6G通信技术及太赫兹高速通信拟采用的方案

6G通信技术及太赫兹高速通信拟采用的方案

万朝炼

中国计量大学  浙江 杭州  310000

摘要：为了实现人类更深层次的智能通信，第六代移动通信系统（6G）将实现从现实世界到虚拟世界的扩展。为此，本文阐述了“6G通信是什么，6G通信是从什么时候开始”，叙述了6G通信在国内以及国外的发展历程，介绍了6G通信的技术关键指标，并进一步分析了支持6G设计和实现的潜在关键理论和技术。

关键词：6G通信 太赫兹通信系统

一、前言

随着数字技术的成熟，1G、2G已经结束了由模拟系统至数字系统的完整过渡，同时也开始延伸支持的业务范围。在日渐繁多的服务需求下，3G采用了新的工作模式，加深了于移动多媒体工作的关注以及有力支持，它的重要指标也反映了移动通信系统的变换。4G在频谱效率方面得到了进一步提高，带宽支持能力也提高，使其成为移动互联网的基础支柱。尽管4G在商业上获有了很大的成功，但5G已逐渐走入了垂直行业，让过去的移动宽带业务延伸于大众机器通信。截止，1G到5G的设计在技术的推动下，用户还有网络的需要在一定程度上得到了满足。到现在1G到5G通信的设计不需要涉及更深的层次。从5G到6G的典型场景演进6G早期将扩大、深化，在未来还可以创造新世界。

目前，全球5G研究和部署正在如火如荼地进行，未来将实现大规模商用。在研发5G关键技术的同时，欧美已经开始超高频段探索6G等前沿领域。

二、6G通信

（一）6G通信的基本概念

6G是第六代移动通信标准，也被称为第六代无线通信技术。它是一种概念无线移动技术，通过将卫星通信整合到6G中，可以实现全球无缝覆盖。6G网络将是连接地面无线和卫星通信的整个世界。6G的传输功率可以达到为5G的一百倍，6G的传输速度也可能是5G的五十倍，延迟可以减少到5G的1/10。截至目前，6G仍处于开发阶段。6G通信技术将缩小数字鸿沟，实现“最终目标”，一切都是相互联系的，这就是6G的意义所在。

（二）6G通信的发展历程

1. 6G通信在中国的发展

2018年3月9日，中国已经开始研究6G。

2019年11月20日，在2019年世界大会上，中国联通和中国电信分别进行了6G技术研究。2019年11月出版了第一本《6G白线情报》是无线智能的关键驱动，同时也是研究挑战。根据白皮书，大多数6G的生产率是5G的10倍到100倍。在6G时代，你可以在一秒钟内下载10种相同类型的高分辨率视频。自2019年以来，广东省新一代通信和网络创新研究与高等教育机构和中央科学研究所、中央信息科学研究所以及中央科学研究所共同开展了6G-模型通信、塔赫茨克通信、轨道脉冲和其他6G-技术研究。

2020年11月，北京邮政6G获得了全国“宽带通信和新网络”计划的特别支持，该计划旨在2020年发展。

2021年4月12日，华宣布6G将于2030年左右上市，华还将出版6G白书，介绍6G给不同的社会阶层。2021年9月17日，北京政府新闻处举行了一次新闻发布会，庆祝两区建设一周年。在新闻发布会上，北京将推动规划6G未来网络，创造全球数字经济高位。2021年11月16日,常和信息化部信息通信产业“14”计划6G基础理论和关键技术研发作为移动通信信息传播进化和从事核心技术项目提供6G,典型的应用场景和关键指标体系,鼓励企业深入探索6G潜在技术,形成一组基本研究。

2022年1月4日，实验室副主任兼首席科学家尤莎胡教授发表了重要而原创的成果，他创造了实时电视直播的记录。截至2021年9月，中国在6G专利申请数量上排名世界第一。第二个全球6G技术将于2021年11月23日至25日在南京恢复，2022年3月22日至24日恢复。第二个“全球科技大会6G”将在网上举行。大会将集中在6G以上的关键技术场景和6G技术系列的白皮书。2022年3月8日，为2022年超过200万个6G基站而战，规划6G发展部署和部署下一代通信技术6G。2022年3月22日，由未来的移动电话论坛及实验室组织的第二次“全球技术大会6G”以在线远程协作的形式举行。2022年5月，中国科学技术大学左成杰教授的团队在6G滤波器领域取得了重要进展。2022年6月21日，中国移动在“2022年科技周暨移动信息产业链创新大会”上发布《6G网络架构技术白皮书》，这是业内首次发布6G网络的系统化架构设计，体现了中国移动6G网络架构团队的最新成果。2022年6月，中兴通讯发起了6G关键技术研究会议，以开放的心态与遵循现行国际规则的组织中的全球合作伙伴进行建设性合作。2022年8月，阿联酋电信和华为完成了首次6GHz频谱测试，这对5G行业诞生以来具有重要意义。5G技术主要依靠IF频谱实现安全性和长期性能，6GHz将进一步提高效率。

2. 6G通信在国外的发展

2018年，芬兰开始研究6G技术。为实现6G无线通信技术,为实现6G无线通信技术,许多大国高新技术网络企业和国家提出了许许多多的技术方案来解决当前通信所面临的难题。其中最为主要的当属太赫兹，因为太赫兹技术相对于信道等技术优势更加明显，发展前景更加广阔，所以是世界各国重点的一个研究对象。 

2019年3月15日，联邦通信委员会一致投票决定开放用于6G服务的太赫兹频谱。三星电子有限公司和LG电子有限公司成立了6G研究中心。

2020年4月8日，日本出布了2025年建立6G的目标，到2030年使6G的实用化成真。为了推进6G的研发，日本在追加预算中，拨款推动6G研发，想要抓住市场机会，未来也将会采取多项措施。2020年7月14日，三星电子出版了关于6G的白皮书。

2021年8月韩国LG电子公司最近成功进行了6G太赫兹波段的无线信号传输测试，测试距离超过100米。

2022年7月，俄罗斯斯科尔科沃科学技术研究所和无线电研究所将联合研发6G网络技术，这将涉及从原型到大规模生产的开发以及网络通信安全。2022年10月12日，据报道，日本名古屋大学和其他机构的研究团队利用铁路沿线的信息，对该市的6G通信网络进行了研究尝试。

（三）6G通信的技术关键指标

衡量6G技术的几个关键指标：

1.传输速度1传输速度达到100gps - 1Tbps，而5G仅为10Gbps；

2.室内的精度达到10厘米，室外的精度是5G的10倍；

3.通信延迟为0.1毫秒，是5G的十分之一；

4.停电概率小于百万分之一，具有超高可靠性；

5.连接设备的密度超过每立方米100米，并且具有超高密度；

6.使用太赫兹网络容量较高的频率通信。

（四）6G的通信系统

6G将使用太赫兹范围，6G网络将达到前所未有的水平，我们被小型基站包围。太赫兹太赫兹波,又被叫做亚毫米波,是下一代通讯技术的主要传输频率。根据通信基本原理来认识频率范围与数据传输容量之间的关系,由于频率范围越高,数据传输波长也会越短,而带宽范围则逐渐增大,所以在规定时期内通讯系统的数据传输容量也将会由小变大。6G通信为了能够实现超高速网络的的通信，选择了使用太赫兹波当作信号传输的信号载体。太赫兹波的频谱频率为0.3～3THz，太赫兹波作为载体的传输信号跟传统的5G信号相比速度快了10倍不止，极大的提高了我们用户的网络体验，网络速度更快。

三、结论

在未来的6G移动通信系统中，网络和用户将成为一体。对用户智能能源的需求将进一步推进，技术规划将基于此。6G的基于人工智能的不同系统将分布在云平台和其他边缘设备上，并创建了许多新的应用程序。目前6G正在路上，也许它的流行会更快，未来6G的战略意义也不言而喻。

参考文献

[1]张平,牛凯,田辉,聂高峰,秦晓琦,戚琦,张娇. 6G移动通信技术展望[J].通信学报, 2019,40(01).

[2]王海明,陈祎祎.6G：跨频段协同通信[J].中兴通讯技术, 2022,28(04).

[3]蔡亚芬,胡博然,郭延东.6G展望:愿景需求、应用场景及关键技术[J].数字通信世界, 2020(09).

作者简介：万朝炼（2001.12-），男，汉族，浙江杭州，本科在读，研究方向：通信技术。