6G(第六代移动通信技术)的总体愿景和关键技术（一）
2022年6月11日，IMT2030推进组发文：“ 当前正处于6G概念形成及关键技术储备的关键窗口期。为进一步加快6G关键技术研发，IMT-2030(6G)推进组于2022年4月成立试验任务组,开展6G潜在关键技术的验证与测试评估工作。2022年6月8日，IMT-2030(6G)推进组召开专家组会议，审议通过了太赫兹通信、通信感知一体化、智能超表面、算力网络、分布式自治网络等5项6G潜在关键技术的测试方案，并计划于6月份启动测试验证工作。考虑到当前业界研发及重点关注的技术方向，今年选择太赫兹通信、通信感知一体化、智能超表面三项潜在无线关键技术，算力网络、分布式自治网络两项潜在网络关键技术进行测试,后续将进一步深化关键技术测试内容，拓展测试范畴，对更多6G潜在关键技术开展测试验证。通过关键技术的测试验证，可以加深6G关键技术的特性及性能研究，促进6G关键技术的共识形成,为6G国际标准化奠定良好基础。”2022年6月27日，IMT2030推进组发文：“ 推进组研究认为，面向2030年及未来的6G将在5G原有的三大典型场景基础上拓展深化，全面支持以人为中心的沉浸式交互体验和高效可靠的物联网场景，服务范围扩展至全球立体覆盖。6G将以可持续发展的方式延伸移动通信能力边界，创新构建“超级无线宽带、极其可靠通信、超大规模连接、普惠智能服务、通信感知融合”五大典型应用场景，全面引领经济社会数字化智能化绿色化转型。https://pic4.zhimg.com/80/v2-17aa02dfd9adb2cb3ec7bd10b973f9b7_720w.webp综合分析未来市场发展趋势、网络与业务需求等要素，推进组认为，6G将具备“泛在互联、普惠智能、多维感知、全域覆盖、绿色低碳、安全可信”等突出技术特征。6G无线性能指标将实现十至百倍提升，创新引入智能服务效率、感知精度、全域覆盖等关键性能指标，有效融合通信、计算、感知等能力支持各类智能化服务。同时，6G网络也将在安全可信的基础上实现能效的大幅提升，最终实现“万物智联、数字孪生”的6G美好世界。“2.1 太赫兹通信2.1.1 太赫兹概念在原有的无线高速通信技术上，如何进一步地提高无线网络速率是现阶段无线通信领域的一个重要的研究方向。人们设想在将来将需要每秒太比特(Tbps）的链路。不幸的是，传统无线通信系统(5GH以下)甚至最近研究的毫米波通信(30~300GHz)解决方案也无法实现如此高的数据速率。这激发了更高频段的探索和相应的通信解决方案。在这种情况下，太赫兹频段(0.1~10THz)已经被提升为一个关键的无线技术来满足这个要求。太赫兹超高速无线网络是一种新型的无线网络，与传统的无线网络不同，它工作在太赫兹频段，并且可支持数10Gbps乃至1Tbps的数据传输速率。太赫兹频段的频段较宽，且大部分尚未被分配使用，能够承载Gbps的数据量，具有广泛的应用前景；利用太赫兹频带进行通信能够有效缓解日益紧张的频谱资源和当前无线系统的容量限制。https://pic3.zhimg.com/80/v2-d8701e0a5db5e0f2e35a9301e51189be_720w.webphttps://pic4.zhimg.com/80/v2-8ed4d563084b467f1edb32ee8381b967_720w.webphttps://pic2.zhimg.com/80/v2-e6c66d0315a0b9d0425fa8f30052f7e9_720w.webp2.1.2 太赫兹波通信的优点①通信带宽大，传输的容量大可提供高达10Gb/s的无线传输速率，使得太赫兹波的传输信息量更大。②波束更窄, 方向性更好可以探测更小的目标以及用于更精确的定位；也具有更好的保密性及抗干扰能力。③波长更短使得天线的尺寸可以做得更小(推动设备小型化)甚至能够将设备做成纳米级别，实现纳米级设备之间的通信。④太赫兹波的穿透能力强太赫兹波不仅可以作为探测材料性质的检测工具，还可以作为通信工具在烟雾、沙尘等恶劣环境下进行通信工作。大风、沙尘、浓烟等恶劣环境不会影响正常通信。⑤太赫兹光子的能量低频率为1THz的太赫兹波仅具有4.1meV的光子能量，约为X射线光子能量的百分之一量级,由此可知，与光通信相比，太赫兹波通信的能量效率更高。2.1.3 太赫兹波通信存在的问题由于太赫兹的衰减特性，使太赫兹在几米距离之外通信较为困难，使得太赫兹通信更适合于短距离通信场景。具体来说，首先，太赫兹天线有效面积较小，它与载波信号波长的平方成正比，会产生一个非常高的传播损耗。其次，由于强极性液体对太赫兹波有较强的吸收作用，因此太赫兹波在空气中传播时，水蒸气分子的吸收进一步增加路径损耗。鉴于太赫兹收发器有限的输出功率，通信距离超出几米需要使用高增益定向天线。可利用波束赋形提高接收端信号的信噪比以实现高数据速率，同时扩大因为损耗而减小的通信范围。
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