6G移动通信网络 愿景 挑战与关键技术 赵亚军正式版----------------及以下，百度还没上传，淘豆还没上传.pdf

中国科学 : 信息科学 2019 年 第 49 卷 第 8 期 : 963–987
SCIENTIA SINICA Informationis 中国科学院学部 科学与技术前沿论坛
观点与争鸣
6G 移动通信网络: 愿景、挑战与
关键技术
赵亚军1*, 郁光辉2, 徐汉青1
1. ***无线研究院算法部, 北京 100029
2. ***无线研究院算法部, 深圳 518055
* 通信作者. E-mail: zhao.******@
收稿日期: 2019–02–12; 修回日期: 2019–04–08; 接受日期: 2019–05–09; 网络出版日期: 2019–08–02
摘要 随着 5G 网络开启规模商业部署, 越来越多的研究机构及相关人员开始对下一代移动通信系
统进行研究. 本文将探讨 10 年后 (2030 年 ∼) 的 6G 概念. 本文首先用 4 个关键词概括未来 6G 愿
景: “智慧连接”、“深度连接”、“全息连接” 和 “泛在连接”, 而这 4 个关键词共同构成 “一念天地, 万
物随心” 的 6G 总体愿景. 接着分析了实现 6G 愿景面临的技术需求与挑战, 包括峰值吞吐量、更
高能效、随时随地的连接、全新理论与技术, 以及一些非技术挑战. 然后分类给出了 6G 潜在关键技
术: 新频谱通信技术, 包括太赫兹通信和可见光通信; 基础性技术, 包括稀疏理论 (压缩感知)、全新
信道编码、大规模天线、灵活频谱使用, 以及基于 AI 的无线通信技术; 专有技术特性, 包括空天地
海一体化网络和无线触觉网络. 本文通过探讨 6G 愿景、需求与挑战, 以及潜在关键技术, 尝试勾勒
出 6G 的整体框架, 以期为后续展开 6G 研究提供方向性指引.
关键词 6G, 愿景, 太赫兹, 可见光通信, 压缩感知, 全自由度双工, 无线触觉网络
1 引言
随着 5G 第一个标准版本完成, 2019 年将会有 5G 网络设备小规模试商用, 首批符合 5G 标准的
终端亦将上市. 可以预期, 拥有 3 大技术特性 (enhanced mobile broadband, eMBB; massive machine-
type-communications, mMTC; ultra-reliable low-latency communications, uRLLC) 的 5G 无线移动通信
系统将支撑未来 10 年 (2020∼2030 年) 信息社会的无线通信需求, 成为有史以来最庞大复杂的通信网
络, 并将在多方面深刻影响社会发展及人类生活: 与水和电一样, 移动通信也将成为人类社会的基本
需求, 成为推动社会经济、文化和日常生活在内的社会结构变革的驱动力, 将会极大地扩展人类的活
动范围.
当然, 上述 5G 愿景还需要通信领域的技术人员与其他相关行业人员一起努力, 经过一定的时间
逐步实现, 包括标准不断完善、工程化逐步落地及商业应用模式突破等. 这里从标准化角度观察 5G
标准不断成熟完善的过程.
引用格式: 赵亚军, 郁光辉, 徐汉青. 6G 移动通信网络: 愿景、挑战与关键技术. 中国科学: 信息科学, 2019, 49: 963–987, doi: 10.
1360/N112019-00033
Zhao Y J, Yu G H, Xu H Q. 6G mobile communication networks: vision, ch