)絡(luò)將同時(shí)具備語(yǔ)義識(shí)別、分析、理解和推理的能力。使通信網(wǎng)絡(luò)從數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)向語(yǔ)義驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變，為用戶提供更加高效、節(jié)能、智慧化的通信服務(wù)。

6G將借助內(nèi)生智能網(wǎng)絡(luò)，支持具有感知、通信和計(jì)算能力的無(wú)線基站和終端，實(shí)現(xiàn)智能分布式協(xié)同服務(wù)，提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信能力與算力。

2.4.2 極致MIMO多輸入輸出技術(shù)

MIMO多輸入多輸出（Multiple-Input Multiple-Out-put），簡(jiǎn)稱MIMO技術(shù)，其原理是在發(fā)射端和接收端，分別采用多個(gè)發(fā)射天線和接收天線，能夠區(qū)分發(fā)往或來(lái)自不同空中方位的無(wú)線信號(hào)，在不增加帶寬與發(fā)射功率的情況下，提高系統(tǒng)的覆蓋范圍、容量和信噪比，從而改善無(wú)線信號(hào)的傳送質(zhì)量。提升天線系統(tǒng)容量、覆蓋范圍和信噪比、改善無(wú)線信號(hào)的傳送質(zhì)量，滿足6G高速移動(dòng)場(chǎng)景和全業(yè)務(wù)場(chǎng)景的接入需求。

2.4.3 帶內(nèi)全雙工技術(shù)應(yīng)用

帶內(nèi)全雙工技術(shù) (In-Band Full Duplex)，簡(jiǎn)稱IBFD技術(shù)，采用帶內(nèi)全雙工技術(shù)，可以在相同的載波頻率上，同時(shí)發(fā)射和接收電磁波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)傳輸資源更加靈活的配置，具有自干擾抑制，功耗低、天線小型化，有效提升系統(tǒng)頻譜的使用效率。

2.4.4 可重構(gòu)智能超表面技術(shù)

可重構(gòu)智能超表面技術(shù)（reconfigurable intelligent surface），簡(jiǎn)稱RIS技術(shù)，正在被業(yè)界普遍認(rèn)為是推動(dòng)5G-Advanced和6G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的最有力的技術(shù)之一。

RIS技術(shù)的基本原理是通過(guò)數(shù)字編程來(lái)操控超材料的電磁特性，創(chuàng)造一個(gè)智能自適應(yīng)的無(wú)線環(huán)境。與傳統(tǒng)材料相比，RIS 可利用電磁超材料特性，精確控制電磁波的寬度、方向和數(shù)量，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的精準(zhǔn)反射和透射。可應(yīng)用于高頻覆蓋增強(qiáng)、克服局部盲點(diǎn)、提升扇區(qū)邊緣傳送速率、綠色通信、高精度定位等場(chǎng)景。

2.4.5 軌道角動(dòng)量技術(shù)應(yīng)用

軌道角動(dòng)量（Orbital Angular Momentum,）簡(jiǎn)稱OAM技術(shù)，可以通過(guò)多模態(tài)電磁波渦旋量子復(fù)用傳輸，在不依賴時(shí)間和頻率等資源的情況下，發(fā)送多個(gè)同軸數(shù)據(jù)流，提供了無(wú)線傳輸?shù)男聫?fù)用技術(shù)維度，適用于用戶和基站間的長(zhǎng)距離傳輸，從而提升頻譜效率。

2.4.6 智能全息無(wú)線電技術(shù)

智能全息無(wú)線電（Intelligent Holographic Radio），簡(jiǎn)稱IHR技術(shù)，智能全息無(wú)線電技術(shù)是利用電磁波的全息干涉原理，實(shí)現(xiàn)電磁空間的動(dòng)態(tài)重構(gòu)和動(dòng)態(tài)精密調(diào)控，從而大幅度提升頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)容量。可實(shí)現(xiàn)成像、定位和無(wú)線通信的深度融合，實(shí)現(xiàn)超高分辨率空間復(fù)用，滿足6G超高頻譜、超高流量密度、更低時(shí)延和超高容量需求。可以為萬(wàn)物互聯(lián)終端提供精確定位、無(wú)線終端遠(yuǎn)距離快充等服務(wù)，為6G場(chǎng)景化應(yīng)用提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，是6G標(biāo)準(zhǔn)制定中的關(guān)鍵內(nèi)容之一。

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2.4.7 太赫茲頻段通信技術(shù)的應(yīng)用

如何在移動(dòng)高速通信技術(shù)上，進(jìn)一步地提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳送速率是現(xiàn)階段全球移動(dòng)通信領(lǐng)域最為重要的一個(gè)研究?jī)?nèi)容。

太赫茲頻段超高速通信是一種新型的無(wú)線傳送方式，與傳統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不同的是它工作在太赫茲頻段，太赫茲（縮寫為THz），太赫茲頻段是指介于毫米波和紅外線之間的頻譜范圍，其頻率范圍在0.1THz至10THz之間，頻率一般為300-3000GHz范圍之內(nèi)。低于太赫茲的頻段稱作毫米波（mmW）是指頻率范圍是30GHz-300GHz的電磁波，毫米波是5G移動(dòng)通信推薦的頻段。

太赫茲頻率分布圖如下所示

圖說(shuō)：傳統(tǒng)通信頻率與太赫茲（THZ）頻率分布圖

隨著移動(dòng)通信的演進(jìn)使用的頻譜也逐步擴(kuò)大，從5G開(kāi)始已經(jīng)擴(kuò)展到了毫米波頻段，6G則將開(kāi)始使用太赫茲頻段，但其中中頻段依然是實(shí)現(xiàn)廣域覆蓋最經(jīng)濟(jì)的方式。

如何開(kāi)發(fā)使用太赫茲頻段有望成為 6G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，太赫茲頻段的頻段很寬，大部分頻段未被使用，能夠承載超高速數(shù)據(jù)的傳送，6G通信充分利用太赫茲頻段，能夠有效緩解有限的頻譜資源，緩解容量限制。

太赫茲頻段將充分發(fā)揮超大帶寬及超高速率的優(yōu)勢(shì)，支持6G海量設(shè)備的連接以及 Tbit/s 級(jí)別超高用戶數(shù)據(jù)的傳送。因此太赫茲頻段被視為實(shí)現(xiàn)6G 通信的重要備選空口技術(shù)，太赫茲波以其獨(dú)有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在高速短距離寬帶無(wú)線通信方面有廣闊的應(yīng)用前景。將廣泛應(yīng)用在全息通信、超大容量數(shù)據(jù)傳送和短距離超高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)景中，特別在6G萬(wàn)物互聯(lián)最后100米的終端連接中，太赫茲頻段通信將發(fā)揮重要的支撐作用。

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2.4.8 分布式自治與數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)

6G將具有超大網(wǎng)絡(luò)接入規(guī)模和豐富的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)功能，支持多樣化場(chǎng)景接入，實(shí)現(xiàn)面向廣闊的場(chǎng)景化應(yīng)用領(lǐng)域。為此，需在原來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)之上，開(kāi)展包括接入網(wǎng)和核心網(wǎng)在內(nèi)全新的6G系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)。

6G系統(tǒng)架構(gòu)將向分布式、去中心化、自治化的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)以用戶需求為中心的網(wǎng)絡(luò)控制和管理，采用深度邊緣智能節(jié)點(diǎn)靈活組網(wǎng)技術(shù)，支持以任務(wù)為中心的智能連接，具備自治、自演進(jìn)能力的智能內(nèi)生網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，構(gòu)建一個(gè)更加包容的多模態(tài)信任模型。6G系統(tǒng)架構(gòu)將大幅度減少系統(tǒng)內(nèi)部接口，系統(tǒng)架構(gòu)將扁平化，具有高可靠、高吞吐量區(qū)塊鏈的架構(gòu)設(shè)計(jì)，基于數(shù)字孿生的設(shè)計(jì)理念，6G通信架構(gòu)將向更全面智能控制方向發(fā)展。

數(shù)字孿生技術(shù)已經(jīng)被引入了6G關(guān)鍵技術(shù)的研究對(duì)象，數(shù)字孿生技術(shù)將被應(yīng)用到6G系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)物理網(wǎng)絡(luò)的虛擬表示，通過(guò)數(shù)據(jù)、模型和接口，對(duì)6G系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行分析、診斷和控制，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和智能網(wǎng)絡(luò)自治決策，利用數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息交互與反饋控制。提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的有效利用和網(wǎng)絡(luò)的高效建模，滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。

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2.4.9 全域覆蓋空天地一體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

國(guó)際電聯(lián)ITU已經(jīng)正式將空天地一體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)作為6G的核心技術(shù)之一。

6G將全面實(shí)現(xiàn)地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與不同軌道高度上的通信衛(wèi)星及不同高度飛行器雙向融合的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，利用天基、空基全覆蓋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)、海上和空中靈活組網(wǎng)，構(gòu)建起一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)終端互聯(lián)、統(tǒng)一空口協(xié)議的空天地一體的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，用戶可以在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間、以任何方式，實(shí)現(xiàn)通信與信息交換的服務(wù)。

空天地一體將構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一的共享網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，為不同安全等級(jí)的用戶提供差異化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和安全保障。空天地一體的網(wǎng)絡(luò)需要衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信、終端互聯(lián)、芯片制造等各種技術(shù)融合，技術(shù)難度極高，不但有極大地民用市場(chǎng)的需求，可以對(duì)地面蜂窩移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋范圍進(jìn)行有效補(bǔ)充，而且具有較高的軍事價(jià)值。

2.4.10 通信感知一體化技術(shù)應(yīng)用

感知是人們與物理世界交互信息的重要過(guò)程，6G通信感知一體化技術(shù)廣義上是指：6G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有感知一切服務(wù)對(duì)象與終端狀態(tài)的能力，狹義的感知是指6G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具備對(duì)目標(biāo)準(zhǔn)確識(shí)別、定位、測(cè)速、測(cè)距的能力。

國(guó)際電聯(lián)在2023年11月發(fā)布的“2030年及以后IMT未來(lái)發(fā)展的框架和總體目標(biāo)”（ITU-R M.2160-0）中指出：“傳感和通信的集成，有望成為未來(lái)通信廣泛用例的關(guān)鍵推動(dòng)因素。此外，感知物理環(huán)境和適當(dāng)?shù)娜斯ぶ悄芸梢赃M(jìn)一步增強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知”。

通信感知一體化技術(shù)被認(rèn)為是未來(lái)6G移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)之一，該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)具備空間感知、智能通信與泛在計(jì)算能力的網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通、感、算三位一體的軟硬件資源協(xié)同共享，實(shí)現(xiàn)多維感知、協(xié)作通信。

通信感知一體化是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要組成部分，它能夠?yàn)槎鄠€(gè)行業(yè)應(yīng)用提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)傳送和連接，推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

通信感知一體化技術(shù)涉及多種先進(jìn)技術(shù)的融合，其中包括依賴先進(jìn)的傳感器、先進(jìn)的無(wú)線電通信、太赫茲、空天地一體化、高速數(shù)據(jù)傳送、高速數(shù)據(jù)處理、內(nèi)生AI、元宇宙、網(wǎng)絡(luò)安全保障等新技術(shù)，賦予6G系統(tǒng)超強(qiáng)的感知能力。

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未來(lái)6G網(wǎng)絡(luò)將通過(guò)通信感知一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的準(zhǔn)確識(shí)別檢測(cè)、定位分析、成像處理等感知功能，通過(guò)6G感知功能獲取物聯(lián)網(wǎng)信息、環(huán)境信息，利用先進(jìn)的模型與算法、邊緣計(jì)算和AI處理能力，生成超高分辨率的圖像，精確分配通信資源，挖掘潛在數(shù)據(jù)能力，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)。并助力完成實(shí)體數(shù)字虛擬化，催生出6G 場(chǎng)景化應(yīng)用更廣闊的前景。

也可以通過(guò)6G的通信感知一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與人之間的協(xié)同運(yùn)作，例如無(wú)接觸手勢(shì)操控、人身肢體動(dòng)作識(shí)別等，能精確感知物體與監(jiān)控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)6G在場(chǎng)景化應(yīng)用中提供高度精確的實(shí)時(shí)感知能力。

2.4.11 多模態(tài)技術(shù)提升網(wǎng)絡(luò)安全

通信網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)國(guó)家重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，6G網(wǎng)絡(luò)將在國(guó)民經(jīng)濟(jì)與國(guó)防建設(shè)中發(fā)揮重要的作用，其網(wǎng)絡(luò)的的安全性至關(guān)重要。

國(guó)際電聯(lián)在研究6G標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程中，各國(guó)對(duì)未來(lái)6G的網(wǎng)絡(luò)安全提出了更高的要求，專家們對(duì)未來(lái)6G 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具備更加穩(wěn)定可靠的通信安全架構(gòu)、采用多模態(tài)自適應(yīng)的安全策略、智能可控的網(wǎng)絡(luò)安全決策、靈活的網(wǎng)絡(luò)安全擴(kuò)展和安全開(kāi)放協(xié)議，提出了明確的技術(shù)要求。

未來(lái)6G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)向云端化和邊緣化的方向發(fā)展，6G網(wǎng)絡(luò)將為移動(dòng)通信網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、車聯(lián)網(wǎng)等海量終端提供統(tǒng)一接入服務(wù)，形成廣泛的跨系統(tǒng)、跨生態(tài)圈、高速接入的服務(wù)模式，這時(shí)6G網(wǎng)絡(luò)安全體系將顯得尤為重要，需要采用多種先進(jìn)的技術(shù)手段予以保證。

例如安全憑證、抗量子攻擊的非對(duì)稱密碼算法、網(wǎng)絡(luò)安全內(nèi)生主動(dòng)免疫，基于可信任的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等，為6G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提供軟硬件的主動(dòng)免疫、彈性自治、虛實(shí)共生、泛在協(xié)同的安全防御功能。并能根據(jù)行業(yè)與用戶差異化的安全需求，實(shí)現(xiàn)安全能力的彈性部署，提升網(wǎng)絡(luò)韌性和網(wǎng)絡(luò)安全。通過(guò)端、邊、網(wǎng)、云四位一體的智能協(xié)同，準(zhǔn)確感知整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全態(tài)勢(shì)，讓6G網(wǎng)絡(luò)始終處于安全可控的運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)人工智能AI助力網(wǎng)絡(luò)安全，降低網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)營(yíng)成本，構(gòu)建起可測(cè)量、可演進(jìn)的強(qiáng)大內(nèi)生安全防護(hù)體系。

基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和深度學(xué)習(xí)算法模型，構(gòu)建一個(gè)更加包容的多模態(tài)信任模型，能檢測(cè)和識(shí)別未知惡意軟件，自動(dòng)追溯網(wǎng)絡(luò)攻擊源，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全邊界自定義、跨域交叉認(rèn)證、風(fēng)險(xiǎn)隔離、安全策略最優(yōu)化，提升整個(gè)6G網(wǎng)絡(luò)的安全能力。

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總體而言，全球范圍內(nèi)6G 的研究仍處于起步階段，整體技術(shù)路線尚不明確，系統(tǒng)架構(gòu)與性能指標(biāo)都有待于后續(xù)研究的推進(jìn)。

目前主要在6G愿景目標(biāo)、應(yīng)用場(chǎng)景、基本指標(biāo)、潛在關(guān)鍵技術(shù)等方面的研究取得了一定進(jìn)展，其中部分6G關(guān)鍵技術(shù)的研究成果，將在后續(xù)的5G-Advanced相關(guān)版本中得到應(yīng)用和驗(yàn)證，并為6G的標(biāo)準(zhǔn)化制定和應(yīng)用積累成功經(jīng)驗(yàn)。

主要參考文獻(xiàn)：

[1] ITU-R."Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2030 and beyond". June 2023.

[2] ITU-R，Overview timeline for IMT towards the year 2030 andbeyond".2022.

[3] 作者錢鴻生、編輯唐曉園.《華為之外，1998-2023芯片背后的持久戰(zhàn)》[J].上海.《星船知造》.2022年9月12日.

[4] 科技部網(wǎng)站.《我國(guó)正式啟動(dòng)第六代移動(dòng)通信技術(shù)研發(fā)工作》.2019年11月7日.

[5] 中國(guó)IMT-2030（6）推進(jìn)組官網(wǎng).

[6] 中國(guó)電信研究院.《6G愿景與技術(shù)白皮書》.2022年12月.

[7] 中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)公司.《中國(guó)移動(dòng)6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)白皮書》.2022年12月.

[8] 中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)公司.《2023年中國(guó)價(jià)值驅(qū)動(dòng)6G發(fā)展白皮書》.2023年7月。

[9] 鄧彬、李韜 、湯斌等著《基于太赫茲雷達(dá)的聲致海面微動(dòng)信號(hào)檢測(cè)》[J].雷達(dá)學(xué)報(bào).2023年8月.第 1 2 卷 第 4 期.

[10] 國(guó)務(wù)院《十四五數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的通知》（國(guó)發(fā)〔2021〕29號(hào)）.2021年12月12日.

本文基于訪談及公開(kāi)資料寫作，不構(gòu)成任何投資建議

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本文節(jié)選、編輯自星船知造白皮書《第六代移動(dòng)通信6G關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展前景的研究》。白皮書全文共3.1萬(wàn)字，由錢鴻生博士撰寫。下篇發(fā)布后我們將同步發(fā)布完整版白皮書。敬請(qǐng)期待