6G移动通信会达到什么程度有什么样的挑战和技术

　　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。文章将探讨十年后（2030年～）的6G概念。该文首先用四个关键词概括未来6G愿景：“智慧连接”、“深度连接” 、“全息连接”和“泛在连接”，这四个关键词共同构成“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、大规模天线及灵活频谱使用；专有技术特性，包括空天地海一体化网络和无线触觉网络。文章通过探讨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。

　　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，拥有三大技术特性（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十年（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它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。当前处于5G标准化的第一阶段，即5G基础功能标准化阶段。此阶段主要针对eMBB技术特性优化，同时兼顾uRLLC和mMTC 两种特性的基础需求，包括5G NR Rel-15和Rel-16两个标准版本。5G第一个基础标准化版本（5G NR Rel-15）已基本完成，包括分阶段发布的三个子版本：国际标准化组织3GPP 于2018年3月发布了第一个5G技术标准， 支持非独立组网（NonStandalone，NSA）与eMBB功能；2018年9月，3GPP批准了5G独立组网（Standalone， SA）技术标准，5G自此进入了产业全面冲刺的新阶段；2018年12月3GPP 于RAN#82全会上宣布，最后一个子版本（5G NR Rel-15 late drop）于2019年3月发布，支持NR-NR DC（Dual Connectivity）特性。而5G第二个标准版本（Rel-16），其所有技术特性已通过标准立项，相关标准化工作正在如火如荼的进行中，并将于2019年12月完成并正式发布。 5G标准化的下一阶段（可称为“5G+”）将从2020年开始，对应的标准版本为5G NR Rel-17及后续版本，标准化重点包括两方面［4］：优化uRLLC和mMTC两种物联网（Internet of Things，IoT）特性，以更好支持垂直行业的应用（例如，工业无线互联网、高铁无线通信等）；设计支持52.6GHz～114.25GHz毫米波频段的空口特性。预期5G标准化的第二阶段将会吸引更多垂直行业领域成员参与标准制定，从而5G标准可以更好地针对垂直行业需求进行标准优化。尽管5G尚处于规模商用起步阶段，相关技术特性还需要继续增强完善，物联网及垂直行业应用场景的业务模式也需要继续探索，但我们也有必要同步前瞻未来信息社会的通信需求，启动下一代移动通信系统概念与技术研究。这里我们尝试从三方面分析即刻启动下一代移动通信系统（为简化表达，下文将统一用6G标识）概念与技术研究的必然性。