6G改變世界研究調(diào)查報(bào)告

目錄16G愿景及應(yīng)用場(chǎng)景........................................................................................................................-1-1.11.26G愿景.................................................................................................................................-1-6G應(yīng)用場(chǎng)景........................................................................................................................-2-1.2.1智慧汽車(chē).....................................................................................................................-2-沉浸式游戲.................................................................................................................-3-健康生活.....................................................................................................................-3-智能工廠.....................................................................................................................-4-數(shù)字家庭.....................................................................................................................-4-全息社交.....................................................................................................................-4-智能陪護(hù).....................................................................................................................-5-智慧云購(gòu).....................................................................................................................-5-智慧社區(qū).....................................................................................................................-5-1.2.21.2.31.2.41.2.51.2.61.2.71.2.81.2.926G關(guān)鍵性能指標(biāo).......................................................................................................................-6-2.1超高速率..............................................................................................................................-6-高速移動(dòng)..............................................................................................................................-6-網(wǎng)絡(luò)能效..............................................................................................................................-7-高精度的感知定位............................................................................................................-7-極低時(shí)延、極高可靠性...................................................................................................-7-2.22.32.42.53使能6G的關(guān)鍵技術(shù).................................................................................................................-8-極致：超高速率、精準(zhǔn)可控..........................................................................................-8-3.13.1.1太赫茲通信.................................................................................................................-8-可見(jiàn)光通信.................................................................................................................-9-軌道角動(dòng)量...............................................................................................................-10-智能超表面...............................................................................................................-11-超大規(guī)模天線陣列.................................................................................................-12-確定性網(wǎng)絡(luò)...............................................................................................................-14-3.1.23.1.33.1.43.1.53.1.63.1.7至簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)...................................................................................................................-15-3.23.33.4泛在：無(wú)所不在、觸手可及........................................................................................-16-3.2.1通信感知一體化......................................................................................................-16-空天地海一體化......................................................................................................-17-3.2.2智慧：智慧內(nèi)生、智慧無(wú)界........................................................................................-17-3.3.1基于AI/ML的無(wú)線通信........................................................................................-18-智能內(nèi)生網(wǎng)絡(luò)..........................................................................................................-21-3.3.2隨心：按需分配、隨心所欲........................................................................................-22-結(jié)束語(yǔ).........................................................................................................................................-22-參考文獻(xiàn)..............................................................................................................................................-24-4圖目錄圖1圖2圖3圖4圖5圖6圖7圖8圖96G應(yīng)用場(chǎng)景………….…26G-5G性能指標(biāo)對(duì)比圖…………..….…8太赫茲通信應(yīng)用場(chǎng)景……………..….…9可見(jiàn)光頻譜示意圖………………….…10軌道角動(dòng)量回傳鏈路場(chǎng)景………….…11智能超表面應(yīng)用場(chǎng)景…………….……12集中式和分布式大規(guī)模天線陣列………………….…13基于超大規(guī)模天線陣列的高精度定位……………….14確定性網(wǎng)絡(luò)要求…………………….…14圖10通感一體化示意圖………………….…16圖11空天地海通信網(wǎng)絡(luò)示意圖………….…17圖12基于AI/ML的端到端鏈路設(shè)計(jì)………18圖13基于AI/ML的信道估計(jì)………………19圖14基于AI/ML的CSI反饋………………20圖15基于AI/ML的信道編碼………………20圖16基于AI/ML的信道譯碼………………21圖17智能化通信系統(tǒng)承載的智能應(yīng)用………………….…21圖18以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)……….…………22-1-16G愿景及應(yīng)用場(chǎng)景1.16G愿景從1G到5G，蜂窩通信系統(tǒng)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，可以支持廣泛的業(yè)務(wù)，包括移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用。然而5G網(wǎng)絡(luò)仍然存在很多不足，如覆蓋范圍受限、業(yè)務(wù)場(chǎng)景受限，高速移動(dòng)、密集熱點(diǎn)場(chǎng)景下用戶體驗(yàn)較差等等，這些都驅(qū)動(dòng)著6G的發(fā)展。隨著通信理論的發(fā)展、材料科學(xué)的進(jìn)步、人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)（ArtificialIntelligence/MachineLearning，AI/ML）等學(xué)科的重大突破，6G必將注入新的元素。通信理論的發(fā)展將進(jìn)一步提升頻譜使用的能力和效率。天線材料、導(dǎo)熱散熱材料、高頻覆銅板基礎(chǔ)材料、電磁屏蔽材料等材料科學(xué)的發(fā)展，推動(dòng)理論轉(zhuǎn)化為應(yīng)用。在6G中引入AI/ML，系統(tǒng)能夠正確解讀數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)和利用數(shù)據(jù)，并完成特定的目標(biāo)和任務(wù)。相較于5G系統(tǒng)，智慧內(nèi)生、內(nèi)生安全等原生的技術(shù)特征將成為6G的主旋律。6G將構(gòu)建空天地一體化的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)星地融合，為用戶提供全面、統(tǒng)一的業(yè)務(wù)接入，讓用戶能夠隨時(shí)隨地?zé)o感知地接入網(wǎng)絡(luò)，大幅度提高用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，滿足面向未來(lái)的多模交互、立體覆蓋、全面智能、需求個(gè)性化和高度安全等需求。隨著數(shù)字化的加深，6G的應(yīng)用場(chǎng)景會(huì)更加多樣化，業(yè)務(wù)類(lèi)型也會(huì)更加豐富。6G將具有更加廣泛的包容性和延展性，6G業(yè)務(wù)將不只是傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商所提供的業(yè)務(wù)，還有望在傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商之外產(chǎn)生新的生態(tài)系統(tǒng)。比如，針對(duì)垂直市場(chǎng)的本地網(wǎng)絡(luò)將越來(lái)越普遍，這些本地網(wǎng)絡(luò)將由不同的利益相關(guān)者部署，從而驅(qū)動(dòng)“本地運(yùn)營(yíng)商”模式的發(fā)展，繁衍出新的生態(tài)模式。6G有望成為推動(dòng)智能社會(huì)全面升級(jí)的重要驅(qū)動(dòng)力，將人類(lèi)的活動(dòng)范圍從物理空間拓展到虛擬空間。6G將全面、靈活、高效地支撐物理世界的數(shù)字化，融合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI/ML、區(qū)塊鏈等新技術(shù)，在廣泛的領(lǐng)域做到萬(wàn)物智聯(lián)，實(shí)現(xiàn)“極致泛在、智慧隨心”的美好未來(lái)。-2-1.26G應(yīng)用場(chǎng)景第五代（5G）移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了商用部署階段。5G所支持的增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）、大規(guī)模機(jī)器通信（mMTC）與超高可靠、超低時(shí)延通信（uRLLC），使5G系統(tǒng)具備了實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)的能力。隨著AI/ML技術(shù)的發(fā)展，6G不僅要滿足互聯(lián)互通，更要實(shí)現(xiàn)智聯(lián)智通，并最終實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物智聯(lián)。6G將以人為中心，為用戶提供“極致泛在、智慧隨心”的服務(wù)。從個(gè)人到家庭，再到社會(huì)，6G將從物理世界走向數(shù)字世界，徹底改變?nèi)祟?lèi)的生活方式，影響人類(lèi)生活的方方面面。6G不僅能夠提供全域覆蓋，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地?zé)o障礙的接入服務(wù)，還將實(shí)現(xiàn)感知和智慧的融合，從而構(gòu)建通信感知和泛在智慧的一體化網(wǎng)絡(luò)。6G將提供更加便捷、可靠、高效、智慧的極致服務(wù)，滿足各類(lèi)場(chǎng)景的業(yè)務(wù)需求，并最終實(shí)現(xiàn)“極致泛在、智慧隨心”的6G愿景。本節(jié)將重點(diǎn)介紹6G的典型應(yīng)用場(chǎng)景。圖16G應(yīng)用場(chǎng)景1.2.1智慧汽車(chē)人與交通工具，以及交通工具之間的信息交互，在未來(lái)將發(fā)生巨大的變化。具備完全自動(dòng)駕駛功能的智慧汽車(chē)將成為重要的交通工具。智慧汽車(chē)將環(huán)境感-3-知、智能決策、智慧駕駛等功能融為一體，為用戶提供極致的智慧出行服務(wù)。智能座艙系統(tǒng)為用戶提供舒適的出行體驗(yàn)，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)為用戶提供隨叫隨到的智慧出行。借助于6G的高精度定位能力、泛在感知能力、內(nèi)生智能的能力以及極致的通信能力，有望實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的全面智能，從而給用戶的交通出行帶來(lái)全新的體驗(yàn)。1.2.2沉浸式游戲虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備被廣泛應(yīng)用于游戲領(lǐng)域。游戲玩家都想把自己置身于更加真實(shí)的游戲世界中，“親身”經(jīng)歷唯美、驚險(xiǎn)的旅程，體驗(yàn)緊張、刺激的游戲場(chǎng)面。在6G時(shí)代，沉浸式游戲是全息技術(shù)以及XR等高科技手段的融合，將擁有宏大的場(chǎng)景和超大規(guī)模的非玩家角色（Non-PlayerCharacter，NPC）。在6G時(shí)代，借助于6G的泛在通信感知能力，可以實(shí)現(xiàn)多感體驗(yàn)。比如，通過(guò)增加嗅覺(jué)和觸覺(jué)感知，玩家可以身臨其境地體會(huì)到清風(fēng)拂面、花草飄香的游戲氛圍；通過(guò)增加多感體驗(yàn)的功能，玩家也可以真實(shí)地體驗(yàn)到槍林彈雨的刺激，亦假亦真、亦實(shí)亦幻。1.2.3健康生活目前，醫(yī)療市場(chǎng)的需求遠(yuǎn)大于醫(yī)療資源的供給，無(wú)法保證醫(yī)療、保健資源的按需分配。借助于6G超高可靠、超低時(shí)延的極致連接，未來(lái)有望實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的健康檢測(cè)與看護(hù)，乃至實(shí)現(xiàn)即時(shí)的遠(yuǎn)程醫(yī)療。人們通過(guò)可穿戴設(shè)備，可以長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)個(gè)人的身體狀況，獲得運(yùn)動(dòng)與健康的建議。如果身體的某些指標(biāo)發(fā)生了變化，可穿戴設(shè)備會(huì)給出警示，除了監(jiān)測(cè)身體狀況外，可穿戴設(shè)備還可以個(gè)性化地提供膳食、睡眠、運(yùn)動(dòng)的建議，甚至自動(dòng)地實(shí)施健康理療，從而實(shí)現(xiàn)“治未病”，防范于未然，仿佛每個(gè)人都擁有一個(gè)不知疲倦的家庭醫(yī)生。此外，可穿戴設(shè)備還可以兼具安全報(bào)警的功能，當(dāng)行人與車(chē)輛相距太近時(shí)，會(huì)自動(dòng)示警，從而減少交通事故的發(fā)生，保障行人的安全。-4-1.2.4智能工廠6G網(wǎng)絡(luò)將具有超大帶寬、超低時(shí)延、泛在覆蓋和超高可靠等特點(diǎn)，可以利用AI/ML和移動(dòng)邊緣計(jì)算（MobileEdgeComputing，MEC）技術(shù)檢測(cè)、管理和控制工廠內(nèi)的數(shù)字化設(shè)備，針對(duì)不同的目標(biāo)下達(dá)相應(yīng)的指令。6G有望為智能工廠引入智能聯(lián)邦學(xué)習(xí)和區(qū)塊鏈技術(shù)，智能工廠的設(shè)備之間可以通過(guò)邊緣節(jié)點(diǎn)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)去中心化操作，從而降低能耗和傳輸時(shí)延。與此同時(shí)，借助6G通信技術(shù)，工廠內(nèi)任何聯(lián)網(wǎng)的智能設(shè)備均可實(shí)現(xiàn)靈活部署和快速調(diào)整，從而提高工業(yè)制造的“自適應(yīng)”能力。智能工廠從個(gè)性化的需求到產(chǎn)品交付，實(shí)現(xiàn)不同環(huán)節(jié)的高效協(xié)同，從而實(shí)現(xiàn)“人財(cái)物，供產(chǎn)銷(xiāo)”的優(yōu)化調(diào)度與智慧流通。1.2.5數(shù)字家庭數(shù)字家庭將以住宅為載體，融合物聯(lián)網(wǎng)、AI/ML、通信感知、多模態(tài)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備的互聯(lián)互通以及智慧管理。借助于6G提供的極致泛在的智慧連接，數(shù)字家庭以用戶為中心，由MEC控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同管理，使家居、電器設(shè)備實(shí)現(xiàn)智聯(lián)智通，從而使用戶獲得隨心隨意的體驗(yàn)。例如：家庭影院設(shè)備提供多感融合的沉浸式體驗(yàn)；家庭安防系統(tǒng)提供居住安全和個(gè)人數(shù)據(jù)安全的全面防護(hù)；智慧管家提供定制化私人助理服務(wù)?；诖?，家居、家電實(shí)現(xiàn)全面的數(shù)字化，用戶可以隨時(shí)隨地對(duì)家中的任何智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。1.2.6全息社交在6G時(shí)代，社交將打破時(shí)空的約束，基于6G超大帶寬、超低時(shí)延的數(shù)據(jù)傳輸能力，用戶可實(shí)時(shí)獲取遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)，得到全息態(tài)勢(shì)信息。6G網(wǎng)絡(luò)的極低時(shí)延，將會(huì)使端到端的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量顯著提高，使顯示更加生動(dòng)。用戶可以通過(guò)裸眼全息的方式獲得真正的沉浸式體驗(yàn)，高質(zhì)量人像互動(dòng)將帶來(lái)全新的溝通方式和體驗(yàn)，讓交流跨越時(shí)間和空間，真正實(shí)現(xiàn)“境隨心生、身臨其境”。6G時(shí)代的全息社交有望徹底改變?nèi)祟?lèi)的社交方式，帶來(lái)生活、娛樂(lè)和工作方式的革命性變化。全息通信的廣泛應(yīng)用將會(huì)徹底打破時(shí)空對(duì)人類(lèi)的限制，使-5-人與人之間的交流活動(dòng)更加豐富多彩。1.2.7智能陪護(hù)隨著機(jī)械和AI/ML技術(shù)的發(fā)展，類(lèi)人機(jī)器獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。在未來(lái)，人機(jī)交互將更加情景化、個(gè)性化，特別是在智能陪護(hù)方面。陪護(hù)機(jī)器人不僅能夠隨時(shí)監(jiān)測(cè)用戶的身體健康情況，進(jìn)行護(hù)理，更能在精神上給予慰藉。它將擁有智能化的情緒管理系統(tǒng)，通過(guò)可穿戴設(shè)備或腦機(jī)接口進(jìn)行情感監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)感應(yīng)用戶的情緒變化，及時(shí)進(jìn)行情感疏導(dǎo)，向用戶傳遞積極的情緒和思想，緩解負(fù)面情緒對(duì)人體的不良影響，使用戶獲得個(gè)性化的人文關(guān)懷。借助于智慧泛在的6G網(wǎng)絡(luò)，智能陪護(hù)機(jī)器人將被賦予更多的功能。為不同的用戶提供個(gè)性化的服務(wù)，使人們的生活質(zhì)量得到極大的提升。1.2.8智慧云購(gòu)5G推動(dòng)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，線上購(gòu)物成為潮流，而6G將更加深入地變革人們的購(gòu)物方式。目前的線上購(gòu)物主要以圖片、短視頻的形式進(jìn)行呈現(xiàn)，用戶在選購(gòu)時(shí)無(wú)法獲得真實(shí)的體驗(yàn)，大大影響了人們的購(gòu)物滿意度，產(chǎn)生了部分退貨行為。這種購(gòu)物方式既影響了用戶體驗(yàn)，又浪費(fèi)社會(huì)資源。借助于6G極致泛在的連接能力，未來(lái)有望實(shí)現(xiàn)智慧云購(gòu)。通過(guò)XR、全息、通感技術(shù)，用戶在購(gòu)買(mǎi)物品之前就可以獲得物品的試用體驗(yàn)。例如，用戶想購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)冰箱，可以通過(guò)全息投影將冰箱投影在家中預(yù)留的位置，并選擇與家具、裝修匹配的冰箱尺寸、款式、顏色。1.2.9智慧社區(qū)智慧將是6G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵特征，智慧化的網(wǎng)絡(luò)可以為用戶提供多種智能化的服務(wù)。借助于6G能力，可以整合社區(qū)中的各類(lèi)資源，為社區(qū)群眾提供娛樂(lè)、教育、醫(yī)護(hù)等多種便捷的服務(wù)。智慧社區(qū)將提供遠(yuǎn)超傳統(tǒng)社區(qū)的服務(wù)，通過(guò)物業(yè)管理與服務(wù)系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化升級(jí)，如門(mén)禁系統(tǒng)、電梯管理、遠(yuǎn)程抄表、自動(dòng)噴淋、停車(chē)管理、視頻-6-監(jiān)控、快遞寄存等，實(shí)現(xiàn)更加高效和智能的物業(yè)管理與社區(qū)服務(wù)。同時(shí)，智慧社區(qū)將以建筑與社區(qū)為平臺(tái)，利用通信、AI/ML、自動(dòng)化等技術(shù)實(shí)現(xiàn)智慧社區(qū)，并無(wú)縫地接入智慧城市，為社區(qū)居民提供高效、舒適、便利、安全的居住環(huán)境。此外，智慧社區(qū)也將為居民提供定制化的服務(wù)，對(duì)于家中有老人的居民，可以通過(guò)將智慧家居連接到智慧社區(qū)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)老人的健康狀況，以便及時(shí)地處理各種意外情況。智慧社區(qū)的實(shí)現(xiàn)需要依托高速率、低時(shí)延且智慧化的網(wǎng)絡(luò)。6G網(wǎng)絡(luò)在具備超高速率、超低時(shí)延的同時(shí)，將實(shí)現(xiàn)通信、AI/ML、算力的深度融合，為智慧社區(qū)提供有力的支撐。26G關(guān)鍵性能指標(biāo)為了滿足新業(yè)務(wù)、新場(chǎng)景多樣化的需求，6G的無(wú)線接入技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)都需要引入新技術(shù)，借助于這些新的使能技術(shù)，6G的關(guān)鍵能力將有大幅度的提升。下面將簡(jiǎn)要介紹6G的關(guān)鍵性能指標(biāo)。2.1超高速率6G將為沉浸式游戲、全息社交等提供流量保障，使用戶獲得虛實(shí)融合的沉浸式體驗(yàn)。虛擬世界的構(gòu)建需要進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的收集、分析、計(jì)算和傳輸，同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率提出了極高的要求，用戶體驗(yàn)速率將從5G的100Mbps提高到10Gbps，峰值速率將從10Gbps提高到Tbps。2.2高速移動(dòng)6G將保障高速移動(dòng)用戶的通信質(zhì)量。移動(dòng)性作為無(wú)線通信關(guān)鍵性能指標(biāo)之一，5G已經(jīng)可以支持500km/h的移動(dòng)速度，但仍然無(wú)法為飛機(jī)、無(wú)人機(jī)等場(chǎng)景的用戶提供寬帶接入服務(wù)。而對(duì)于高鐵、動(dòng)車(chē)等高速移動(dòng)場(chǎng)景的覆蓋和服務(wù)，用戶體驗(yàn)也較差。6G將實(shí)現(xiàn)全域覆蓋并進(jìn)一步支持800~1000km/h的移動(dòng)速度，隨時(shí)隨地為用戶提供服務(wù)。-7-2.3網(wǎng)絡(luò)能效為了實(shí)現(xiàn)碳中和以及移動(dòng)通信的可持續(xù)發(fā)展，節(jié)能將是6G的核心需求之一。隨著高頻段5G系統(tǒng)的部署，網(wǎng)絡(luò)能耗讓運(yùn)營(yíng)商越來(lái)越不堪重負(fù)。網(wǎng)絡(luò)能耗已經(jīng)成為5G大規(guī)模部署的制約因素。因此高能效是6G的必然需求，相較于5G，6G能效以提高100倍為目標(biāo)，從而使系統(tǒng)在能耗不變的情況下將數(shù)據(jù)傳輸效率提高100倍。2.4高精度的感知定位5G對(duì)基于網(wǎng)絡(luò)的定位進(jìn)行了一系列的增強(qiáng)。隨著新場(chǎng)景、新業(yè)務(wù)的發(fā)展，對(duì)定位提出了更高的精度要求。借助于太赫茲、通感一體化等技術(shù)，6G有望實(shí)現(xiàn)高精度定位、成像和環(huán)境重建等功能。6G定位精度有望達(dá)到室外0.1m，室內(nèi)1cm的目標(biāo)。2.5極低時(shí)延、極高可靠性隨著智慧汽車(chē)、數(shù)字工廠等各種高實(shí)時(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的出現(xiàn)，對(duì)通信時(shí)延和可靠性有了進(jìn)一步的要求。6G在時(shí)延方面的性能相對(duì)于5G將會(huì)有10倍的提升，并且能夠滿足更高的同步和時(shí)延抖動(dòng)要求。在可靠性方面，有望達(dá)到99.99999%，甚至更高。除了以上傳統(tǒng)性能指標(biāo)的變化，6G還將定義新的指標(biāo)來(lái)明確6G網(wǎng)絡(luò)的性能，包括時(shí)延抖動(dòng)、智能水平、安全等，這些能力將豐富6G業(yè)務(wù)和場(chǎng)景，從而為用戶提供極致的服務(wù)體驗(yàn)。6G在各個(gè)性能指標(biāo)方面較5G系統(tǒng)將會(huì)有質(zhì)的提升。-8-圖26G-5G性能指標(biāo)對(duì)比圖3使能6G的關(guān)鍵技術(shù)隨著用戶體驗(yàn)和個(gè)性化服務(wù)需求的不斷提升，6G需要滿足新的性能指標(biāo)以應(yīng)對(duì)新的應(yīng)用場(chǎng)景。6G新能力也將引領(lǐng)新技術(shù)和新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，為了實(shí)現(xiàn)“極致泛在、智慧隨心”的愿景，6G需要在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和潛在關(guān)鍵技術(shù)上取得突破。3.1極致：超高速率、精準(zhǔn)可控為了滿足6G超高速率、精準(zhǔn)可控的極致體驗(yàn)，需要一系列關(guān)鍵技術(shù)的支撐。下面我們將探討與此相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。3.1.1太赫茲通信從1G到5G，移動(dòng)通信所支持的吞吐率越來(lái)越高，所需的傳輸帶寬也越來(lái)越大。為了滿足超大帶寬、超高速率的數(shù)據(jù)傳輸要求，進(jìn)一步拓展頻譜資源成為6G發(fā)展的必然選擇。尚未用于移動(dòng)通信的太赫茲頻段，被認(rèn)為是6G的潛在頻段。太赫茲頻段是頻率位于0.1THz-10THz之間的電磁波頻段，波長(zhǎng)范圍是30μm-3mm。太赫茲頻段具有頻段高、波長(zhǎng)短等特點(diǎn)，這些特性使得太赫茲在無(wú)損質(zhì)量檢測(cè)、醫(yī)學(xué)成像、軍事探測(cè)、保密通信、雷達(dá)通信以及衛(wèi)星通信等領(lǐng)-9-域都獲得了重要的應(yīng)用。太赫茲通信傳播損耗高、傳播距離短、指向性好，可適用于設(shè)備之間的安全接入、數(shù)據(jù)安全下載以及安全支付等安全通信場(chǎng)景?？紤]到太赫茲通信對(duì)高速率和大帶寬的支持能力，可以使用太赫茲頻段實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)覆蓋及短距離的高速通信場(chǎng)景。隨著新興材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，原本存在瓶頸的一些技術(shù)獲得突破并走向成熟，比如石墨烯。這可以使高速傳輸?shù)钠贤ㄐ畔到y(tǒng)有望成為現(xiàn)實(shí)。太赫茲頻段電磁波的波長(zhǎng)極短，未來(lái)有望實(shí)現(xiàn)毫米甚至納米尺寸的通信設(shè)備，在極短的距離上實(shí)現(xiàn)超高速的數(shù)據(jù)連接應(yīng)用。圖3太赫茲通信應(yīng)用場(chǎng)景3.1.2可見(jiàn)光通信可見(jiàn)光通信（VisibleLightCommunication，VLC）是通信頻率在380THz-800THz之間的無(wú)線通信技術(shù)，利用熒光燈或二極管發(fā)出的高速閃爍信號(hào)來(lái)傳輸信息。該頻段頻譜資源豐富，并且無(wú)需授權(quán)。組網(wǎng)時(shí)可利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)照明設(shè)施，能極大地降低網(wǎng)絡(luò)部署成本。可見(jiàn)光通信還具有照明、通信、定位等多維功能。在未來(lái)，點(diǎn)亮一盞LED燈就可以上網(wǎng)，無(wú)需WiFi，因此可見(jiàn)光通信也被稱為L(zhǎng)iFi。-10-圖4可見(jiàn)光頻譜示意圖可見(jiàn)光通信適合于家庭或辦公室場(chǎng)景，被視為新型智慧網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)?？梢?jiàn)光通信技術(shù)具有大帶寬、高速率、泛在覆蓋、綠色節(jié)能、精準(zhǔn)定位的顯著特點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)深度覆蓋成本高、建設(shè)復(fù)雜等缺點(diǎn)。在智慧交通領(lǐng)域，車(chē)輛的燈光和交通燈可用于可見(jiàn)光通信，能夠低延遲、高可靠地傳輸分散的車(chē)輛信息。由于可見(jiàn)光通信只能在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)訪問(wèn)數(shù)據(jù)，因此其提供了一種高安全性的傳輸。相比于水聲通信和水下射頻通信，水下可見(jiàn)光通信具有成本低、傳輸速率高、抗干擾能力強(qiáng)、保密性好等優(yōu)勢(shì)。目前，水下可見(jiàn)光通信能夠獲得Gbps的傳輸速率和十米級(jí)的傳輸距離?？梢?jiàn)光通信還可以用于定位，相比于Wi-Fi、藍(lán)牙等室內(nèi)定位技術(shù)，VLC具有更高的定位精度，可應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、大型商場(chǎng)、地下車(chē)庫(kù)、巨型建筑、辦公樓宇等室內(nèi)定位場(chǎng)景。3.1.3軌道角動(dòng)量軌道角動(dòng)量（OrbitalAngularMomentum，OAM）技術(shù)是提高頻譜利用率的一項(xiàng)重要技術(shù)。區(qū)別于傳統(tǒng)的無(wú)線調(diào)制技術(shù)，軌道角動(dòng)量作為一個(gè)新的調(diào)制維度，利用不同OAM模態(tài)之間的正交性，可以實(shí)現(xiàn)同頻、同時(shí)傳輸多流數(shù)據(jù)，提高頻譜效率和傳輸容量。OAM波束具有較強(qiáng)的抗干擾能力，具有較好的應(yīng)用前景。OAM可以分為量子態(tài)OAM和統(tǒng)計(jì)態(tài)OAM。從微觀角度看，量子態(tài)OAM波束在電磁波發(fā)送時(shí)就已經(jīng)具有OAM模態(tài)，即每個(gè)電子都具有OAM。量子態(tài)OAM對(duì)硬件要求較高，收發(fā)兩端均需要專(zhuān)用的量子天線。目前研究較多的是統(tǒng)-11-計(jì)態(tài)OAM。統(tǒng)計(jì)態(tài)OAM是利用特殊天線或陣列天線產(chǎn)生的，通過(guò)相鄰陣元上的連續(xù)相移，使波束具有渦旋形態(tài)，通過(guò)改變相移的大小來(lái)控制OAM的模態(tài)。利用模態(tài)之間的正交性，OAM可以實(shí)現(xiàn)多流數(shù)據(jù)傳輸。可以利用均勻圓陣列（UniformCircularArray，UCA）產(chǎn)生OAM波束。但這種基于UCA的OAM通信系統(tǒng)要求收發(fā)端陣列保持對(duì)準(zhǔn)，在移動(dòng)通信中難以滿足這一條件。在回傳鏈路（Backhaul）中，收發(fā)端相對(duì)靜止，比較容易實(shí)現(xiàn)收發(fā)端的對(duì)準(zhǔn)，能夠發(fā)揮OAM通信系統(tǒng)的高速率傳輸優(yōu)勢(shì)。目前的回傳鏈路大都是基于光纖傳輸?shù)?，成本較高。利用OAM通信系統(tǒng)的高頻譜效率和高傳輸容量的特點(diǎn)，可以在無(wú)線傳輸情況下滿足回傳鏈路容量需求，有效降低部署成本。圖5軌道角動(dòng)量回傳鏈路場(chǎng)景隨著傳輸距離的增大，OAM波束會(huì)越來(lái)越發(fā)散，即OAM信號(hào)的最佳接收半徑會(huì)隨著傳輸距離增加而變大。因此，如何較大幅度地抑制甚至消除發(fā)散角的影響，解決遠(yuǎn)場(chǎng)下的OAM傳輸問(wèn)題是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。此外，多徑、大氣湍流等因素都會(huì)影響OAM通信系統(tǒng)的傳輸能力。解決上述問(wèn)題是OAM通信系統(tǒng)獲得大規(guī)模應(yīng)用的前提。3.1.4智能超表面可重構(gòu)智能超表面（ReconfigurableIntelligentSurface，RIS）是一個(gè)跨學(xué)科新興技術(shù)，業(yè)界也稱之為智能超表面、金屬超表面（Meta-surface）等。它是一種由許多具有特殊電磁特性的超材料組合在一起的超表面設(shè)備，可以幫助6G實(shí)現(xiàn)低成本的盲區(qū)精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)覆蓋。-12-智能超表面技術(shù)通過(guò)改變超表面上陣元的反射系數(shù)，改變?nèi)肷潆姶挪ǖ碾姶盘匦?，如振幅、相位、極化等，使得無(wú)線傳播環(huán)境從無(wú)法改變的自然傳播條件轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芸煽氐膫鞑l件，比如通過(guò)控制無(wú)線電波的反射、散射和折射達(dá)到人為控制無(wú)線信道的目的。在6G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，毫米波甚至太赫茲頻段有望得到廣泛應(yīng)用，通信頻譜將進(jìn)一步拓寬。這種高頻段無(wú)線信號(hào)的繞射、散射能力較差，傳播距離非常受限，從而造成較多的覆蓋空洞。而將RIS技術(shù)引入到6G通信系統(tǒng)，通過(guò)RIS可控的反射能力，對(duì)盲區(qū)用戶進(jìn)行覆蓋，有望提升高頻段的通信質(zhì)量。此外RIS易部署、成本低等特點(diǎn)也可以降低網(wǎng)絡(luò)的部署成本和能耗。將智能超表面技術(shù)與大規(guī)模多輸入多輸出（Multi-inputMulti-output，MIMO）技術(shù)相結(jié)合是一個(gè)重要的應(yīng)用場(chǎng)景?；赗IS的大規(guī)模MIMO收發(fā)機(jī)利用了智能超表面的特有屬性，使得該系統(tǒng)既不需要額外射頻鏈路，又顯著降低了大規(guī)模MIMO的使用成本。利用智能超表面生成多個(gè)波束，以低成本的方式實(shí)現(xiàn)大規(guī)模MIMO的功能。a盲區(qū)覆蓋圖6智能超表面應(yīng)用場(chǎng)景b低成本MIMO3.1.5超大規(guī)模天線陣列大規(guī)模天線陣列技術(shù)是5G提高頻譜效率的關(guān)鍵技術(shù)之一，在滿足eMBB、uRLLC和mMTC業(yè)務(wù)的需求方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。6G將會(huì)采用更高的頻段，因而天線尺寸可以做得更小。超大規(guī)模維天線陣列，也叫超維多天線技-13-術(shù)（x-DimensionMIMO，xD-MIMO），是大規(guī)模天線陣列技術(shù)的演進(jìn)升級(jí)，它不僅包含天線規(guī)模的進(jìn)一步增大，還包括新型的系統(tǒng)架構(gòu)、新型的實(shí)現(xiàn)方式、智能化的處理方式等。超大規(guī)模天線陣列可以分為集中式超大規(guī)模天線陣列和分布式超大規(guī)模天線陣列。目前5G網(wǎng)絡(luò)中部署的大都是集中式大規(guī)模天線，在低頻段已經(jīng)達(dá)到192天線陣子和64通道，在高頻段有望達(dá)到512天線陣子。分布式超大規(guī)模天線系統(tǒng)將在更大的地域范圍內(nèi)部署大量的分布式射頻器件和天線。分布式大規(guī)模天線陣列打破了傳統(tǒng)小區(qū)的概念，終端在地理空間上被多個(gè)天線覆蓋包圍，即無(wú)蜂窩大規(guī)模MIMO。無(wú)蜂窩大規(guī)模MIMO有望消除傳統(tǒng)的小區(qū)概念，由大量的分布式接入點(diǎn)（AccessPoint，AP）組成，AP數(shù)遠(yuǎn)大于用戶數(shù)。這些接入點(diǎn)在相同的時(shí)間/頻率資源下同時(shí)服務(wù)于少量用戶。借助于分布式超大規(guī)模天線技術(shù)，6G網(wǎng)絡(luò)有望實(shí)現(xiàn)極高的速率、無(wú)邊界的用戶體驗(yàn)。a集中式超大規(guī)模天線陣列b分布式超大規(guī)模天線陣列圖7集中式和分布式大規(guī)模天線陣列超大規(guī)模天線陣列技術(shù)還可以應(yīng)用于感知、高精度定位等場(chǎng)景。超大規(guī)模天線陣列的大帶寬、窄波束特點(diǎn)保證了空間定位的高分辨率，從而可以獲得厘米量級(jí)的定位精度。-14-圖8基于超大規(guī)模天線陣列的高精度定位3.1.6確定性網(wǎng)絡(luò)在未來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景中，有相當(dāng)一部分應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)等指標(biāo)要求很高，例如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛等。這些業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延要求極高，傳統(tǒng)“盡力而為”的數(shù)據(jù)傳輸方式已經(jīng)無(wú)法滿足這類(lèi)場(chǎng)景的需求。因此，6G網(wǎng)絡(luò)需要引入確定性的能力，對(duì)傳輸?shù)臅r(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)等傳輸指標(biāo)提供確定性保障，以滿足上述業(yè)務(wù)對(duì)可靠性和穩(wěn)定性的極高要求。確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種基于IP網(wǎng)絡(luò)的端到端數(shù)據(jù)流控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)確、快速的數(shù)據(jù)傳輸。圖9確定性網(wǎng)絡(luò)要求時(shí)鐘同步技術(shù)、零擁塞丟失處理機(jī)制、超可靠數(shù)據(jù)包交付方法等技術(shù)可以用來(lái)滿足確定性網(wǎng)絡(luò)的確定性要求。1）時(shí)鐘同步技術(shù)。為了做到數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_定性，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和終端之間的時(shí)-15-間需要做到精準(zhǔn)可控，兩者之間使用精確的時(shí)間控制協(xié)議，從而控制內(nèi)部同步時(shí)鐘的精度達(dá)到1μs-10ns，以保證數(shù)據(jù)傳輸時(shí)刻精準(zhǔn)可控。2）零擁塞丟失處理機(jī)制。擁塞丟失是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中輸出緩沖區(qū)的統(tǒng)計(jì)溢出，是“盡力而為”網(wǎng)絡(luò)中丟包的主要原因。通過(guò)擴(kuò)大緩沖區(qū)間，為臨界流分配充足的緩沖區(qū)間，可以減少擁塞。再通過(guò)調(diào)整數(shù)據(jù)包的傳輸，達(dá)到更加精確的時(shí)延確定性。3）超可靠的數(shù)據(jù)包交付方法。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障是造成丟包率高的另一個(gè)重要原因。通過(guò)多路徑發(fā)送數(shù)據(jù)流的副本，借助于必要的重復(fù)發(fā)送，可以避免網(wǎng)絡(luò)中由于單個(gè)隨機(jī)事件或單個(gè)設(shè)備故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)包的丟失。確定性網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用場(chǎng)景包括專(zhuān)業(yè)的影視頻傳輸、電力公共事業(yè)、智慧建筑自動(dòng)化系統(tǒng)、工業(yè)無(wú)線等。這些業(yè)務(wù)大多對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可用性和確定性有較高要求。為了滿足不同種類(lèi)的業(yè)務(wù)的需求，確定性服務(wù)質(zhì)量（QualityofService，QoS）和盡力而為QoS需要在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中共存，這也是確定性網(wǎng)絡(luò)價(jià)值的重要體現(xiàn)。另外，確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的部署還可以和邊緣計(jì)算技術(shù)統(tǒng)籌考慮，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)性能。3.1.7至簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信經(jīng)歷數(shù)十年發(fā)展，呈現(xiàn)出了多網(wǎng)異構(gòu)融合的發(fā)展趨勢(shì)。6G網(wǎng)絡(luò)有望實(shí)現(xiàn)空天地海一體化組網(wǎng)，具備通信和感知一體化的功能。通過(guò)多種異構(gòu)網(wǎng)的深度融合，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備的統(tǒng)一接入。為了實(shí)現(xiàn)高效的多網(wǎng)異構(gòu)融合，并簡(jiǎn)化設(shè)備的實(shí)現(xiàn)，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)。6G網(wǎng)絡(luò)將具備至簡(jiǎn)的特點(diǎn)，要求做到協(xié)議棧扁平化，以保證傳輸簡(jiǎn)單高效，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的“即插即用”。6G網(wǎng)絡(luò)通過(guò)架構(gòu)至簡(jiǎn)、協(xié)議至簡(jiǎn)、功能至強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸、高魯棒性的信令控制、按需功能部署，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的精準(zhǔn)服務(wù)，從而有效降低網(wǎng)絡(luò)能耗和規(guī)模冗余。至簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)還意味著輕量級(jí)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，即通過(guò)統(tǒng)一的信令覆蓋，保證可靠的移動(dòng)性管理和快速的業(yè)務(wù)接入；通過(guò)動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)接入加載，降低小區(qū)間的干擾和整網(wǎng)能耗；通過(guò)基站功能的分階段和按需加載，提供業(yè)務(wù)服務(wù)的個(gè)性化。為了實(shí)現(xiàn)架構(gòu)至簡(jiǎn)，6G網(wǎng)絡(luò)將基于全I(xiàn)P融合的通信協(xié)議，做到全局分布-16-式、局部集中式并舉。同時(shí)，6G網(wǎng)絡(luò)還要做到協(xié)議至簡(jiǎn)，移除和簡(jiǎn)化冗余的層間協(xié)議、對(duì)層間映射進(jìn)行優(yōu)化以及移除和簡(jiǎn)化冗余的網(wǎng)絡(luò)功能。至簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)，減少了不必要的數(shù)據(jù)傳輸路徑以及層間處理，提高傳輸速率、降低傳輸時(shí)延，使數(shù)據(jù)傳輸做到精準(zhǔn)可控；提高傳輸效率、降低網(wǎng)絡(luò)成本，助力6G實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。3.2泛在：無(wú)所不在、觸手可及3.2.1通信感知一體化通信即兩個(gè)及兩個(gè)以上節(jié)點(diǎn)之間的信息傳輸。無(wú)線感知是借助無(wú)線信號(hào)對(duì)物理環(huán)境進(jìn)行探測(cè)，如獲取目標(biāo)的距離、角度、速度等參數(shù)。通感一體化，是指將通信和感知兩個(gè)功能相融合，使得未來(lái)的通信系統(tǒng)同時(shí)具備通信和感知功能。隨著高頻段毫米波、太赫茲電磁波的使用，有望使6G網(wǎng)絡(luò)具備高精度的感知、探測(cè)、成像能力，實(shí)現(xiàn)通信感知一體化。通感一體化技術(shù)，將使6G網(wǎng)絡(luò)具有通信和感知的雙重能力。通感一體化的6G網(wǎng)絡(luò)，將為用戶提供無(wú)所不在的環(huán)境感知和數(shù)據(jù)交互能力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的實(shí)時(shí)渲染、呈現(xiàn)和動(dòng)態(tài)建模。借助于泛在的感知網(wǎng)絡(luò)，通信的能力將得到大幅度提升。例如，在無(wú)線信道傳輸信息時(shí)，終端通過(guò)主動(dòng)認(rèn)知并分析信道的特性來(lái)感知周?chē)h(huán)境的特征，從而實(shí)現(xiàn)通信與感知的相互增強(qiáng)。此外通感融合還可以提高終端定位精度。圖10通感一體化示意圖-17-3.2.2空天地海一體化目前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)僅覆蓋了地球30%的陸地面積，對(duì)于絕大多數(shù)區(qū)域，蜂窩網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋，例如遠(yuǎn)洋、沙漠、偏遠(yuǎn)山區(qū)等。未來(lái)的6G網(wǎng)絡(luò)不僅要滿足城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村這些有常住人口的區(qū)域的覆蓋，還需要滿足遠(yuǎn)洋貨輪、航空用戶的連接。同時(shí)，6G網(wǎng)絡(luò)還要滿足無(wú)人區(qū)的覆蓋，例如無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetwork，WSN），很多用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、森林防火等業(yè)務(wù)的WSN傳感器節(jié)點(diǎn)需要部署在偏遠(yuǎn)山區(qū)。此外，海洋占據(jù)了地球70%的面積，海洋資源開(kāi)發(fā)、海洋科學(xué)研究、水下通信保障、海洋生物監(jiān)測(cè)等都需要通信保障。因此，未來(lái)的6G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)把網(wǎng)絡(luò)覆蓋拓展到太空、深山、深海、陸地等空間，實(shí)現(xiàn)對(duì)空天地海全面泛在的立體覆蓋。圖11空天地海通信網(wǎng)絡(luò)示意圖空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)由不同軌道衛(wèi)星構(gòu)成的天基、各種空中飛行器構(gòu)成的空基、衛(wèi)星地面站和傳統(tǒng)地面網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的地基以及海洋通信設(shè)備構(gòu)成的?；牟糠纸M成，具有覆蓋廣、部署靈活、功耗低、精度高和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。未來(lái)無(wú)論是步行、乘車(chē)、坐飛機(jī)，還是在人跡罕至的無(wú)人區(qū)，甚至遇到自然災(zāi)害，地面通信設(shè)施受損的情況下，用戶仍可以隨時(shí)隨地接入6G網(wǎng)絡(luò)，真正實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以獲得高質(zhì)量的6G服務(wù)。實(shí)現(xiàn)空天地海一體化組網(wǎng)，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、協(xié)議棧、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)等方面開(kāi)展進(jìn)一步的研究。3.3智慧：智慧內(nèi)生、智慧無(wú)界-18-最近十年，AI/ML技術(shù)，特別是其中的深度學(xué)習(xí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)視覺(jué)、自然語(yǔ)言處理、語(yǔ)音識(shí)別等多個(gè)領(lǐng)域獲得了巨大成功。內(nèi)生AI/ML將成為6G網(wǎng)絡(luò)的重要發(fā)展方向。通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)與AI/ML技術(shù)的有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)智慧內(nèi)生，大幅度提升6G網(wǎng)絡(luò)的通信能力，并使6G具備原生的智慧能力，從而提供更加豐富多樣的業(yè)務(wù)。3.3.1基于AI/ML的無(wú)線通信最近幾年，AI/ML在無(wú)線接入網(wǎng)中的應(yīng)用獲得了廣泛關(guān)注，并取得了巨大的研究進(jìn)展。其中的物理層AI/ML技術(shù)包含兩種技術(shù)路線：一是基于AI/ML技術(shù)的端到端通信鏈路設(shè)計(jì)，二是基于AI/ML技術(shù)的通信模塊的設(shè)計(jì)?；贏I/ML技術(shù)的端到端通信鏈路設(shè)計(jì)，為通信系統(tǒng)端到端高效傳輸提出了最優(yōu)智能組合策略，根據(jù)用戶端到端傳輸需求，綜合考慮各模塊多個(gè)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)資源配置?？朔F(xiàn)有技術(shù)單獨(dú)優(yōu)化一個(gè)模塊使得“各個(gè)模塊的最優(yōu)不等于全局最優(yōu)”的不足，根據(jù)不同用戶的不同需求，實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)全局最優(yōu)。圖12基于AI/ML的端到端鏈路設(shè)計(jì)基于AI/ML技術(shù)的通信模塊的設(shè)計(jì)，使用AI/ML算法替代傳統(tǒng)的通信模塊。比如，把AI/ML技術(shù)應(yīng)用到信道估計(jì)、信道編譯碼、信道狀態(tài)信息（ChannelStateInformation，CSI）反饋等。已有的研究表明，AI/ML能夠顯著提升關(guān)鍵性能指標(biāo)和系統(tǒng)能力。1)基于AI/ML的信道估計(jì)與傳統(tǒng)的信道估計(jì)方法相比，基于AI/ML的信道估計(jì)方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)，特別是在通信系統(tǒng)的天線規(guī)模和用戶數(shù)量增加的情況下?；贏I/ML的信道估計(jì)，可以視為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)估計(jì)得到的信道信息的過(guò)濾和去噪，使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)信道噪聲特征進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而對(duì)噪聲進(jìn)行一定的剔除。二維的信道信息矩-19-陣可以視為對(duì)二維的圖像像素序列進(jìn)行分辨率恢復(fù)，可以通過(guò)卷積網(wǎng)絡(luò)、殘差網(wǎng)絡(luò)等方法提升信道估計(jì)的精度?；贏I/ML的信道估計(jì)，需要對(duì)訓(xùn)練開(kāi)銷(xiāo)、導(dǎo)頻開(kāi)銷(xiāo)以及殘留的信道估計(jì)誤差進(jìn)行權(quán)衡處理。圖13基于AI/ML的信道估計(jì)2)基于AI/ML的CSI反饋無(wú)線信道是一個(gè)時(shí)變信道，并且存在頻率選擇性和空間選擇性。發(fā)送端如果能獲得CSI，就可以做一定的自適應(yīng)處理，比如，自適應(yīng)編碼調(diào)制、MIMO預(yù)編碼、功率控制等。隨著超大規(guī)模MIMO技術(shù)的應(yīng)用，能否對(duì)高維的CSI進(jìn)行有效反饋、對(duì)未來(lái)時(shí)刻的CSI進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，成為能否發(fā)揮大規(guī)模MIMO技術(shù)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵，這是一個(gè)極具挑戰(zhàn)的問(wèn)題。基于AI/ML的CSI反饋技術(shù)能夠以較低的反饋開(kāi)銷(xiāo)獲得較高的反饋精度。基于AI/ML的CSI反饋，可以視為是對(duì)信道信息的壓縮編碼和譯碼恢復(fù)。在接收端，利用AI/ML編碼器對(duì)信道信息進(jìn)行特征提取和壓縮，把壓縮后的信息反饋給發(fā)送端。在發(fā)送端，利用與之匹配的AI/ML譯碼器，恢復(fù)CSI?；贏I/ML的CSI反饋，需要解決編碼器和譯碼器的訓(xùn)練問(wèn)題，并且需要保持收發(fā)兩端AI/ML編譯碼器的同步。-20-圖14基于AI/ML的CSI反饋3)基于AI/ML的信道編碼神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的非線性映射和分布式處理能力，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的AI/ML技術(shù)可以在編碼性能、計(jì)算復(fù)雜度、功耗和處理延遲等方面提供比傳統(tǒng)方法更強(qiáng)大的信道編碼解決方案。例如通過(guò)DNN，CNN，RNN等神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信道編碼。圖15基于AI/ML的信道編碼4)基于AI/ML的信道譯碼譯碼過(guò)程存在大量的信息碼字，大量的碼字有利于訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型，可以將傳統(tǒng)譯碼方法和DNN結(jié)合來(lái)進(jìn)行信道譯碼。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與傳統(tǒng)譯碼器結(jié)合，在存在噪聲的環(huán)境中進(jìn)行信息比特的估計(jì)，深度學(xué)習(xí)賦能的譯碼算法不僅在誤碼率上低于傳統(tǒng)譯碼算法，而且具有更低的復(fù)雜度。-21-圖16基于AI/ML的信道譯碼3.3.2智能內(nèi)生網(wǎng)絡(luò)AI/ML技術(shù)將內(nèi)生于未來(lái)的移動(dòng)通信系統(tǒng)，形成內(nèi)生智能的新型6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。利用新型架構(gòu)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，6G系統(tǒng)將呈現(xiàn)出智聯(lián)、智通的新特征。充分利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的交互、運(yùn)算與認(rèn)知能力，借助于分布式學(xué)習(xí)、群智式協(xié)作和云邊端融合計(jì)算，6G網(wǎng)絡(luò)將原生支持各種AI/ML應(yīng)用，形成全新的生態(tài)體系，實(shí)現(xiàn)以用戶為中心的服務(wù)體驗(yàn)。圖17智能化通信系統(tǒng)承載的智能應(yīng)用具備內(nèi)生智能的6G網(wǎng)絡(luò)，為AI/ML業(yè)務(wù)提供高效的算力服務(wù)，從而可以幫助客戶更加高效、低成本地完成計(jì)算。要支持智能內(nèi)生的網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施要從單純提供連接服務(wù)發(fā)展為同時(shí)提供連接服務(wù)和計(jì)算服務(wù)，包括傳輸、算力、存儲(chǔ)等服務(wù)。-22-3.4隨心：按需分配、隨心所欲通過(guò)切片技術(shù)，5G網(wǎng)絡(luò)可以虛擬成多張網(wǎng)絡(luò)，滿足用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的個(gè)性化需求，但是對(duì)單個(gè)用戶的單個(gè)業(yè)務(wù)而言，用戶的個(gè)性化服務(wù)還是難以滿足。此外，當(dāng)存在多個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)間協(xié)調(diào)困難，網(wǎng)絡(luò)之間的獨(dú)立性和封閉性降低了處于多個(gè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋下的用戶的性能。6G網(wǎng)絡(luò)為了更好地滿足個(gè)性化服務(wù)，提出了以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)（User-CentricNetwork，UCN）這一概念，以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)，顧名思義，就是一個(gè)用戶可定義、可配置、可控制、可管理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。通過(guò)頻段、時(shí)間、設(shè)備、端口、帶寬等各種物理或邏輯網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行虛擬化，將虛擬的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行更細(xì)粒度的切分和聚合，借助相關(guān)軟件靈活地將網(wǎng)絡(luò)資源按需分配給不同用戶，在滿足每個(gè)用戶個(gè)性化需求的同時(shí)，保證不同用戶間的網(wǎng)絡(luò)資源相互隔離。用戶可以為自己用戶域內(nèi)的所有設(shè)備配置終端策略，用戶也對(duì)相應(yīng)的流程權(quán)限擁有控制權(quán)。換言之，用戶擁有完全獨(dú)立的數(shù)字空間，這些可以視作用戶的個(gè)人數(shù)字資產(chǎn)。每個(gè)用戶通過(guò)虛擬機(jī)或者容器擁有自己的網(wǎng)絡(luò)資源虛擬實(shí)例。網(wǎng)絡(luò)資源虛擬實(shí)例可以分為：網(wǎng)絡(luò)級(jí)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)（NSN）、用戶業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)（USN）。圖18以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)4結(jié)束語(yǔ)移動(dòng)通信從1G到5G走過(guò)了不平凡的歷程，從只支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)的1G到支持三大應(yīng)用場(chǎng)景的5G，移動(dòng)通信的發(fā)展對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)、生活方式產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的-23-影響?？梢哉f(shuō)，移動(dòng)通信推動(dòng)了各行各業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，提高了人類(lèi)的生產(chǎn)、生活水平，給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)了翻天覆地的變化。新應(yīng)用、新場(chǎng)景的出現(xiàn)，比如元宇宙，對(duì)未來(lái)的6G系統(tǒng)提出了更高的需需求，包括超高峰值速率、超高定位精度、超低時(shí)延抖動(dòng)、超高連接密度等。作為下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的6G，將實(shí)現(xiàn)通信、計(jì)算和AI/ML的深度融合，從而滿足更高、更優(yōu)的性能指標(biāo)，為新業(yè)務(wù)、新場(chǎng)景提供滿意的服務(wù)。