6G网络性能指标、6G潜在关键技术、6G和区块链等的结合

6G网络性能指标：

6G网络将实现甚大容量与极小距离通信(VLC&TIC)、超越尽力而为与高精度通信(BBE&HPC)和融合多类通信(ManyNet)，相较于5G，6G的峰值速率、用户体验速率、时延、流量密度、连接数密度、移动性、频谱效率、定位能力、频谱支持能力和网络能效等关键指标都有了明显的提升，具体指标对比如表1所示。 表1 6G与5G关键性能指标对比

6G潜在关键技术：

1、下一代信道编码及调制技术

针对各国及相关产业界愿景设想，6G网络将实现100Gbps的数据速率，使用高于275GHz频段的太赫兹(THz)频段，信道带宽也是以GHz为单位。同时面临毫米波、空间、海洋等更为复杂的业务传输场景，对底层的信道编码及调制相关技术提出新的挑战。

(1)新一代信道编码技术

作为无线网络通信的基础技术，新一代信道编码技术应提前对6G网络的Tb/s 的吞吐量、GHz为单位的大信道带宽、太赫兹(THz)信道特性、空天海地网络架构下基于复杂场景干扰的传输模型特征进行研究和优化，对信道编码算法和硬件芯片实现方案进行验证和评估。目前业界已经开始了一些预先研究，包括结合现有Turbo、LDPC、Polar 等编码机制，开展未来通信场景应用的编码机制和芯片方案;针对AI技术与编码理论的互补研究，开展突破纠错码技术的全新信道编码机制研究等。与此同时，针对6G网络多用户/多复杂场景信息传输特性，综合考虑干扰的复杂性，对现有的多用户信道编码机制进行优化。

(2)极化多址接入系统的设计与优化

当前业界普遍观点是非正交多址接入(NOMA，non-orthogonal multiple access )将成为当前5G和下一代6G 移动通信的代表性多址接入技术，将当前极化编码技术引入上述系统，依据广义极化的总体原则，优化信道极化分解方案是5G/6G发展中不可或缺的一环。由此可见，6G网络将进一步赋能极化多址接入系统的设计与优化，可以结合6G网络和业务场景的需求，对NOMA 总体架构和关键技术进行深入研究和升级，构建基于多用户(智能化、泛在化“物物”连接)原则的极化编码通信机制，对相应的算法进行进一步优化处理。

(3)基于深度学习的信号处理技术

结合6G无线通信关键参数，需要对基于深度学习的信号处理技术进行深入研究和优化，业界目前从基于深度学习的信道估计技术和基于深度学习的干扰检测与抵消技术开展相关工作。基于深度学习的信道估计技术可以通过空−时−频三维信道估计算法建模，对用户信道、传输环境等关键参数进行自主学习，对6G通信系统信道进行预测，主要涉及神经网络、长短期记忆网络等关键技术。基于深度学习的干扰检测与抵消技术主要针对6G 网络复杂多小区场景的干扰进行自主学习和预测，优化干扰检测与抵消机制，主要基于CNN、LSTM 等经典神经网络模型。

2、新一代天线与射频技术

6G系统频段可达太赫兹(THz)，天线体积小型化，业界称6G系统天线将是“纳米天线”，给传统天线及射频、集成电子和新材料等领域带来颠覆性变革，赋能超大规模天线技术、一体化射频前端系统关键技术|等。6G技术

(1)超大规模天线技术(Very Large Scale Antenna)

超大规模天线技术(Very Large Scale Antenna)是更好发挥天线增益，提升通信系统频谱效率的重要手段。当前6G太赫兹频谱特性研究还处于初级阶段，超大规模天线在理论和工程设计上面临大范围跨频段、空天海地全域覆盖理论与技术设计、射频电路的高功耗和多干扰等问题，需要从以上问题出发，建立新型大规模阵列天线设计理论与技术、高集成度射频电路优化设计理论与实现方法、以及高性能大规模模拟波束成型网络设计技术、新型电子材料及器件研发关键技术等机制，研制实验样机，支撑系统性能验证。

(2)一体化射频前端系统关键技术

针对6G移动通信高集成、大容量等技术特性，应对6G网络可用频段范围内大规模天线和射频前端技术进行研究。针对核心频段技术要求和电路建模理论，优化天线架构和系统集成技术。探索高效率易集成收发前端关键元部件以及辐射、散热等关键技术问题，突破超大规模MIMO 前端系统技术等。同时研究新型器件设计方法，探索基于第三代化合物半导体芯片的集成与封装技术。研究从封装方面提升电路性能的方法，实现毫米波芯片、封装与天线一体化，优化前端系统的整体射频性能。

3、太赫兹无线通信技术与系统

太赫兹技术被业界评为“改变未来世界的十大技术” 之一，6G的一个显著特点就是迈向太赫兹时代。当前，太赫兹通信关键技术研究还不够成熟，很多关键器件还没有研制成功，需要持续突破。结合6G网络和业务需求，太赫兹领域主要研究内容包括：太赫兹空间和地面通信和信道传输理论，包括信道测量、建模和算法等;太赫兹信号编码调制技术，包括高速高精度的捕获和跟踪机制、波形&信道编码、太赫兹直接调制、太赫兹混频调制和太赫兹光电调制等;太赫兹天线和射频系统技术，包括新材料研发、新器件研制、太赫兹通信基带、天线关键技术、高速基带信号处理技术和集成电路设计方法等;太赫兹通信系统实验、太赫兹硬件及设备研制等。

4、空天海地一体化通信技术

业界有观点认为，6G网络是5G网络、卫星通信网络及深海远洋网络的有效集成，卫星通信网络涵盖通信、导航、遥感遥测等各个领域，实现空天海地一体化的全球连接。空天地海一体化网络将优化陆(现有陆地蜂窝、非蜂窝网络设施等)、海(海上及海下通信设备、海洋岛屿网络设施等)、空(各类飞行器及设备等)、天(各类卫星、地球站、空间飞行器等)基础设施，实现太空、空中、陆地、海洋等全要素覆盖。当前，卫星通信纳入6G网络作为其中一个重要子系统得到普遍认可，需要对网络架构、星间链路方案选择、天基信息处理、卫星系统之间互联互通等关键技术进行深入研究。针对深海远洋通信网络纳入6G网络还处于初步论证、争议较大的环节。

5、软件与开源网络关键技术

6G网络软件和开源的特性将更为明显，以便于软硬件换代升级更加便利和高效。6G网络的硬件将更为集成化、模块化和白盒化，软件将更为本地化、个性柔性化和开源化，未来网络基础设施建设和优化升级将主要依托云存储资源和软件升级，充分挖掘各类软件与系统对6G网络控制作用。基于上述发展趋势，现有软件与开源网络关键技术将得到持续发展，包括大数据挖掘及处理、人工智能AI、软件无线电(SDR)、软件定义网络(SDN)、数据云化、开源分布式网络软件及系统、开源网络安全、软硬件系统集成等关键技术。

6、基于 AI 的无线通信技术

6G网络不可避免涉及高密度网络、天线阵列和数据量等通用问题，但高度自主智能化的超灵活网络是其最为明显的特征之一。6G智能化应该是贯穿于网络端到端每一个环节的，人工智能AI将通过网络数据、业务数据、用户数据等多维数据感知学习，高效实现地面、卫星、机载等设备之间的无缝连接，并可进行实时高速切换，网络的自主管理和控制学习系统将持续得到优化升级，最终实现“无人驾驶”一样的自主自治网络。关键技术包括智能核心网和智能边缘网络、自组织和深度学习网络技术、基于深度学习的信道编译码技术、基于深度学习的信号估计与检测技术、基于深度学习的无线资源分配技术等。

7、区块链技术

5G网络运营商为了优化服务，采用网络切片等技术控制和处理流量，开展用户差异化质量服务。6G网络将持续完善用户个性化制定服务，采取更为丰富的手段，针对流量管理、边缘计算等进行每个用户的智能化柔性定制服务，整个网络体系采用自动化分布架构，网络更加趋于扁平化，这就使得新兴的区块链技术备受期待。区块链是分布式数据库，可以利用其分布式信息处理技术，通过数据的去中心化传输和存储保证用户信息不被第三方窃取，稳步提升网络服务节点之间的协作效率，提高不同运营商网络协同服务能力，甚至改变未来使用无线频谱资源的方式。

8、动态频谱共享技术

6G的太赫兹频率特性使其网络密度骤增，动态频谱共享成为提高频谱效率、优化网络部署的重要手段。动态频谱共享采用智能化、分布式的频谱共享接入机制，通过灵活扩展频谱可用范围、优化频谱使用规则的方式，进一步满足未来 6G 系统频谱资源使用需求。未来结合6G大带宽、超高传输速率、空天海地多场景等需求，基于授权和非授权频段持续优化频谱感知、认知无线电、频谱共享数据库、高效频谱监管技术是必然趋势。同时也可以推进区块链+动态频谱共享、AI+动态频谱共享等技术协同，实现6G时代网络智能化频谱共享和监管。

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