5G通信技術現狀與6G通信技術前景

申 毅

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

隨著新型通信技術開發力度的加大，不僅信息傳輸的速度更快，而且通信功能也更多，未來將升級到6G通信技術，用戶對于新的移動通信環境體驗非常期待[1]。由此可見，6G移動通信技術在未來的信息發展中將發揮重要的作用。

1 移動通信技術的發展過程

1G移動通信技術所采用的是蜂窩結構組網，結合使用模擬語音調制技術，信息傳輸的速率大約為2.4 kb/s。此外，各個國家所應用的移動通信系統各有不同。2G移動通信技術依然有多種系統，但是每種系統中的技術體制都不是很多。第二代移動通信系統有較高的頻譜利用率，容量更大，抗干擾能力和抗衰落能力都非常強，能夠提供更多的業務且系統的保密性很好。3G移動通信技術可以支持的速率為2 Mb/s，所涉及到的業務種類比較多，為各種多媒體業務，如語音、圖像以及數據業務等。4G移動通信系統的下載速率可以達到100 Mb/s，上傳的速率可以達到20 Mb/s，用戶的無線服務需求得到滿足[1]。5G移動通信技術將融合和統一作為標準，促使人與人、人與物以及物與物之間的連通速度更快，而且更安全。圖1為移動通信技術的發展歷程。

圖1 移動通信技術的發展歷程

2 5G通信關鍵技術

2.1 無線傳輸技術

充分發揮5G通信技術的作用，讓用戶享受到基于無線傳輸技術的優質服務。近年來，5G通信技術發展迅速，通過交互方式對用戶的需求予以了解，分析具體問題，根據分析結果推送智能信息。如果有設備在運行的過程中出現故障，可以通過云端分析技術對故障準確定位，查找原因并予以分析，并采取有效的措施解決，避免產生不良后果。通過結合5G通信技術的應用，促使云端技術向移動設備層面快速發展，更好地發揮其功能。

2.2 無線網絡技術

無線網絡技術不僅應用成本低，而且不會污染環境。設備運行時，發揮5G網絡切片技術的作用，與5G移動通信技術相結合，可以在應急通信的各個環節充分發揮優勢[2]。無線網絡技術框架如圖2所示。

圖2 無線網絡技術框架

2.3 SDN/NFV技術

SDN/NFV技術為軟件定義網絡技術和網絡功能實現虛擬化，其在5G移動通信中發揮主體作用，在實現虛擬化的同時，也可以實現軟件化，有效控制數據分離組合。SDN/NFV技術是5G移動通信技術發展的重要依據，在通信應用層、通信基礎層以及通信控制層中應用該技術，促使網絡結合得以實現。SDN/NFV技術的應用中可以實現自動化配置，網絡管理效率大大提高。5G移動通信技術通過應用該技術可以實現分離轉發，從而優化網絡通信系統。將SDN技術和NFV技術組合起來應用，促使5G移動通信技術在各個領域中發揮其應有的作用，滿足業務需求。

2.4 超密集異構網絡技術

現在的網絡呈現出多元化的態勢，5G移動通信技術的應用促使數據流量增加。隨著無線網絡快速發展，無線節點數量也會相應地增加，宏站覆蓋區內站點的距離不會超過10 m，在每1 km2范圍內，服務對象超過20000個。超密集異構網絡促使用戶更加活躍，能夠感受到網絡信息的高速傳輸[3]。5G移動通信技術不斷發展，對于服務節點與用戶節點都可以一一對應，上網的速度有所加快。目前，用戶無線網絡需求量有所增加，很多地區已經覆蓋了無線網絡，使人們的生活更加便利。

2.5 大規模MIMO技術

大規模MIMO技術在應用的過程中不會消耗大量的能量，有很高的經濟性。多天線技術是通信技術發展的核心，在3G網絡和4G網絡的應用中有所研究[4]。要實現更好的應用效果，需要對多天線技術不斷完善并優化，確定好天線數量，保證頻譜效率與信息傳輸效率能得到有效提高。

3 5G通信系統的特點

3.1 具有較強智能連接能力

在5G移動通信技術飛速發展的環境下，根據社會經濟發展的需要，結合當前各行業變化和發展需要，調整資金投入。5G移動通信技術對人才的要求更高，為了充分發揮該技術的應用價值，提高經濟效益，有必要合理規劃人才結構，為各領域提供高素質的技術人才[5]。

3.2 5G建設重構安全

超密集網絡技術的主要作用是提高系統容量，在業務分類和網絡運營中的靈活性較高，與高效復用技術具有很好的兼容性，可以集成到網絡信息中，使網絡的整體運營具有很高的穩定性。借助5G移動通信技術，無線網絡還可以實現智能化運營，優化終端設備，提高信息覆蓋率。在處理數據資源時，網絡布局密集，應用網絡時更加復雜，為了保證網絡之間的有效合作，減少干擾因素，充分利用密集網絡技術，避免由于網絡復雜而導致信號傳輸過程受到干擾[6]。

4 6G通信技術前景

4.1 太赫茲頻段

6G通信技術的應用將使用太赫茲頻段，即100 GHz～10 THz，可以達到前所未有的水平[7]。當進入到6G時代時，無線電磁波會提高頻率，可以分配的帶寬會有更大的范圍。

4.2 空間復用技術

6G通信的應用中將使用空間復用技術，6G基站可接入的無線連接可以達到幾千個，容量比較大，而且移動通信系統的抗干擾性更強[8]。同時，6G通信技術也會面臨一些問題，即信號頻率超過10 MHz就不需要采用衍射的傳播方式，而是發揮非視距傳播鏈路的作用，采用反射和散射的方式傳播信號。以此為主要的信號傳播方式，隨著頻率的增高，傳播過程中會產生更大的損耗，減弱了繞射能力，信號覆蓋難度也會增加[9]。

4.3 動態頻譜共享+區塊鏈

6G通信技術的應用中將使用動態頻譜共享+區塊鏈技術，動態頻譜共享接入技術更加智能化，分布也更強[10]。區塊鏈是分布式數據庫，不需要中介就能夠安全更新。未來可以探索使用區塊鏈作為動態頻譜共享技術的低成本替代方案，而不再通過集中式的數據庫來支持頻譜共享接入，由此使動態頻譜接入系統的管理費用降低、頻譜效率提高。

5 結 論

通過上面的研究可以明確，5G移動通信技術促使通信領域實現跨越式發展。通信技術在不斷發展，未來6G主要應用的是太赫茲頻段、空間復用技術以及動態頻譜共享+區塊鏈，這些技術各有利弊，對此需要高度重視。對于不足之處，采取必要的措施規避，以使6G通信技術更好地發揮其作用。