《5G移動通信技術(shù)》 課件 項(xiàng)目六任務(wù)一 6G移動通信系統(tǒng)的需求和挑戰(zhàn)

項(xiàng)目六任務(wù)一6G移動通信系統(tǒng)的需求和挑戰(zhàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識點(diǎn)1：了解智能電網(wǎng)的應(yīng)用場景。知識點(diǎn)2：了解5G對智能電網(wǎng)的重要性。移動通信的演進(jìn)通信專家馬繼華表示，大概率6G網(wǎng)絡(luò)不會主要服務(wù)于個人用戶，同時，也不能簡單地把6G視作網(wǎng)速的進(jìn)一步提升，需要指出的是，6G網(wǎng)絡(luò)將為日后的工業(yè)智能制造打開新的想象空間，這是6G時代的主要任務(wù)，例如把空天地一體化多接入能力作為關(guān)鍵，即以移動通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，擴(kuò)展用戶接入方式，包括無人機(jī)的接入，甚至在海面下的移動設(shè)備也可考慮接入，實(shí)現(xiàn)真正的萬物互聯(lián)。本任務(wù)主要講解6G通信的核心技術(shù)，明白我國對6G通信需求的核心及挑戰(zhàn)。“”

了解6G網(wǎng)絡(luò)將是一個地面無線與衛(wèi)星通信相互集成的全連接網(wǎng)絡(luò)的通信方式。知道6G移動通信系統(tǒng)特點(diǎn)。了解6G需求及挑戰(zhàn)?！保ㄒ唬?G通信的核心技術(shù)6G通信的概念和技術(shù)尚在研究和定義中，目前并沒有嚴(yán)格的確定。然而，根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)發(fā)展趨勢和預(yù)測，以下是一些可能會在6G通信中扮演關(guān)鍵角色的技術(shù)：1.太赫茲通信（TerahertzCommunication）:波段分布在0.1-10太赫茲區(qū)域的無線通信技術(shù)可以支持極高的數(shù)據(jù)傳輸速率（達(dá)到Tbps級別）和超低的延遲性。2.人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)（ArtificialIntelligenceAndMachineLearning)：AI和ML技術(shù)將在無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化中起到關(guān)鍵作用，包括對資源利用、設(shè)備等進(jìn)行智能調(diào)度和管理，以及預(yù)測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和需求，更好地優(yōu)化性能。3.先進(jìn)天線技術(shù)(AdvancedAntennaTechnology)：先進(jìn)的天線技術(shù)，如更大規(guī)模的MIMO（多輸入多輸出）和三維波束成形技術(shù)，將會進(jìn)一步提升信號質(zhì)量，能夠提供更高的數(shù)據(jù)速率和更大的覆蓋范圍。4.萬物接入(UbiquitousConnectivity)：6G將通過集成各種通信技術(shù)（包括地面、空中和水中通信，甚至太空通信）來實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋和萬物接入，為智慧社會和多種應(yīng)用服務(wù)提供持續(xù)的支持。5.網(wǎng)絡(luò)切片(NetworkSlicing)：網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)使得在同一物理網(wǎng)絡(luò)上提供不同服務(wù)類型成為可能，使得網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求提供優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。（二）6G通信主要服務(wù)對象大概率6G網(wǎng)絡(luò)不會主要服務(wù)于個人用戶，同時，也不能簡單地把6G視作網(wǎng)速的進(jìn)一步提升，需要指出的是，6G網(wǎng)絡(luò)將為日后的工業(yè)智能制造打開新的想象空間，這是6G時代的主要任務(wù)，例如把空天地一體化多接入能力作為關(guān)鍵，即以移動通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，擴(kuò)展用戶接入方式，包括無人機(jī)的接入，甚至在海面下的移動設(shè)備也可考慮接入，實(shí)現(xiàn)真正的萬物互聯(lián)。（三）6G通信時代的主要任務(wù)6G是數(shù)字經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展的核心技術(shù)，對新一輪技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革至關(guān)重要，甚至被視為移動產(chǎn)業(yè)的“萬億美元機(jī)遇”。這主要是由于6G具備的兩個主要特性：通感算融合、空天地海一體化。1.通感算融合，意味著6G將走向“大通信”，和人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、邊緣計(jì)算、霧計(jì)算、感知、探測、成像等深度融合，催生龐大的數(shù)字化轉(zhuǎn)型市場，顯著提升我國各行業(yè)的數(shù)字化、信息化、智能化水平，高效支撐虛擬現(xiàn)實(shí)。6G通感算融合將改變?nèi)祟惻c物理世界及數(shù)字世界的交互方式，推進(jìn)智能制造、無人駕駛、元宇宙、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、智慧醫(yī)療、智慧交通等領(lǐng)域加速落地，成為促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會發(fā)展、科學(xué)進(jìn)步的重要推動力量，市場空間巨大?？仗斓睾Ｒ惑w化，能夠?qū)崿F(xiàn)全球無縫覆蓋，包括地面、空中、海洋和太空等各種環(huán)境，手機(jī)直連低軌衛(wèi)星將讓用戶不受地理位置限制，享受寬帶無線應(yīng)用，這使得信息通信產(chǎn)業(yè)由陸地走向空中，甚至太空?？仗斓睾Ｒ惑w化將把傳統(tǒng)的信息通信產(chǎn)業(yè)和航空航天航海緊密聯(lián)系在一起，科技產(chǎn)業(yè)的馬太效應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)，其產(chǎn)業(yè)鏈將不僅僅包括設(shè)備商、軟件開發(fā)商、運(yùn)營商等，還將包括航空航天產(chǎn)業(yè)等，屬于更廣泛的信息科技生態(tài)范疇，從而催生龐大的數(shù)字化轉(zhuǎn)型市場。（四）我國對6G通信技術(shù)的研發(fā)及挑戰(zhàn)1.我國對6G通信高度重視我國高度重視6G技術(shù)發(fā)展。《“十四五”規(guī)劃綱要》和《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》明確提出要前瞻布局6G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)儲備，要求加大6G技術(shù)研發(fā)支持力度，積極參與推動6G國際標(biāo)準(zhǔn)化工作。2019年6月，工信部會同國家發(fā)展改革委、科技部指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)界成立了IMT-2030（6G）推進(jìn)組，積極推進(jìn)6G愿景需求研究、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)研制及國際合作交流等各項(xiàng)工作。今年6月，工信部部長金壯龍?jiān)诘?1屆中國國際信息通信展覽會上宣布，我國將全面推進(jìn)6G技術(shù)研發(fā)。目前，我國在6G超大規(guī)模多輸入多輸出（MIMO）、太赫茲通信、通感一體、內(nèi)生AI通信、確定性網(wǎng)絡(luò)、星地一體化網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)方面均取得了重要的進(jìn)展。在6G專利持有方面，我國擁有約40.3%的份額，超過美國和其他國家，成為6G的中堅(jiān)力量。雖然在低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)方面還有待加強(qiáng)，但我國在這一領(lǐng)域也呈現(xiàn)出積極的發(fā)展態(tài)勢。今年7月，我國成功發(fā)射衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，表明我國已經(jīng)開始嘗試低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。2.6G通信技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)6G目前處于理論和技術(shù)研究階段，標(biāo)準(zhǔn)化工作尚未啟動，存在基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用等一系列挑戰(zhàn)。在基礎(chǔ)理論挑戰(zhàn)方面，6G通感算融合和空天地海一體化的理論基礎(chǔ)還不成熟。移動通信發(fā)展到現(xiàn)在，一直是在香農(nóng)信息論的指引下不斷提升容量。現(xiàn)在，香農(nóng)信息論已經(jīng)逼近理論極限，而6G不僅僅追求容量，還要追求低成本、低時延、低能耗、高可靠性等，相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究還存在空白。在關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)方面，當(dāng)前6G相關(guān)的核心技術(shù)相對薄弱，包括毫米波、太赫茲、可見光和紫外光等更高頻段的通感一體化傳輸技術(shù)和組網(wǎng)技術(shù)亟待突破。此外，還需要突破無線算力技術(shù)、空天地海一體化的無線信號處理與智簡組網(wǎng)技術(shù)等。

任務(wù)實(shí)施步驟1：請查咨詢可能會在6G通信中扮演關(guān)鍵角色的技術(shù)：12345

步驟2：分析可能會在6G通信中扮演關(guān)鍵角色的技術(shù)。太赫茲通信（TerahertzCommunication）:人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)（ArtificialIntelligenceAndMachineLearning):先進(jìn)天線技術(shù)(AdvancedAntennaTechnology):萬物接入(UbiquitousConnectivity):網(wǎng)絡(luò)切片(NetworkSlicing):

任務(wù)實(shí)施評價本次任務(wù)實(shí)施評價見表6-1-1。任務(wù)自我評價團(tuán)隊(duì)評價教師評價20分50分30分團(tuán)隊(duì)協(xié)作

獨(dú)立思考

紀(jì)律觀念

完成時間

工作態(tài)度

學(xué)習(xí)主動性

任務(wù)完成質(zhì)量

得分小結(jié)

得分合計(jì)

學(xué)習(xí)過程遇到哪些困難？

如何解決遇到的問題。

自己在完成任務(wù)中哪些方面有提高？

在完成任務(wù)中存在哪些不足？

教學(xué)活動自我評分小組評分共享（15分）

貢獻(xiàn)（15分）

傾聽（15分）

協(xié)作（15分）

問題解決（20分）

決策（15分）

其他（5分）

任務(wù)總結(jié)本次任務(wù)總結(jié)見表6-1-2。請列舉出本次課你學(xué)習(xí)到哪些知識？

請談?wù)劚敬握n學(xué)習(xí)的內(nèi)容可以應(yīng)用哪些方面？

發(fā)揮你的想象力，本次課知識除了常規(guī)的應(yīng)用，還能在哪些方面可以運(yùn)用？

請你談?wù)勁c本次內(nèi)容相關(guān)或相近的5G時訊

任務(wù)拓展6G是5G的下一個階段，它擁有更高的速率，更低的時延，更廣的連接，更高的智能，以及通信與感知融合能力。與5G相比，6G將成倍提升系統(tǒng)性能：其用戶帶寬可達(dá)1Gbps，系統(tǒng)帶寬可達(dá)100Gbps，時延低至0.1毫秒，網(wǎng)絡(luò)速率高達(dá)每小時1000公里，可實(shí)現(xiàn)亞米級感知定位等功能，并將全方位引入人工智能。在未來移動通信、空間通信和探測感知等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景的6G典型技術(shù)太赫茲通信小試牛刀，8月3日，電子科技大學(xué)最新技術(shù)成果——80Gbps太赫茲實(shí)時通信系統(tǒng)在成都大運(yùn)會田徑項(xiàng)目中示范應(yīng)用，首次實(shí)現(xiàn)了體育賽事無壓縮8K超高清視頻的超低時延無線傳輸。以國際電信聯(lián)盟（ITU）近期發(fā)布的《IMT面向2030及未來發(fā)展的框架和總體目標(biāo)建議書》（以下簡稱《建議書》）為標(biāo)志，6G研究方向在全球達(dá)成初步共識，關(guān)鍵技