Page 14 - 网络电信2021年9月刊上

27篇、26篇和26篇，推断这三大技术将主要推动6G发展方向。
表 1 潜在关键技术的调查
图 4 6G 网络潜在关键技术的考虑
国麻省理工学院及纽约大学等国内外机构的28篇重点文章所涉
及的潜在关键技术进行调查、统计、筛选和总结，得出关注度
最高、词频最多的12个潜在关键技术，同时对各关键技术相应
的关键优点和挑战进行分析凝练和总结。详情见表1。
从表1中第二列相应技术对应的文章数量可以看出，空天地
海一体化、人工智能和太赫兹通信三大技术将会大概率作为6G
关键技术。在28篇调研文章中，涉及这三大技术的文章分别有
网络电信 二零二一年九月
而可见光通信、动态智能频谱共享技术、传统物理层技术增
强、区块链和能源管理技术的关注度也很高，在6G中将起到非
常关键中间力量的作用。轨道角动量、新型化材料、量子通信
和计算、分子通信关注度相对稍低，但在后期技术挑战突破和
更大需求出现后，潜力巨大。
基于上述潜在关键技术，6G网络能力将得到极大的提升，
从而为用户提供更加丰富的应用和业务。通过对未来的应用场
景、网络性能指标和潜在关键技术之间的关联关系进行分析和
总结，可以得到相互之间的映射关系（见图4）。可见，为了
达到太比特级的峰值速率需求，需要有太赫兹通信、可见光通
信、动态智能频谱共享技术、超大规模天线等关键技术的支持
等。而太赫兹通信、超大规模天线、量子通信与计算、人工智
能支撑着超低的时延需求等。
调研和分析得到的上述12项潜在关键技术中，空天地海一
体化和人工智能两技术在第二节6G新颖的网络架构中已详细凝
练，下节将对其他10项关键技术进行总结。
1. 新型频谱资源技术
香农信息理论仍将是6G的重要设计基础，它揭示了增加系统
容量的两种主要方法： 增加系统带宽和提高频谱效率。太赫兹
通信、可见光通信、频谱共享是增加6G频谱资源的重要技术。
(1)太赫兹通信
太赫兹频段(0.1THz～10THz)高且目前不受监管，被认为是
可实现超高速率通信的超宽频谱带，可减轻当前频谱稀缺性和
容量限制。太赫兹的窄波束和短脉冲极大限制窃听可能，可实
现安全通信和高精度定位。太赫兹波的强穿透性，使其在超高
速无线通信和空间通信中具有广阔的应用前景。但太赫兹通信
在高频硬件组件、信道建模及估计、定向组网等方面仍有技术
难题需解决。
(2)可见光通信(Visible Light Communication，VLC)
VLC在400THz～800THz的频率范围内工作，是另一种有望
实现6G的技术，它使用类似发光体的LED产生的可见光来传输数
据。VLC利用超高带宽来实现高速数据传输，并且广泛可用，兼
具通信、照明、定位等功能，适合于室内热点等场景。但VLC也
面临调制带宽限制、非线性补偿等挑战。
(3)动态智能频谱共享技术
现有系统专用频谱分配模式使得频谱资源被完全占用，利
用率低。而动态智能频谱共享技术使得未授权用户可以在时间
和地理维度上利用未被主用户充分利用的频谱，这将显著提高
频谱效率。为了管理6G应用中的大规模连接，需要使用分布式
且高效的干扰避免或缓解技术来增强系统性能，区块链和深度
学习技术是动态智能频谱共享的有效方法。
2. 高效无线接入技术
2.1 传统物理层技术增强
(1)新型编码调制
6G的编码调制技术需要对其太比特速率吞吐量、超大信道
带宽、太赫兹高频段、超高的移动性和稳定性等复杂的通信应
用场景传输特性进行有针对性的设计和优化。此外，AI技术通
过学习、训练、搜索能找到适合当前系统传输环境的最佳的编
码调制方式，为新型编码调制技术研究提供了一种不依赖传统
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