6G 移動網絡愿景及關鍵技術研究

鄧繼昌

（中通服咨詢設計研究院有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

隨著移動通信技術的進步，6G 移動網絡的研究受到了更多的關注。文章通過推動6G移動網絡的發展，為新型業務極致化通信提供保障，更好地優化人們的通信體驗，維持通信范式和語義通信的具體效能。

1 6G 移動網絡關鍵技術

1.1 太赫茲無線通信技術

近年來，隨著通信技術的發展進步，電磁頻譜和各個頻段的應用內容被廣泛關注。不同頻段的典型應用如圖1 所示。

圖1 頻段典型應用

其中，太赫茲頻段具有無線通信資源豐富的特點[1]。基于太赫茲特性可知，太赫茲信道本身具有一定的分子吸收效能，可能會對實際可用寬帶產生限制作用。與此同時，低頻段通信中視為表面光滑的材料在太赫茲頻段環境中反而較為粗糙，因此太赫茲通信體系的發展要區別于現有的通信傳播模式。太赫茲信道模型中，要在考量分子吸收作用的同時，對其吸收衰減和噪聲予以綜合分析。尤其是納米設備太赫茲通信技術，要將輻射傳輸對分子吸收產生的衰減建模后作為核心，更好地模擬場景內容，以保證通信質量符合預期。

依據不同場景完成通信處理工作，更好地開展相應的服務。對于室內場景短距離通信系統，在測量無線信道參數后要對物理參數進行精細化處理，主要涉及室內視距（Line of Sight，LoS）路徑損耗、功率分布以及太赫茲波多徑特征相關性等。構建混合信道模型，以便提高分析的精準性。一方面，建立分子吸收衰減模型，基于輻射傳輸理論判定納米通信的場景。另一方面，建立分子吸收噪聲模型，針對時域頻域分析方法對短距通信予以處理[2]。

太赫茲通信具有較為突出的應用優勢，不僅能實現超大寬帶通信，還能提高傳輸速率。然而在實際應用環境方面，太赫茲通信仍有很多亟待解決的問題，如穿透性差、易被遮擋等，需要及時結合通信場景予以適配處理，更好地發揮技術的優勢作用。

1.2 空天地海一體化網絡

6G 移動網絡研究體系中，基于5G 移動通信技術對陸地通信的研究，進一步拓展不同空間范圍內的區域通信，在擴大通信范圍的同時，更好地提升通信質量。建立的空天地海一體化網絡結構如圖2 所示。

圖2 空天地海一體化網絡架構

天基網絡主要包括不同的軌道衛星，涉及高軌道地球衛星、中軌道地球衛星以及低軌道地球衛星。空基網絡涉及相應的飛行器，包括飛機、飛艇、熱氣球等，共同構建空中平臺。地基網絡包括地面的相關固定接收站。海基網絡則包括海上的相關信號接收設備。基于一體化的網絡應用模式，提高信號傳輸處理的科學性，實現不同空間的全面覆蓋，避免受地形的限制，更好地滿足通信處理控制的具體需求，構建性價比更高且覆蓋效果更好的通信運行管理模型。

6G 移動網絡還支持應急管理控制，針對自然災害導致的地面通信設備損壞等情況，利用衛星網絡的承載基站建立傳輸備份管理模式，配合無人機（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）等設備更好地完成應急通信救援。基于6G 移動網絡的特殊應用價值，空天地海一體化網絡能實現不同異構網絡的融合，構建更加復雜且規范的網絡結構，提高接入點的移動性和組網的動態運行效能，提升多維度信息業務質量[3]。

基于多元化技術應用要求，建立聯合通信模式。不同維度聯合通信技術方案如表1 所示。

表1 不同維度聯合通信

1.3 人工智能技術

基于人工智能（Artificial Intelligence，AI）深度神經網絡建立信號處理模式，在信號輸入后利用神經元處理的方式進行信號控制，保證信號決策和運算等控制環節的合理性和可控性。配合大量數據訓練神經網絡，滿足固定規則的處理需求，更好地維系神經網絡判定預測的實效性，確保6G 移動網絡運行的穩定效果[4]。AI 深度神經網絡模型如圖3 所示。

圖3 AI 深度神經網絡模型

在AI 技術全面發展進步的時代背景下，6G 移動網絡向著智能化轉型成為重要趨勢。在對網絡資源予以優化升級的同時，利用有限的資源滿足多元化和極致化的體驗需求，將資源分配模式作為核心，更好地提高資源分配效率[5]。

利用深度Q 網絡算法，面向動態頻譜接入完成相應的處理，在總結分析參數的同時，按照新動態頻譜接入策略實現統一處理，并更好地擴大空間，縮短收斂時間。利用長短期記憶（Long Short Term Memory，LSTM）算法面向多路接入控制完成函數計量和分析，并建立能量收集預測模型，確保能及時利用訪問控制策略打造深度電池預測模擬方案[6]。同時，建立順序更新和隨機更新2 種模式，依據重置的重點完成信號資源的合理調節，減少預測損失，優化資源的利用率，提升信息通信的及時性和安全性。

利用協同訓練的方式面向子信道建立分配機制，維持應用資源分配管理的科學效果，提高資源利用率[7]。實際應用環境中，結合非正交多址接入技術方案，保證信道分配更利于系統能效的處理。

此外，部分非AI算法能結合深度Q網絡訓練內容，在不明確最優控制策略的情況下減少計算量，在降低計算難度的同時，提高資源分配的基本水平，共同打造完整的應用模式。

1.4 語義通信

6G 移動網絡發展中，基于語義通信建立的新范式得到了廣泛關注。將機器翻譯等技術應用在物理層通信體系中，更好地構建聯合信源和信道編碼，同時支持深度學習等過程，確保語義通信系統能發揮其實際作用和價值，甚至能完成高復雜度的文本傳輸。相較于傳統通信，語義通信能最大限度上篩選優質信息，改善壓縮數據的可控化效果，為通信效率的進一步提高提供良好的技術支持。

2 6G 移動網絡發展愿景

基于多樣化場景體系和密集化設備的發展，全球移動用戶數量及其產生的移動數據量呈現海量增加的趨勢。預測到2025 年，全球移動用戶數量將達到57 億。基于用戶數量和數據流量的激增，未來通信服務將面臨更大的挑戰。探索基于6G 移動網絡的發展模式，建立具有豐富頻率資源和高傳輸速率的太赫茲頻段，更好地滿足6G 移動網絡的超大寬帶、超高速率通信需求，推動移動數據領域進入太赫茲時代。

除此之外，為更好地實現移動通信的全覆蓋，6G 移動網絡在地面通信方面將更多地利用衛星設施、空中設備等，打造空、天、地、海一體化應用運行網絡，積極推進無縫覆蓋進程，保證用戶能隨時隨地獲取豐富的通信資源服務。

3 結 論

6G移動通信網絡還在不斷優化，為加快研究進程，要整合關鍵技術內容，落實信道研究工作，發揮關鍵技術優勢作用，為移動通信可持續健康發展奠定堅實基礎。