辛兆華，韓旭峰

（1.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司 海陽市分公司，山東 煙臺 265100；2中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司 煙臺市分公司，山東 煙臺264099）

0 引 言

當前5G通信技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域，如智能農(nóng)業(yè)、智慧醫(yī)療以及智能家居等，給人們帶來了全新的智能化、人性化服務(wù)體驗，大大提高了生活的便捷度。受社會科技發(fā)展的影響，人們的智能化需求不斷提升，5G在性能與應(yīng)用方面也會逐漸受限?？v觀移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程，研究5G通信技術(shù)與6G通信技術(shù)是符合移動通信技術(shù)發(fā)展規(guī)律的，同時也是時代發(fā)展的必然趨勢。

1 5G通信技術(shù)的應(yīng)用場景

1.1 宏覆蓋增強應(yīng)用場景

5G通信技術(shù)在宏覆蓋增強應(yīng)用場景中主要呈現(xiàn)低頻頻段，其覆蓋半徑能達到數(shù)千米。宏覆蓋應(yīng)用場景利用的相關(guān)5G通信技術(shù)包括大規(guī)模天線技術(shù)、新型調(diào)制編碼技術(shù)以及非正交傳輸技術(shù)，3種技術(shù)相輔相成，實現(xiàn)“1+1+1＞3”的效果，能夠為用戶創(chuàng)造更加安全穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，繼而提高通信與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用質(zhì)量。

1.2 超密集部署場景

將宏基站與小基站相結(jié)合進行超密集部署，不僅能夠滿足5G通信技術(shù)的大流量數(shù)據(jù)傳輸需求，還能消除信號盲點，獲得更高的頻率復(fù)用效率，在局部熱點區(qū)域甚至可以實現(xiàn)百倍量級的系統(tǒng)容量提升，從而顯著改善網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，尤其適用于商場、住宅區(qū)、學(xué)校、車站等場景[1]。在超密集部署中主要應(yīng)用到的5G通信相關(guān)技術(shù)有無線回傳技術(shù)、虛擬小區(qū)技術(shù)和新型調(diào)制編碼技術(shù)，能夠?qū)⒊芗h(huán)境按照網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍進行不同小區(qū)劃分，并為各個小區(qū)部署不同的天線高度，呈現(xiàn)出不同的網(wǎng)絡(luò)增益，適應(yīng)多場景實際需求。此外，如果是需要加快數(shù)據(jù)信息傳輸速度的室內(nèi)場景，則應(yīng)當輔以高頻率通信，以有效規(guī)避不同小區(qū)相互影響。具體部署模式如圖1所示。

圖1 部署模式

1.3 低時延和高可靠場景

低時延和高可靠是時代發(fā)展對移動通信網(wǎng)絡(luò)的新要求，主要應(yīng)用到的5G通信相關(guān)技術(shù)有終端直通技術(shù)和鏈路自適應(yīng)技術(shù)，均能夠明顯降低時延，提高安全性和可靠性。例如將其應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)可以大大減少延時誤差，使其不超過1ms，同時具有無限接近于零的檢測率，能夠最大程度規(guī)避交通事故的發(fā)生[2]。

2 當前5G通信技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

當前5G通信技術(shù)還無法實現(xiàn)增強現(xiàn)實（Augmented Reality，AR）、虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）、混合現(xiàn)實（Mixed Reality，MR）在擴展現(xiàn)實（Extended Reality，XR）中的深度融合，而這又是未來社會發(fā)展的必然需求。萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)是5G的重要應(yīng)用場景，亦是5G通信技術(shù)愿景之一，要想全面實現(xiàn)萬物互聯(lián)，需要積極應(yīng)對成本、電池壽命以及物聯(lián)網(wǎng)終端深度覆蓋等方面的挑戰(zhàn)。當前5G通信技術(shù)的通信覆蓋范圍仍舊以基站為中心，因此存在信號盲區(qū)，隨著活動空間的范圍逐漸擴大，這種覆蓋率將遠遠不夠。

5G通信技術(shù)具有高可靠低時延通信、增強型移動寬帶以及大規(guī)模機器通信3大應(yīng)用場景，在垂直行業(yè)發(fā)展過程中不可避免地會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合方面的問題，例如家庭寬帶固網(wǎng)和移動通信網(wǎng)絡(luò)的融合、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和移動通信網(wǎng)絡(luò)的融合等[3]。當前人工智能已在其他領(lǐng)域獲得初步成果，但它與通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合不是十分成熟，只能簡單地通過人工智能（Artificial Intelligence，AI）算法對通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行優(yōu)化，從而提高網(wǎng)絡(luò)靈活度和網(wǎng)絡(luò)維護質(zhì)量。

3 5G通信技術(shù)的發(fā)展策略

首先，從增強上行傳輸能力、發(fā)展多天線模式、增強移動性能以及加強信號覆蓋等方面提升5G通信性能。增強上行傳輸要完善幀頭對齊頻段的載波聚合方案，提升上行傳輸?shù)臅r隙選擇空間。多天線模式發(fā)展則應(yīng)深入研究基站之間的協(xié)作技術(shù)，包括增強傳輸、加強探測參考信號（Sounding Reference Signal，SRS）、預(yù)編碼以及高階正交互通等。加強條件切換與雙協(xié)議棧切換技術(shù)方案的應(yīng)用，確保通信切換不出現(xiàn)明顯中斷。加入解調(diào)信號初始化序列，擴大信號在物理層面的覆蓋范圍，加強地面網(wǎng)絡(luò)與空域網(wǎng)絡(luò)的深度結(jié)合，聯(lián)合高空基站、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等完成空天整體化通信系統(tǒng)的構(gòu)建。針對5G網(wǎng)絡(luò)用戶的不同性能要求，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以更加靈活的方式完成構(gòu)架分流與性能分級[4]。

4 6G通信技術(shù)愿景與應(yīng)用場景展望

4.1 技術(shù)愿景

6G通信技術(shù)總體愿景是5G通信技術(shù)愿景的進一步發(fā)展與升級，是推動我國6G通信技術(shù)研發(fā)的基礎(chǔ)。首先，應(yīng)當加大對6G候選頻段的研究力度。將5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與6G研究需求相結(jié)合，考慮國有產(chǎn)業(yè)的節(jié)奏與特點，通過研發(fā)高頻毫米波等技術(shù)，做好通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的頻譜資源儲備，結(jié)合6G復(fù)雜融合場景開展動態(tài)頻譜共享理論研究。其次，推進6G國際化合作與發(fā)展。堅持6G全球統(tǒng)一行業(yè)發(fā)展標準，積極開展國際合作，依托產(chǎn)業(yè)界的力量強化國內(nèi)外運營商、設(shè)備商的溝通協(xié)作，鼓勵企業(yè)擬定關(guān)于6G研究方面的相關(guān)議題，為共同推進6G通信技術(shù)發(fā)展提供保證，提升產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的國際化能力[5]。最后，突破6G潛在關(guān)鍵技術(shù)。推動6G通信設(shè)備與終端產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建，可加大資金投入，同時設(shè)立多個細分領(lǐng)域?qū)ｎ}研究組，鼓勵企業(yè)積極突破下一代信通編碼、天線射頻、太赫茲通信以及軟件無線電等關(guān)鍵技術(shù)，加強對6G相關(guān)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備儲備和投入，在6G技術(shù)研究中積極融合利用導(dǎo)體材料、高頻器件等。

4.2 應(yīng)用場景展望

6G通信技術(shù)應(yīng)用場景包含各行各業(yè)的智能服務(wù)、人際協(xié)作、共享算力以及全息交互等，如圖2所示[6]。

圖2 6G通信技術(shù)應(yīng)用場景展望

隨著人們對網(wǎng)絡(luò)通信的需求不斷加大，將AR、VR、MR融入XR中是必然的發(fā)展趨勢。基于6G通信技術(shù)實現(xiàn)裸眼、XR全息交互通信，滿足人們對全息通信的多媒體交互需求，使用戶可以隨時隨地享受全息技術(shù)所帶來的新奇體驗[7]。

在5G通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，6G通信技術(shù)將實現(xiàn)全面數(shù)字化，人與人之間的交流和對世界的感知也不再受到時間、空間限制。例如，通過大量智能傳感器對人體重要器官、神經(jīng)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、肌肉骨骼以及情緒狀態(tài)等進行精準的識別，并實時鏡像映射，構(gòu)建一個完善的虛擬世界，實現(xiàn)人體個性化健康數(shù)據(jù)實時監(jiān)測，便于實現(xiàn)對人體疾病的遠程精準治療，完成對疾病的準確評估。

自動駕駛是運輸與物流行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，通過在道路與車輛中嵌入大量傳感器，利用6G通信技術(shù)獲取信息并在云端實現(xiàn)交互。通過配備遠端智能交通控制中心、雷達傳感器等完整的配套系統(tǒng)，從中心到端、端到端的車聯(lián)網(wǎng)功能。此外，車聯(lián)網(wǎng)需要控制大量的遠端自動駕駛車輛，構(gòu)建龐大的智慧交通體系，因此對通信網(wǎng)絡(luò)時延性與可靠性有著更高的要求，需要6G通信技術(shù)實現(xiàn)不超過1 ms的時延性[8]。6G技術(shù)在5G覆蓋率的基礎(chǔ)上能夠進一步實現(xiàn)對海洋、天空的覆蓋，繼而實現(xiàn)海陸空全空間無縫信號覆蓋，將地面基站與地面直放站、低軌和高軌衛(wèi)星、水下基站等進行協(xié)同組網(wǎng)，實現(xiàn)泛在化連接[9,10]。

5 結(jié) 論

目前5G通信技術(shù)正處在高速發(fā)展階段，但在空間范圍、網(wǎng)絡(luò)融合與人工智能等方面已經(jīng)呈現(xiàn)出一定的不足。通過6G通信技術(shù)的深入研究與應(yīng)用能夠彌補這些不足，從而更好地適應(yīng)時代發(fā)展，迎合用戶需求。