2023版6G無線網(wǎng)絡新應用技術

6G無線網(wǎng)絡新應用目錄目錄--PAGE\*ROMANIII-目錄前言 I目錄 III圖目錄 V表目錄 VI一、6G線通信絡的發(fā)背景 1二、6G能指標應用場和垂直業(yè)應用例 56G能指標應用場景 5垂直行應用例 8云虛現(xiàn)實 8物聯(lián)工業(yè)自化 10蜂窩聯(lián)網(wǎng) 數(shù)字生體域網(wǎng) 13高能無線網(wǎng)控制與邦學習統(tǒng) 15三、6G能技術 176G口與傳技術 17新的形設計 17多址入 19信道碼 20無蜂大規(guī)模MIMO 24動態(tài)能頻譜享與接入 25基于塊鏈的線接入絡 26光子義無線電 27關鍵務uRLLC 296G絡架構 30軟件義網(wǎng)絡/絡功能擬化 30網(wǎng)絡片及其進 34基于務的網(wǎng)架構及演進 35認知務架構 36深度緣節(jié)點網(wǎng)絡（DEN2） 37無蜂架構 38云/霧/邊計算 41四、6G的范式變 45全覆蓋空天海一體網(wǎng)絡 45衛(wèi)星信網(wǎng)絡 45無人通信網(wǎng)絡 46海洋器類通網(wǎng)絡 48空天海一體網(wǎng)絡 50全頻譜：Sub-6、毫米、太赫、光段 53Sub-6GHz頻段 53毫米頻段 54太赫頻段 55光頻段 585G及5G后的信測量與型 60全應用：AI使能的線通信絡 65AI及器學習術概述 65物理應用 66上層用 68資源配應用 69智能生網(wǎng)絡（IEN） 71面向的息、通與數(shù)據(jù)術融合 72內生安全 74現(xiàn)狀主要問題 746G的網(wǎng)絡全隱患題 776G絡安全隱私問的可對策 78五、總結展望 81六、附錄 836.1縮略語 83參考文獻 92圖目錄圖目錄--PAGE\*ROMANV-圖目錄圖16G線通信絡的發(fā)愿景 3圖26G線通信絡概述 3圖36G文結構 4圖46G線通信絡的性指標 5圖56G線通信絡的應場景 7圖65G與6G鍵性能標、應場景需比較 7圖7云虛現(xiàn)實的考架構[17] 9圖8基于ICDT的架構 12圖9基于字孿生域網(wǎng)的情管理理圖 14圖10傳統(tǒng)動通與人體體表、內微觀動信之間的聯(lián)[43] 15圖OTFS的發(fā)射與接收端 18圖12并行聯(lián)碼編碼和碼 22圖13串行聯(lián)碼編碼和碼 23圖14三級行級碼的編和解碼 23圖15基于塊鏈無線網(wǎng)示意圖 27圖16直接-太茲和太茲-轉換圖 28圖17軟件義網(wǎng)架構的層次概述 31圖18網(wǎng)絡能虛化架構高層次述 33圖19網(wǎng)絡片的念框架[187] 34圖205G核心網(wǎng)于服務網(wǎng)絡架[192] 36圖21DEN2架示意圖 38圖22無蜂大規(guī)模MIMO的系統(tǒng)型 40圖23基于件定網(wǎng)絡的蜂窩架[202] 40圖24使能何時任何點意物體智能務的融合霧邊緣計技術的層算網(wǎng)絡架構 43圖25陸地衛(wèi)星線通信絡的融合 46圖26用于服務中心和件定義絡的海機類通信網(wǎng)功能概與拓撲構[248] 49圖27海洋器類信的國頻譜分[247][250] 50圖28空天海一化網(wǎng)絡控制架構 51圖29芯片片上線的顯照片 57圖30(a)1.6距離時用現(xiàn)品紅色LED信噪和比特載模式。在900MHz-1GHz之間仍能實二進制移鍵控高于設帶寬分復用系不同顏紅綠藍黃）的信增益[274] 59圖31使用型LED的下通信統(tǒng)[289] 60圖32用于理層信的深學習輔的貝葉最估計器 67圖33基于度強學習和理層模的網(wǎng)絡化架 69圖34虛擬聯(lián)網(wǎng)意圖 70圖35智能生網(wǎng)的自我化閉環(huán)構 726G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式-VI--VI-表目錄表1工業(yè)聯(lián)網(wǎng)用與需求[29] 表2英文略詞對表 83一、6G一、6G無線通信網(wǎng)絡的發(fā)展背景--一、6G無線通信網(wǎng)絡的發(fā)展背景2020無線通信標準化工作進入尾聲并開始在全球部署5G（e與高可靠低時延通信（uLL。5G的關鍵性能指標（KPI）20s的峰值速率、0.1Gbps的用戶體驗速率、1ms端到端時延、500km/h10010Mbps/m231004G的性能指標，例如毫米波（mmv、大規(guī)模多輸入多輸出（I、超密集網(wǎng)絡（）等[1]。2030（6G）5G準確的端到端時延。6G對時間和相位同步的精確度提出了更多更高的需求，這5G100%5G網(wǎng)絡僅局限Gbps（3D）視頻、（（ATbps級的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡需要借助人工智能（AI）與機器學習（ML）算法，實現(xiàn)一系列智能應用。網(wǎng)絡自動化將在多個方面進一步提升網(wǎng)絡的性能，例如服務質量（S、用戶體驗質量（E、安全性、故障管理、能效等方面。5G5G觸覺互聯(lián)網(wǎng)應用[2]為代表的類機器人對象的無線網(wǎng)絡控制（例如自動駕駛或工廠物流AI的分布式控制系統(tǒng)正6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--具有大帶寬和極其多樣的時延需求。這類應用以及相關的AI應用將很有可能主導6G的網(wǎng)絡流量需求。這是一片未知的探索領域，機遇與挑戰(zhàn)并存！5G無線通信網(wǎng)絡有望提供更高的頻譜/能量/（Tbps級10100100%的覆蓋率，以及亞毫網(wǎng)絡功能（V（SA（S）以及無蜂窩架構等。5G（COTS）（RAN）中的特定領域5G網(wǎng)絡4G5G傳輸單位數(shù)據(jù)4G需要新的計算范式來獲得軟件化的所有優(yōu)點而不增加總體能量消耗。5G包括短包缺陷在內（IoE）[3]2030年及之后的移動通信需求[4]，6G網(wǎng)絡必須將以人為中心作為發(fā)展愿景無線通信網(wǎng)絡6G1無sub-6GHz6G無線通信網(wǎng)絡AI技術可以實現(xiàn)網(wǎng)絡、緩存、（-6G6G26G一、6G一、6G無線通信網(wǎng)絡的發(fā)展背景--圖16G無線通信網(wǎng)絡的發(fā)展愿景圖26G無線通信網(wǎng)絡概述35G6G6G的發(fā)6G6G6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--新的網(wǎng)絡架構。6G新的范式轉移，即全覆蓋、全頻譜、全應用、強安全將在第四章介紹。第五章做出總結。圖36G本文結構二、6G二、6G性能指標、應用場景和垂直行業(yè)應用示例--二、6G性能指標、應用場景和垂直行業(yè)應用示例2.16G性能指標和應用場景5G（IMT-2020）[6]相比，6G45G206G1-10TbpsGbps1Gbps/m23-55G100100技術可以實現(xiàn)更好的網(wǎng)絡管理和自動化，以實現(xiàn)上述愿景。由于異構網(wǎng)絡、6G的連接數(shù)密度將增加1000倍。為了應對衛(wèi)星、無人機和超高鐵等高移動性場景，6G支持的移動速度將遠高于500km/h1ms[7]，6G無線通信網(wǎng)絡的性能。圖46G無線通信網(wǎng)絡的性能指標201936G100Gbps1-10Gbps。連接數(shù)密度可10000.3m5G10倍，5G1000010cm6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--1m69（99.9999%[8]6G關鍵性能指標為：>1Tbps的峰值速率、1Gbps的用戶體驗速率、10-100us1000km/h1000萬設備的連接數(shù)密1Gbps/m25G10-1005-10倍。在文獻[9]6G無線通信網(wǎng)絡的關鍵性能指標也提出了類1AI6G無線通信網(wǎng)絡的設計與規(guī)5G主要集中在eMBB、mMTC和uRLLC三大應用場景，6G無線通信網(wǎng)絡將在很大程度上增強和擴展上述應用場景。文獻[8]將增強的三個場景稱為進一（f（umT和增強的高可靠（uLL（L）和超低功耗通信（ELPC）也很有希望。文獻[4]提出的三種場景為泛在移動超寬（u（uHSLL（uH國際電信聯(lián)盟（ITU）202026G6G愿景2023年完成。ITU-T1320187月16-27日于日內瓦舉行的會議上成立了ITU-T針對2030年網(wǎng)絡技術的焦點組（FGE-0302030的高精度通信需求。20304.0和機器人相關的通信等[4][11]（如移動電話和筆記本電腦因此在設計時要考慮設備重量和數(shù)據(jù)的安全性[4]。6G5G55GfeMBBumMTC、muRLLC、MBRLLCERLLC場景，6G無線通信網(wǎng)絡的性能將大大提高。6G1)以人為中心的服務，2)二、6G二、6G性能指標、應用場景和垂直行業(yè)應用示例--移動性通信，3)超低功耗通信，4)通信、計算、控制、定位和傳感的融合，5)分布式AI生物納米物聯(lián)網(wǎng)等[12]65G6G關鍵性能指標和應用場景的比較。圖56G無線通信網(wǎng)絡的應用場景圖65G與6G關鍵性能指標、應用場景需求比較6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--垂直行業(yè)應用示例5G無線通信網(wǎng)絡已經顯示出成為現(xiàn)代信息社會基礎設施的可能性。目前已5G6GC-V2X云虛擬現(xiàn)實近幾年來，虛擬現(xiàn)實技術已經應用于教育、醫(yī)療、軍事等多個專業(yè)領域[13]-[16]5G和多接入邊緣計算（MAEC）技術的發(fā)展，云虛擬現(xiàn)實的理念已7[17][18]LGUplus[19]和中國電信[20]5G6G6G方向發(fā)展。二、6G二、6G性能指標、應用場景和垂直行業(yè)應用示例--[21]介紹了通過人眼的云虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過使用沉浸[23]DeepFoveaRGB14倍以上的壓縮。研究結果表明，基于深度學習的注視點可以顯著降低渲染負載。圖7云虛擬現(xiàn)實的參考架構[17]5G[24]42%[25]18%。[26]6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--文獻[27]6G向盈利。我們相信云虛擬現(xiàn)實將會越來越流行，并最終惠及整個生態(tài)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)自動化工業(yè)4.0是工業(yè)革命第四階段的短期目標。與工業(yè)革命第三階段（即利用電子和信息技術實現(xiàn)制造自動化4.0旨在使基于物理信息系統(tǒng)的工業(yè)4.0（IT制造領域泛在連接服務的優(yōu)勢[28]4.0完美匹配。5G聯(lián)盟201845G（ICT（、學術界，以及其他群體[29]。5G-ACIA5G技術的智能制造方面的應用領域和典型用例：人機界面和生產IT，4)物流和倉儲，5)監(jiān)控和預測維護。移動機器人，5)控制，9)過程監(jiān)控，10)工廠資產管理。5G1給出了一些典型的用例明確的性能要求[29]二、6G二、6G性能指標、應用場景和垂直行業(yè)應用示例--運動/5G6G的初始用例。表1工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)用例與需求[29]用例可靠性循環(huán)時間典型有效載荷大小設備數(shù)量典型服務區(qū)域運動控制印刷機>99.9999%<2ms20bytes>100100m×100m×30m機床>99.9999%<0.5ms50bytes~2015m×15m×3m封裝機>99.9999%<1ms40bytes~5010m×5m×3m移動機器人協(xié)同運動控制>99.9999%1ms40-250bytes100<1km2視頻遙控器>99.9999%10-100ms15-150kbytes100<1km2具有安全功能的移動控制面板裝配機器銑床>99.9999%4-8ms40-250bytes410m×10m移動起重機>99.9999%12ms40-250bytes240m×60m進程自動化/監(jiān)控>99.99%>50ms可變10000設備/km2蜂窩車聯(lián)網(wǎng)車聯(lián)網(wǎng)（V2X）是自動駕駛的關鍵驅動力，在提高道路安全和交通效率方面有著廣闊的前景[31]。C-V2X是3GPP指定的標準化車聯(lián)網(wǎng)解決方案，為車對車（（P（（提供低時延、高可靠性和高吞吐量的通信能力。C-V2X（NR-V）[32][33]。4G長期演進系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的，主要為-V5G（系統(tǒng)，用，如隊列、高級自主駕駛、擴展傳感器和遠程駕駛等。NR-Vms或更低的時延、99.999%1Gbps的擴展傳感器信息數(shù)據(jù)速率。NR-V滿足這些關鍵性能指標要求的關鍵技術包括高效的無線資源調度和強大的PC5接口上的資源調度[34]-[36]。3GPP（服務器能夠支6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--任務卸載策略已經得到了廣泛的研究。隨著AIC-V2X應提供系統(tǒng)解決方案，以支持智能運輸系統(tǒng)（ITS）關鍵參與者之間的合作，并[37]方案。此外，還需要進一步解決以下問題。ICDTC-V2X體系結構和空口C-V2X體系結構是一種蜂窩網(wǎng)絡體系結構，具有完全虛擬化的網(wǎng)絡資源（通信資源、計算資源和存儲資源，可被靈活地調度用于C-V2XC-V2X功能都是根據(jù)駕駛需求動態(tài)生成的。8C-V2XC-V2X全局控制的。控制節(jié)點和計算節(jié)點包括中心節(jié)點和分布式節(jié)點。圖8基于ICDT的C-V2X架構（BS）C-V2XC-V2XV2X應用中公開。C-V2XMIMO、毫米波、可見光通信（VLC）和C-V2X空口應該設計成統(tǒng)一的無線波形。二、6G二、6G性能指標、應用場景和垂直行業(yè)應用示例--C-V2X技術驗證和測試C-V2XV2XC-V2X的功能和性能仍然是一項困難的工作[38]C-V2X的自動C-V2X的新頻譜文獻[39]C-V2XNR-V系統(tǒng)中，30-40前所述，使用大規(guī)模MIMO技術的毫米波、可見光和太赫茲通信可為C-V2X引C-V2X技術的頻譜需求評估有待進一步的研究。數(shù)字孿生體域網(wǎng)2016-201820196G峰會6G（>100臺/人（I（TAI技術可以對個體健康狀況進行準確6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--6G和ICT物研發(fā)，降低成本，從而提高人類的生活質量。9具有強大的優(yōu)勢。以冠狀病毒（COVID-19）疫情管理為例，將經歷以下過程：醫(yī)生通過對數(shù)字孿生對象的非接觸檢測來追蹤人群行為的源頭，從而找到感染源。GlobalDataAnalysisGlobalDataAnalysisCloudlayerFoglayerFirst-levelDataAnalysisSensorlayerNetworkArchitecture[42]Neverdropmonitoringmonitoring+edgedigitaltwinningPrivacymodel+fogcomputingallocationAutomaticallyselectnetwork,storage,andcomputingNon-contacttwinmonitoring+findingthesourceoftwininfectionTwindrugtrialstospeedupclinicaltrialsEmotionalinteractionwiththeisolatorthroughthesynesthesianetworkProcessingSteps圖9基于數(shù)字孿生體域網(wǎng)的疫情管理原理圖10之間存在較強的關聯(lián)。數(shù)字孿生體域網(wǎng)的網(wǎng)絡結構特點包括：5G6G時代，將進一步發(fā)展到以個人為單位。二、6G二、6G性能指標、應用場景和垂直行業(yè)應用示例--霧計算與智能協(xié)作：多個網(wǎng)絡的智能選擇與協(xié)作促進了網(wǎng)絡管理的自主性[42]。開放式AI5G之前的軟件定義網(wǎng)絡基礎上，發(fā)展了數(shù)字孿AI數(shù)據(jù)價值。隱私與安全：安全的多方計算、區(qū)塊鏈、隱私數(shù)據(jù)都不是由體域網(wǎng)產生存儲、帶寬資源的價值。綠色與能源：智能跑鞋發(fā)電等自發(fā)電設備以及靈活調度計算任務的節(jié)能模式，解決了膠囊機器人等可穿戴智能體在人體發(fā)展的最后一公里問題。圖10傳統(tǒng)移動通信與人體、體表、體內微觀移動通信之間的關聯(lián)[43]高能效無線網(wǎng)絡控制與聯(lián)邦學習系統(tǒng)COVID-19[44]（（如激光雷達和雷達6G6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--布式學習算法所需的通信量。根據(jù)算法劃分，時延要求可以較高（61ms）或相（10m5G要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量將達到一個新的水平。6G6G構建特定6G，我們必須通過設計領域特定的機器來找到一個等價的解決方案[45][46]，這是對當今商用現(xiàn)成品AI引擎的補充。三、6G三、6G使能技術--三、6G使能技術為了實現(xiàn)上述關鍵性能指標，6G6G架構。6G空口與傳輸技術6G動態(tài)頻譜共享和接入，基于區(qū)塊鏈的無線接入網(wǎng)絡，光子定義無線電，以及uRLLC場景多連接技術。新的波形設計現(xiàn)有波形綜述慮各種參數(shù)，包括時間/頻率定位、時間/峰均比。5G標準的發(fā)展過程中，業(yè)內研究了多種正交頻分復用（OFDM）（GF（F的系統(tǒng)中，新的波形還應該支持靈活的網(wǎng)絡切片。52.6GHz6G52.6GHzIEEE802.11ad[47]6G挑戰(zhàn)。文獻[48][49]研究了一種新的波形調制技術—正交時間頻率空間調制技術（TFSTFS6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--OTFS二維正交基函數(shù)集合上。OTFS技術的收發(fā)端如圖11所示。發(fā)射端首先將二維逆有限辛傅里葉變換（ISFFT）x(n)HeisenbergOTFS技術rWigner（SFFTTFS技術可以比傳統(tǒng)正交OTFS仍存在MIMO的結合也是今后的研究方向。圖11OTFS的發(fā)射端與接收端極低功率的波形設計當前新的主流波形，如（加窗口的）正交頻分復用、廣義頻分復用、OTFS（256正交振幅調制循合理的優(yōu)化目標。10位以上的模數(shù)（A/D）100Gbps1TbpsA/D轉換器本身在10瓦[51]A/D轉換器決定。6G70GHz以上，甚至Gbps及以上的數(shù)據(jù)速率，多波束鏈路對每束的頻譜效率的要求也低于5bps/Hz。這種新的邊界條件為擺脫頻譜效率越來越高但能量效率越來越低的多載波調制設計方案限制提供了可能。相反，調制方案可以圍繞優(yōu)化A/D轉換器功耗的基本假設來設計。A/D動很低，但可實現(xiàn)的時間分辨率很高。1-bitA/DA/D轉換器的三、6G三、6G使能技術--數(shù)。A/D轉1-bitA/DA/D1瓦，因此顯然還需要提出進一步的方法。多址接入（OMA）已經（是下一代多址接入技術的一個典范。NOMA的核心思想是鼓勵移動用戶之間的頻譜共享，利用用戶的動態(tài)信道條件QoS要求NOMA冪域NOMA為例[58]避免了頻譜效率低下的情況，即寶貴的帶寬塊只由信道條件差的用戶占用。NOMA采用先進的多用戶檢測技術，以合理的計算復雜度有效抑制頻譜共享引起的多址干擾。NOMA5G5G系統(tǒng)中取代正交頻分復用的愿景并沒有實現(xiàn)。NOMA僅被用作下行傳輸?shù)目蛇x傳輸模型。我們注標準化進程受阻并不是因為業(yè)界對NOMANOMA有著巨大興趣，還是存在一些技術方面的原因與爭論導致NOMANOMA進行下行傳輸[59]3GPP1415項3GPP15作為可選模式[60]3GPP16中的一個研究項目，使用NOMA20多種不同的形式NOMA工作組未能達成共識，導致NOMA5GNR[61]。因此，5GNOMA標6GNOMA框架：6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--NOMA5GNOMA形式所承5GNOMA形式都是為特定的目的的開發(fā)主要是為了支持mMTCNOMAeMBB的系統(tǒng)吞吐量而聞名[62]6G系統(tǒng)中部署NOMANOMANOMA傳輸，在實際應用QoSQoS需求在實際應用中更加可行應用中是可以快速變化的。特別地，對QoS要求較低的用戶可以與對頻譜QoS-多的自由度[64][65]。NOMANOMA信場景和用戶案例[66]型服務[67]NOMA原則上可以減少移動邊緣計算的時6GNOMA常重要的[68][69]中得到支持的愿景。大規(guī)模多址接入的關鍵挑戰(zhàn)是如何連接大量具有短包傳輸特征的設備[70]NOMA可以支持半資費傳輸，QoS保障問題[71]。信道編碼信道編碼的發(fā)展受到了香農的開創(chuàng)性工作[72]啟發(fā)，該工作預測通過在發(fā)送的消息上附加冗余信息，信道編碼可以實現(xiàn)無限低的誤比特率（ER。自香農70可以大致分為線性分組碼和卷積碼。5GeMBB、為不同關鍵任務場景uRLLCmMTC。當然，這三種模式的特征十uRLLC低的，uRLLC模式主要是為低時延控制應用程序設計的，比如傳輸信道質量信三、6G三、6G使能技術--Turbo碼、低密度奇偶校驗（LDPC）碼和極化碼[73]在糾錯能eMBB數(shù)據(jù)[75][76]中所述下一代極化碼5G[78]文獻[79]輔助逐次消除表的極化碼的誤碼率性能優(yōu)于使用相似參數(shù)的低密度奇偶校驗碼。極化碼與高階調制方案的有效結合，包括多級極化編碼調制[73]和位交織極化編碼調制1/NTurbo編碼和低密度奇偶校極化信道可靠性計算的復雜度相當高[73][81][74][75]中所討論已經在文獻[76][77][82]于為衰落信道設想的創(chuàng)新編碼結構的文獻還很缺乏[83]-[85]。盡管具有靈活的碼參數(shù)是非常重要的，但是大多數(shù)現(xiàn)有的極化碼都有長度，2在文獻[86][87]中，特定的核矩陣被用來構造長度靈活的極化碼，而不使用增信Turbo式探測方案是設計下一代收發(fā)機的關鍵。6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--Turbo解碼器的實現(xiàn)有大量的[88][89][90]-[95]收發(fā)機下一代前向糾錯llgr的低密度校驗碼解碼器[96]到Turbo12右側所示的軟信息的迭代交換是有益的，因為譯在文獻[98]中顯示，Berrou10-4時比同樣復雜的2dB，前提是使用足夠長的Turbo交織器。圖12并行級聯(lián)碼的編碼和解碼自從Turbo（PCC）[97]（SCC）[99]（HCC）[88][89][100]述基于迭代軟信息交換的Turbo原理可用于上述方案的檢測。并行級聯(lián)方案BCH編碼也被使用[98]I）編碼，輸入信息位的交織版本由第（編碼器Turbo碼[90]。HARQ碼并行級聯(lián)碼的一個特別有益的類族是多分量urbo碼類[91]HARQ50%1/2N1/N。三、6G三、6G使能技術--串行級聯(lián)方案13所示[99]（編I）和內部編碼器（II）均衡[92][98]、編碼調制[93][94]多用戶檢測[101][102]/[103]-[105][107]-[110]14展示示了一個三級串行級聯(lián)碼的示意圖[107][110]。圖13串行級聯(lián)碼的編碼和解碼圖14三級串行級聯(lián)碼的編碼和解碼不規(guī)則前向糾錯：外部信息傳遞圖表輔助設計時代BCH編碼類族可以滿足這一設計準則[98]。卷積碼的維特比譯碼依賴于最大似然序列估計算法[111]，該算法并沒有最1974年，BahlCockeJelinek和RavivBCJR解碼器的青睞[112]。雖然它能夠直接最小化誤碼率，但是它的性能仍然與最大似然序列估解碼器一直處于封存狀態(tài)，直到TurboBrink一個歷史性的突破[113]-[116]，將迭代檢測輔助Turbo接收機的收斂行為可視化。6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--無蜂窩大規(guī)模MIMO（oPIMO大規(guī)模MIMO5GNRMIMO雜性[117]。MIMO的概念被提出，其通過突破蜂窩結構來克服蜂窩間干擾[118]MIMO的性能增益來自于（的聯(lián)合處理[19][120]IO已經被證明比集中式大規(guī)模MIMO和小蜂窩具有更高的頻譜效率[121]MIMO原型系統(tǒng)表明，100MHz128×128的大規(guī)模分布式10Gbps的數(shù)據(jù)速率[122]窩大規(guī)模MIMO也面臨著實現(xiàn)復雜度高、回傳/前端要求高、同步和信道狀態(tài)信MIMO的容量進行了（5-10個MIMO也具有信道硬化效應[123]。MIMO通常采用最大比合并（MRC）接收[124]MIMO的空間復用增益。使用迫零（ZF）/最小均方誤差（MMSE）接收機或迫零/歸一化迫零（RZF）預應用的主要因素。CPU理方法來最大限度地降低回傳容量要求，還需要進一步研究。MIMO容量增益的開發(fā)依賴于準確的信道狀態(tài)信息。首先，GPSIEEE1588MIMO類似，在無蜂窩大規(guī)模MIMOMIMO的節(jié)三、6G三、6G使能技術--于節(jié)點間鏈路信噪比和信道變化的影響，校準的精度和頻率需要進一步研究。MIMO（例如文獻[118]大最小公平策略，但是這些策略在性能和計算上都不能擴展。當網(wǎng)絡的大小增與一個或多個這樣的服務簇關聯(lián)起來[125]。這有助于使用本地功率控制機制，該機制可以獲得與全局最大最小公平優(yōu)化相當?shù)男阅?，盡管其性能較差。動態(tài)智能頻譜共享與接入6G對峰值速率和海量接入的嚴格要求是一項具6Gsub-6GHz[126][127]來支持動態(tài)和智能的頻譜共享與接入[128][129]。6Gsub-6GHz頻段，人們最感興趣的是工業(yè)、科學與醫(yī)療5GHzMHz的頻譜帶寬可用。然而，在ISM頻段Wi-Fi6G無LTE-LAA[130]-[132]。共生無線電（S：共生無線電是認知無線電和頻譜共享的最新發(fā)展。它以頻譜和節(jié)能的方式使大規(guī)模接入成為可能。基于環(huán)境背向散射通信[133][134]，（[137]。AI的動態(tài)頻譜共享：頻譜共享技術的設計通常需要系統(tǒng)間廣泛的信息交換。6G的網(wǎng)絡環(huán)境會變得越來越動態(tài)和復雜，這給動態(tài)頻譜管理的實現(xiàn)帶來了困難。AI正成為支持動態(tài)頻譜管理的有效推動者，以應對這些挑戰(zhàn)。例如（LTE網(wǎng)絡在未授權頻段內運行時能夠學習Wi-Fi[132]。6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--在共生無線電網(wǎng)絡中，用戶關聯(lián)問題可以使用深度強化學習[138]在有限的環(huán)境信息下解決?；趨^(qū)塊鏈的無線接入網(wǎng)絡區(qū)塊鏈是一種顛覆性技術。區(qū)塊鏈最初是為加密貨幣（如比特幣[139]）設計5G6GFCC在20186G[141][142][144][145][146]、能源交易[147][148]和網(wǎng)絡切片[149]現(xiàn)有的區(qū)塊鏈通常可以保護安全性，但會導致相對較長的時延，也稱為安全-時延折衷[152]。對于時延敏感的無線服務，它仍然需要更多的研究來實現(xiàn)更短的時延[153]。其次，當前的區(qū)塊鏈技術面臨可擴展性問題，限制了基于區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡的網(wǎng)絡吞吐量。分析和設計新的區(qū)塊鏈結構的工作可能有助于消除這一障礙[154][155][141][146]此，在移動環(huán)境中迫切需要節(jié)能的共識機制。三、6G三、6G使能技術--SmartSmartContractServiceCostSignatureOfflIoT

圖15基于區(qū)塊鏈的無線網(wǎng)絡示意圖為提供超寬帶移動服務，5G6GHz28GHz10Gbps100GHz以下的可用無線電頻率資源仍然是有限的，在此頻段中要進一步增加無線大的帶寬[156][157]100Gbps的帶寬來容納指數(shù)級增長的無線6G服務的有希望的候選頻段[158]。6G[159]信的高移動性的雙重優(yōu)勢使得光纖-太赫茲-光纖無縫通信系統(tǒng)成為一個很有前景的選擇[160][161]。16f06G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--送到本地光到太赫茲（O/T）變換器上。然后在超高速單行載流子光電二極管（UTC-PD）fTx,LO的本地振蕩器（激光器）進行光外差混合，（HA）-（ZfRx,LO的光載波上。經過調制后，光信號包含一個上調制邊帶和一個下調制邊（PF圖16直接光-太赫茲和太赫茲-光轉換圖1km[162][163]。這些頻器之間的損耗[164]。還應該采用多天線系統(tǒng)，推動先進的有源陣列天線，以補165]（三、6G三、6G使能技術--3THz無線電波都應加以頻率管制，并就其用于無源和有源服務達成全球共識。關鍵任務uRLLC5G3GPP的主要目標是將時延最199.999%4GHARQ過程獲得的。然而，uRLLC中的嚴格時延約束無法支持多次重傳。5G中進行了標準化。比如：為了降低接入時延，用戶設備還可以通過搶先調度模式來占用已經分配給其他類型應用的（ini-lot（OESET6GuRLLC（如機器人和自主系統(tǒng)）渴望更高的可靠性和更低的時延這一因素驅動的，如2.2.2節(jié)所述。以智能工廠為例，提高通信的可靠性是大規(guī)模生產最關鍵和最具6G99.99999%0.1方面，一些未來的新應用場景將模糊eMBBuRLLC（XR）的體驗。擴展現(xiàn)實包括增強混合和虛擬現(xiàn)實技術，可以捕捉所有源于人類的感官，認知和生理的知覺輸入[3]5GeMBB和uRLLC可能會在未來6G數(shù)據(jù)速率。6G的設計2010Dobrushin和Strassen的研究基礎上，PolyanskiynR[169]nR建模成由信道容量和信道彌散組n的影RPe6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--nuRLLC奠定了理論基礎[170]。提高了其空間分集度[171]。從信息論的角度，我們發(fā)現(xiàn)低延時的多連接傳輸可以被建模為具有有限編碼長度的單輸入多輸出（SIMO）系統(tǒng)，其可靠性主要依賴6G中的uRLLC轉變?yōu)榍蠼馊缦翿Pe？這一問題的解決也為多連接的各種實際應用場景提供重要的工程另一種平衡可靠性與低時延高數(shù)據(jù)速率之間矛盾的解決方案是分布式天線（DAS）系統(tǒng)[172]RAUDAS能為特定區(qū)（如工廠式MIMO[172]。因此，通過探索MIMOMIMO的空間自由dofdof（即最高數(shù)據(jù)速率d<dofRAU將相同的數(shù)據(jù)流發(fā)送到相同的目的地（SIMO情況相同，則可以獲得最大的可靠性，但同時具有最小的數(shù)據(jù)速率。更重要的用特性平衡uRLLC的整體性能。6G網(wǎng)絡架構6G/網(wǎng)絡和云/霧/6G網(wǎng)絡架構。軟件定義網(wǎng)絡/網(wǎng)絡功能虛擬化軟件定義網(wǎng)絡及其演變三、6G三、6G使能技術--（邏輯SDN控制器SDN控制器，網(wǎng)絡應用和服務請求的數(shù)據(jù)平面也得以被簡化和抽象[174]。17所示。數(shù)據(jù)平面由分布式網(wǎng)絡元素組成，這些網(wǎng)（也稱為數(shù)據(jù)-控制器平面接口D-CPI）發(fā)SDN控制器。控制器平面由一個或一組邏輯集SDN控制器組成，這些控制器負責翻譯應用程序的請求，并對網(wǎng)絡元素進行（應用-控制器平面接口A-CPI）新近提出的，負責配置和監(jiān)視網(wǎng)絡[174]-[177]。圖17軟件定義網(wǎng)絡架構的高層次概述SDN5G的關鍵推動力。SDN5G5G網(wǎng)絡數(shù)據(jù)提供更好的數(shù)據(jù)流服務。SDN5G[178]，然而其在部6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--SDN訓，SDN在部署上會產生巨大的成本，5GSDN網(wǎng)5G需要在SDNSDN運行在Windows或Linux6G網(wǎng)絡中，混合SDN有望有效緩解上述挑戰(zhàn)?；旌蟂DN是指這SDN由傳統(tǒng)網(wǎng)絡和SDNSDN互至關重要[176][177]。此外，隨著AI在通信網(wǎng)絡中的引入，SDN的自動化程度也有望提高。網(wǎng)絡功能虛擬化及其演變（如大容量服務器NFV（如中間件或網(wǎng)絡設備軟件[174]。18NFVNFV體系結構通常由三個主要組件組成：網(wǎng)絡功能虛擬化基礎設施（I、虛擬化網(wǎng)絡功能（F）V管理編排（V&O。網(wǎng)絡功能虛擬化基礎設施提供了必要的資源來支持虛擬化網(wǎng)絡（ES管理編排涵蓋了支持網(wǎng)絡功能虛擬化基礎設施的物理資源和軟件資源的編排和生命周期管理，以及虛擬化網(wǎng)絡功能的生命周期管理。NFV管理編排還與運營NFV可以集成到現(xiàn)有的網(wǎng)絡管理中[179][180]。SDNNFVSDNNFV旨在將網(wǎng)絡轉發(fā)和其他網(wǎng)絡功能從其運行的硬件中抽象出來。SDN將交換機、路由器等物理網(wǎng)絡NFV三、6G三、6G使能技術--舉例來說，當SDN雖然負責將數(shù)據(jù)包SDN的路由、策略定義和應用程序NFVSDN控制并編排這些網(wǎng)絡功能以用于特定的用途[181]。綜上所述，SDNNFV密切相關，它們高度互補，但并不相互依存。它們可以互惠互利，產生更大的價值。例如通過采用SDN技術，NFV可以提高其性能[182]。圖18網(wǎng)絡功能虛擬化架構的高層次概述NFV5G5GNFV將實現(xiàn)云無線接入網(wǎng)的虛擬化，這將有助于部署網(wǎng)絡并減少支出。此外，NFV還將提供網(wǎng)絡切片的基礎設施，允許將物理網(wǎng)絡分割成多個虛擬網(wǎng)絡，以支持不同的無線接入網(wǎng)或各種服務。在未來，NFV將通過動態(tài)創(chuàng)建服務鏈，使5G網(wǎng)絡支持基于服務的架構。因此，NFV5G網(wǎng)絡具有彈性和可擴展性，提高了靈活性并簡化了管理[183]。盡管如此，SDNNFV5G6G中的管理運行仍是一個開放性挑戰(zhàn)，SDNNFV6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--SDNNFV6G問題[184]。網(wǎng)絡切片及其演進擬化且獨立的邏輯網(wǎng)絡[185]。一個網(wǎng)絡切片是一個邏輯上獨立的端到端網(wǎng)絡，它根據(jù)服務等級協(xié)議（SLA）20805G環(huán)境下的網(wǎng)絡切片[186]。19所示，網(wǎng)絡切片的概念主要包括三個層次，即業(yè)務實例層、網(wǎng)絡切片實一個網(wǎng)絡切片實例可以完全或部分地、邏輯上和/或物理上與另一個網(wǎng)絡切片實/邏輯資源上的網(wǎng)絡功能[187]。圖19網(wǎng)絡切片的概念框架[187]從而保證了性能、可擴展性、可靠性和安全性等的提升[188]。文獻[189]定義了不同的切片類型，即eMBBmMTCuRLLC。網(wǎng)絡切片基于SDNNFV，因此繼承了它們在復雜性、可靠性、安全性和多租戶問題上的大部分問題和挑戰(zhàn)。三、6G三、6G使能技術--除了從SDNNFV6G中加以解決。(1)于SDNNFV(2)基于服務的網(wǎng)絡架構及其演進5G核心網(wǎng)絡[190][191]205G核心網(wǎng)絡中的參考S（SF（EP。接入和移動管理功能（F）托管所有N2NAS消息UEAMFUE（PCF）SMF的會（存儲用戶數(shù)據(jù)和概要文件。UPF是用戶層網(wǎng)關，其通過將無線接入網(wǎng)絡節(jié)點連接到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡（DN）來服務于UE。應用程序功能（AF）支持應用程序的動態(tài)策略和收費控UE5GDN可以是運營商服務、Internet儲功能（F）和網(wǎng)絡暴露功能（EF。F可以為網(wǎng)絡功能提供注冊和發(fā)現(xiàn)NEF（企業(yè)或合作運營商絡內部使用[192][193]。SBASBASBA6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--[193][194]5G中SBA的案例研究和部署考慮。然而，SBA5G6G帶來了新的安全挑戰(zhàn)。SBA的接口的保護。SBA5G6GSBA中UE之間的安全，需要諸如傳輸層安全、開放授權等安全機制[195]。圖205G核心網(wǎng)基于服務的網(wǎng)絡架構[192]認知服務架構6G斷變化的業(yè)務需求，6G并且能夠對控制層中的網(wǎng)絡進行非常細致的調整。核心網(wǎng)的SBA核心網(wǎng)絡的SBASA。SA有兩個特性，首先，它可以準確地識別目標行為、場景語義6G核心網(wǎng)絡具有情境認知能力，能夠非常細致地感知服務需求的變化。然后，在CSA中形成了一個完整的感知、決策和評價的認知閉環(huán)。CSA和邊緣核心，6G核心網(wǎng)絡將利用邊緣計算形成一個多中心架構，提供高效、靈三、6G三、6G使能技術--5G核心網(wǎng)絡將不再直UEUEAICSA中，6G將進一步從目前的“人-機-“人-機-物-靈”交互[198]。這些新的泛在、社會化、承上啟下的、基于意識的通網(wǎng)絡可以通過感知5G網(wǎng)絡的服務能力已經不能滿足未來沉浸式萬物互聯(lián)服務的需6GAI功能的終端設備將與各種邊緣和云資源無縫協(xié)作。+邊緣+AIAIAR/VR[201]AI服務將6GAI深度邊緣節(jié)點和網(wǎng)絡（DEN2）圍內的創(chuàng)新變得越來越重要。DEN2索工業(yè)級隔離，這是以經濟高效的方式授權許多工業(yè)用例的基本需求。（例如數(shù)以百萬計的數(shù)量級也無法更大規(guī)模地利用數(shù)字轉型平臺的功率，甚至可能成為未來產業(yè)創(chuàng)新的障礙。因此，DEN221DEN2DEN26G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--邊緣計算或霧計算。它的愿景是建立一個能夠為各種工業(yè)和非工業(yè)終端提供統(tǒng)一訪問權限的超高性能平臺。另一方面，DEN2DEN2心化。圖21DEN2架構示意圖AI可以通過重新構建協(xié)議棧來完成。DEN2無蜂窩架構2070年代首次提出蜂窩網(wǎng)絡以來（由于路徑損耗6G/而隨著基站/5G網(wǎng)絡中，基站/三、6G三、6G使能技術--干擾，使得邊界效應成為蜂窩系統(tǒng)的主要瓶頸。從信息論的角度來看，文獻[120][204]指出，蜂窩網(wǎng)絡的面積譜效率正在接近物理極限，無論使用什么樣的絡MIMO為了解決上述問題，文獻[121]MIMO網(wǎng)絡作為一種實MIMO22MIMO的通用系統(tǒng)模型，其中多個（數(shù)千個或更多）接入點在相同的時-頻資源下聯(lián)合服務于多個用戶終端。所有的接入點都分布在一個大的區(qū)域（例如整個城市，并連接到一個或多CPU23[205]SDN控制器的高密度智慧城市無蜂窩架構的具體設計，與傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡相比，移動終端需要提前與一個基站/接入點相關/接入點不需要維護相關終端的列表。相反，SDN控制器中的關聯(lián)控件將決定終端應該通過控制鏈接關聯(lián)哪些基站/控制器中的傳輸控制將創(chuàng)建動態(tài)上行鏈路/下行鏈路和回傳鏈路，以支持終端和基站/接入點之間的聯(lián)合發(fā)送或接收，這意味著同一組的基站/接入點可以彼此協(xié)作以實現(xiàn)指定終端的聯(lián)合發(fā)送和接收[205]。無蜂窩大規(guī)模MIMO引起了研究者們的研究興趣，并成為6G無線通信網(wǎng)絡的潛在技術之一[206]-[208]。無蜂窩大規(guī)模MIMO的主要優(yōu)勢在于：高網(wǎng)絡連通性（高覆蓋率IOMIMO所有用戶都提供很好的服務。MIMO（接入點MIMOMIMO頻譜效率和能效。簡單的線性信號處理和低成本器件：由于接入點數(shù)量大，再加上大數(shù)定律，MIMO可以具有良好的傳播和信道固化（6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--（大尺度衰落MIMOMIMO圖22無蜂窩大規(guī)模MIMO的系統(tǒng)模型圖23基于軟件定義網(wǎng)絡的無蜂窩架構[202]三、6G三、6G使能技術--要完全實現(xiàn)無蜂窩大規(guī)模MIMO的上述優(yōu)勢，還面臨許多挑戰(zhàn)。以下是無蜂窩大規(guī)模MIMO今后的一些重要研究方向：[121]MRMR處與接入點之間的通信主要限于負載數(shù)據(jù)和功率控制系數(shù)。MR處理很簡單，可以用分布式的方式實現(xiàn)能方面要比MR處理好得多/ZF和MMSE方案緊密配合，是一個具有挑戰(zhàn)性和重要意義的研究方向。MIMO[121]和[210]CPU對所有接入點-CPU（接入點/終端的數(shù)量[125][121]MIMO中一個非常重要的開放問題。云/霧/邊緣計算計算技術的演進網(wǎng)絡和蜂窩核心網(wǎng)絡[67]（即付即用）以及方便的應用和服務供應[211]。然而，云計算集5G6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--ETSI是一種可以在無線IT[212]。20173ETSI擴大了ECETSI（ulti-sobil”一詞[21]EC也將非移動網(wǎng)絡的邊緣計算考慮在內。霧計Cisco公司提出的。開放霧聯(lián)盟（OpenFog）進一步推廣了霧計算相關概念，以擴展和推廣邊緣計算[213]。OpenFog將霧計算定義為一種“系統(tǒng)級的MEC只在單機模式下運行，而霧計算有多個相互連接的層，可以與遠距離的云和網(wǎng)絡邊緣進行交互[211][218]。文獻[219]將AI和邊緣計算結合用于處理未來出現(xiàn)的通信問題。集成的多層計算網(wǎng)絡橋梁[213]。例如，霧和邊緣一起確保了在數(shù)據(jù)生成和使用位置附近進行及時的數(shù)范例。24所示[220]三、6G三、6G使能技術--246G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--四、6G四、6G新的范式轉變--四、6G新的范式轉變6G的范式轉變，即全覆蓋、全頻譜、全應用和強安全。全覆蓋將利用衛(wèi)星通信、sub-6GHz、毫米波、太赫茲以及光頻段的全頻譜資源將會被充分挖掘。6G/緩存和AI6G網(wǎng)絡時就應被考慮，也稱為內生安全，包括物理層和網(wǎng)絡層。全覆蓋：空天地海一體化網(wǎng)絡5G與衛(wèi)星網(wǎng)絡一體化[221]-[[224]、5G與無人機網(wǎng)絡一體化[225]-[227]以及空天地一體化網(wǎng)絡[228]-[231]6G了展望。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡衛(wèi)星通信網(wǎng)絡可以為擴展現(xiàn)有地面通信網(wǎng)絡提供有價值的幫助，如無縫無線覆蓋，被認為是未來無線網(wǎng)絡體系結構中有潛力的解決方案[221]-[224][232][233]，如圖25所示。由于能夠提供越來越高的無線數(shù)據(jù)速率，多波束衛(wèi)星在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中（或不同極化未來衛(wèi)星通信網(wǎng)絡存在著以下技術挑戰(zhàn)：衛(wèi)星信道的精確建模對于衛(wèi)星通信網(wǎng)絡物理層傳輸設計至關重要。與地延時間長等特點。因此，衛(wèi)星信道特性需要進一步的研究。具有提高頻譜效率和能效等能力的大規(guī)模IO5G5GMIMO未來衛(wèi)星通信網(wǎng)絡部署大規(guī)模MIMO系統(tǒng)時，應考慮到這些實際問題。6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--與地面蜂窩網(wǎng)絡類似，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡將涉及多顆衛(wèi)星，多顆衛(wèi)星協(xié)同向的關鍵挑戰(zhàn)。5G5G訪問控制協(xié)議，例如隨機訪問、HARQ等。

圖25陸地和衛(wèi)星無線通信網(wǎng)絡的融合[234][235]，而且可以在不同場景下作為新的空中用戶[236]。根據(jù)不（LP（P。無為兩類：基于LAPHAP的通信網(wǎng)絡?；贚AP活性。文獻[237]研究了毫米波無人機網(wǎng)格網(wǎng)絡在波束管理和網(wǎng)絡自愈方面的性LAP的通信網(wǎng)絡中發(fā)揮重要作用。四、6G四、6G新的范式轉變--LAPLAP運動控制和多LAP[235]提出了一種相對LAP網(wǎng)絡中組網(wǎng)機制開始發(fā)揮作應LAPLAP的通信網(wǎng)絡提供[238]網(wǎng)絡還面臨著與網(wǎng)絡安全相關的各種挑戰(zhàn)[239]。HAP的通信網(wǎng)絡在提供移動通信和寬帶無線接入服務方面取得了前所HAP的通信網(wǎng)絡，具有許多獨（如地面網(wǎng)絡，還影響商業(yè)HAP的通信網(wǎng)絡的優(yōu)勢在于其具HAP對地信道特性、快速部署和對時空交通需求快速響應的能力[240]HAP的通信網(wǎng)絡吸引了一些前瞻性的研究。文獻[241]HAP技術集HAP的通信網(wǎng)絡中。文獻[242]HAPs部署的基于導頻的單載載波FDMAHAP[243]效地為地面用戶提供寬帶無線連接。文獻[244]研究了一種通過聯(lián)網(wǎng)飛行平臺小蜂窩基站進行回傳/前傳的垂直框架，該框架利用高空平臺和自由空間光通信在信道模型與其他無人機信道模型在三維傳輸特性上存在差異。文獻[245]提出了一種非平穩(wěn)三維寬帶幾何隨機信道模型（GSM，這種模型更適合于刻畫高空平臺MIMOHAP6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--優(yōu)化的信號處理和協(xié)議、高速回傳/前傳鏈路的需求[240]以及干擾的影響和有限的能量[246]。前景的應急無線系統(tǒng)解決方案[238][239]來的挑戰(zhàn)[237]。以下是未來無人機可能的研究方向：當無人機作為飛行基站時，無人機的電池耗盡可能導致網(wǎng)絡節(jié)點失效。因此，需要對無人機的充電或更換方案進行研究，以確保網(wǎng)絡覆蓋功能正常。機器學習可以預測用戶的移動性和負載分布，從而使支持緩存的無人機無人機結合起來。5G術。此外，毫米波技術的研究需要考慮惡劣天氣條件的影響。能效。無人機通信涉及竊聽、干擾等安全與隱私問題。這些問題可能會對個人信息造成威脅，因此需要對其進行全面的研究。為了使無人機通信在實踐中更有效，需要研究更加實際的信道模型，包括濕度、溫度、障礙物的影響，以及市區(qū)和郊區(qū)環(huán)境。海洋機器類通信網(wǎng)絡70%90%左右由國際海運行業(yè)承運。盡管5G將要實現(xiàn)革命性的用例，但海洋通信，尤其是海洋機器類通信5G6G無線通信網(wǎng)絡的重要組成部分。加需求和獨特的要求中顯示了其不足之處。這些要求和挑戰(zhàn)包括：1)泛在連接四、6G四、6G新的范式轉變--和服務持續(xù)性，2)流量非統(tǒng)一性，3)服務集中性，4)設備異構性，5)簡單可靠性，6)容納和可擴展性，7)互操作性，8)無線頻譜國際性[247][247]。電頻譜分配。為了實現(xiàn)這一概念，我們需要研究：26觀測和監(jiān)測以及應急動態(tài)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)全球海洋信息資源管理、協(xié)調和優(yōu)化。圖26用于以服務為中心和軟件定義網(wǎng)絡的海洋機器類通信網(wǎng)絡功能概述與拓撲結構[248][249]1)（是至關重要的3)海洋IoT近距離通信服務。[250]27（156-17420872088757620272028被分配給海洋機器類近距離VHF24842585被分配給海洋機器類地面通信，較低的頻段（10241085）分配至上6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--行鏈路，較高的頻段（即信道2024和2085）分配到下行鏈路進行頻分雙工（FDD）2686分別為衛(wèi)星信道，10261086為上行信20262086（上行和下行用于可選的TDD操作。圖27海洋機器類通信的國際頻譜分配[247][250]VHF5G的概念更接近現(xiàn)實?？仗斓睾Ｒ惑w化網(wǎng)絡5G地面通信網(wǎng)絡無法實現(xiàn)泛在、高質量和高可靠性的服務，特別是在應對即將空天地海（災難情況和公海（覆蓋范圍廣（數(shù)據(jù)速率高/無人機可以支持可靠地獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，并協(xié)助地面網(wǎng)絡進行有效的資源管理和規(guī)劃決策[253]。關重要的[254]。為了在具有多維資源和高度動態(tài)聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的一體化網(wǎng)絡中實現(xiàn)高四、6G四、6G新的范式轉變--SDN28控制器需要大量的網(wǎng)絡信息，才能有效地對網(wǎng)絡操作和服務供應QoS解的：圖28空天地海一體化網(wǎng)絡的控制架構致網(wǎng)絡管理的高信令開銷[229]。為了避免不必要的信令開銷以提高資源利用SDN控制器的參與。另一方面，在城市/的。因此，SDN控制器在這些場景中有利于最大化服務質量和網(wǎng)絡性能。城市//SDN控SDN（RSC）RSC在高移動性的情況下也是如此。為了有效地將不同規(guī)模的各種網(wǎng)段和多樣化的無線電接入技術集成到空天地海網(wǎng)絡中，還存在許多挑戰(zhàn)和機遇需要進一步研究，包括：6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--移動性管理：在一體化網(wǎng)絡中，衛(wèi)星（特別是低軌衛(wèi)星（EO、無人機、（特別是車載用戶（離。其次，低軌衛(wèi)星具有高機動性，通信時延變化明顯。往返時間的巨大變化會影響傳輸速率并降低TCP傳輸速率不對稱也影響TCP率并增加TCP著新興的網(wǎng)絡虛擬化技術（5G蜂窩系統(tǒng)）制中只依賴于終端節(jié)點[255]處于初期階段，需要展開進一步的研究。四、6G四、6G新的范式轉變--/的續(xù)航能力仍然是一個關鍵而又具有挑戰(zhàn)性的研究課題。6G無線網(wǎng)絡的設想是提供全球覆蓋，支持不同的無線電訪問技術，利用所6GSDNAI以最大限度地利用其互補特性來支持各種新的應用。SDN的混合分層網(wǎng)絡控制體系結構將在高效的網(wǎng)絡控制和段間操作、AI監(jiān)視每個服務類型的服務級別協(xié)議和在具有不確定性的動態(tài)網(wǎng)絡環(huán)境中切片的AI的技術，以促進對智能交通等位AIAIAI10全頻譜：Sub-6GHz、毫米波、太赫茲、光頻段目前對sub-6GHzSub-6GHz頻段6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--Sub-6GHz3G4G5G的主要工作頻率6GSub-6GHz頻段的傳播特性和信道模型已經（PP3GPP開發(fā)出一種空（SPP[257]3GPP3DSCM[258]5G打下堅實的基5G5G通信技術，COST2100信道模型[259]5GCM信道模型[260]3GPPTR38.901信道模型[261]6GMIMO毫米波頻段30GHz300GHz之間的毫米波通信被認為是在下一代系統(tǒng)中有前景的技術，能夠提供超高容量[262]。毫米波無線通信系統(tǒng)與使用sub-6GHz慮傳播特性和硬件限制。眾所周知，sub-6GHz5GGbps5G10Gbps10Gbps5G中的毫米波頻譜資源。盡管在毫米5G毫米波的大規(guī)模MIMO技術5G中使用數(shù)十個甚至數(shù)百個射頻通道和天線為代價，這意味著制造成本、功耗和體積都很高。A/DD/A轉換器的高采樣率以及對海量數(shù)據(jù)的實時處理。從實際信道測量結果得到的關鍵結論是毫米波傳播會引入嚴重的路徑損耗，四、6G四、6G新的范式轉變--一定的物理尺寸發(fā)射大型天線陣列，而在sub-6GHz，具有相同數(shù)量元素的陣列（建筑結構，材料和入射方向。另一方面，由于毫米波信號的波長比周圍物體的為了在實際環(huán)境中促進毫米波網(wǎng)絡的部署，從信道測量和建模的角度出發(fā)，對于最佳網(wǎng)絡設計和覆蓋范圍的增強有一些新的考慮因素：測量速度、頻段靈活性和多種測量方案。（尤其是在仰角內，其中針對不同天線配置提出了幾種探測方法，包括：1))以功率，時延和角度為特征的更有效的多徑分量（P。2-3m景（例如，街道峽谷，I/太赫茲頻段6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--26.5-300GHz300-10000GHz定義100-10000GHz（0.1-10THz）定義為太赫茲頻段。6G提供大帶寬和充足頻譜資源的有希望的候選頻段[263]-[265]。具體來說，Gbps到幾個Tbps[266]。與毫米波頻段相比，太赫茲通信具有更大的傳輸帶寬和更好的安全性能。6G100Gbps0.275THz2019月，6G6G研究在中國正式開2019年世界無線電通信大會（WRC-19）為移動和固定通信業(yè)務分0.275THz0.475THz的太赫茲頻段[267]。6G無線網(wǎng)絡中，太赫茲通信有望支持各種各樣的應用場景。由于太赫茲波的強方向性和高路徑衰減，太赫茲通信適用于室內通信場景[268]。[269]。目前，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的體系結構是基于有線連接的，并[270]。當無人機完成偵察任務時，6G100Gbps甚至Tbps的超高速通6G四、6G四、6G新的范式轉變--通常，存在廣泛開發(fā)的三種太赫茲通信系統(tǒng)，包括基于固態(tài)的太赫茲系統(tǒng)，[266]分別在發(fā)射端和接收端采用次諧波混頻器作為調制器和解調器。值得注意的是，文獻[266]220GHz220GHz（ASK）調制信號加載到調制器上，直SiGeCMOSGaAsInP工藝等的0.1-0.8THz00.1umGaAsfT/fMAX為130/180GHz[263]270-290GHz倍頻鏈(×9)263]2dBm。芯片與片上天線的顯微照片如圖29所示。圖29芯片與片上天線的顯微照片6G6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--6G206G方面具有商業(yè)可行性。光頻段和移動訪問似乎是很自然的一步。（O技術的興趣大大增加。1)（FS2)（L3)光學相機通信（，4)光無線聯(lián)網(wǎng)，也稱為Li-Fi5)光移動通信（[271]。然而，目前的光無線通信（OE）（EO）[272]15年中，這一領域的研究工作已經取得了階段性的進展。例如20-通訊》上發(fā)表[273]0.5LED，可以實現(xiàn)15.7Gbps的鏈路數(shù)據(jù)速率[274]30所示。四、6G四、6G新的范式轉變--30(a)1.6米距離時商用現(xiàn)成品紅色LED900MHz-1GHz(b)（[274]OE/EO[275]。此外，重要的是考慮將相并且可以獲得更高的接收端靈敏度[276]。[277]。超高的定向增益也使信息傳輸不太可能被竊聽，從而使光波鏈路比其他射頻鏈路更安全[278]。此外，由于檢測器的尺寸明顯大于波長，光信號不太受路徑衰落的影響，因此光無線通信系統(tǒng)也可能提供厘米級精度的精確可靠的定位服務[279]-[283]。與AI進行資源分配和移動性管理[284]。試點[271]。將這些室內網(wǎng)絡擴展到室外光無線網(wǎng)絡將是下一階段的重要發(fā)展目標[285]OFDM能量收集設備[287]。光譜資源用于無線通信的主要優(yōu)點之一是可以通過簡單的光學子系統(tǒng)來控6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--31網(wǎng)絡[289]6G蜂窩通信之外。子系統(tǒng)來補償[290][291]系統(tǒng)的要求非常具有MIMO系統(tǒng)相似。通過光學相控陣，將原始單圖31使用小型LED的水下通信系統(tǒng)[289]5G5G之后的信道測量與模型當前有9種標準化5G信道模型，即COST2100[259]、MiWEBA[292]、QuaDRiGa[293][294]METIS[295]5GCM[260]mmMAGIC[296]3GPPTR38.901[261]、IEEE802.11ay[297]IMT-2020[298]四、6G四、6G新的范式轉變--括大規(guī)模MIMO/等。但是，它們都無法完全描述上面提到的所有信道特性[299]。5GMIMO、軌道角動量和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信信道。26/283238/396073GHz等頻段得到了充分的研究[300][301]MIMO甚至大規(guī)模MIMO[302][303]300GHz頻段[304]-[306]300GHz以上頻段括射線追蹤、基于地圖的模型和點云模型。射線追蹤模型已經應用于IEEE802.11ad，基于地圖的模型已應用于METIS。準確定性（Q-D）模型應用于MiWEBA和IEEE802.11ay。隨機信道模型包括S-VGBSMGBSMNYUWIRELESS、3GPPTR38.901、METISmmMAGICGBSM也可廣泛應用于太赫茲信道建模中。同時，還需要對毫米波/太赫茲信道的人體/植被阻擋以及雨/云/雪/霧造成的衰減進行建模。端/接收端的非線性光電特性、背景噪聲效應等。信道場景可以進一步分為直接視距、非直接視距、非直接非視距、跟蹤等[307]。光頻段信道沒有多徑衰落、多DUSTINGBSM和非GBSM模型。衛(wèi)星通信軌道可分為靜止軌道與非靜止軌道。衛(wèi)星通信通常使用的頻段是u（12-18、（18-26.5、（265-40）（40-75）頻[308]10GHz以上頻段而言。此外，衛(wèi)星通信信6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--GBSM對衛(wèi)星通信信道進行建模[309]。性以及機架陰影等[310][311]。通常，無人機信道可分為空對空信道和空對地信道。22.45.8GHzK對空對地大尺度路徑損耗模型進行了全面總結。無人機小尺度信道模型包GBSM和馬爾可夫模型。海洋通信信道主要包括空對海和近海表面信道[312]。對于空對海信道，無人（船對船（船對岸基2.4GHz5.8GHz10km。對于kHz2-32kHzGBSM和兩徑加衍/MIMO是未來高鐵通信系統(tǒng)可能應用的潛在關鍵技術。已在開闊uRLLC5G/6G的典型垂直行業(yè)應用。Sub-6GHz[314]283860、7377GHzMIMO甚至具有高移動性的大規(guī)模MIMO四、6G四、6G新的范式轉變--GBSM基于地圖的模型、動態(tài)模型、馬爾科夫模型和傳播圖模型。MIMO利用數(shù)千根天線，極大地提高了無線通信系統(tǒng)的頻譜和能/sub-6GHz/毫米波頻段的大規(guī)模MIMO信道測量中得到了驗證。在sub-6GHz頻段，大規(guī)模MIMO陣1024×1024MIMO[316]MIMO信道，需要GBSM中對球面波進軌道角動量表示電子繞傳播軸旋轉，由能量流圍繞光軸旋轉產生[316]。在特MIMO信道模型。當前的研究集中在軌道角動量電磁波的產生/檢測、天線設計以及無的問題。[317]。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中僅進行了少sub-6GHz速數(shù)據(jù)傳輸與大規(guī)模連接。文獻[317]針對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信道比較了不同的路徑損耗模型，包括自由空間路徑損耗模型、單斜率模型、3GPP模型（RMa、Uma、UMi、InH場景、工廠室內模型以及整體路徑損耗模型。（6G無線通信網(wǎng)絡6G研究[318][319]。6G無線信道測量：信道測量是研究任何新的無線信道的最直接方法。當前6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--6G同時，測量的數(shù)據(jù)應采用高分辨率信道參數(shù)估計算法進行處理[320]。6G信道測量和模型：智能反射面是最近提出的超越大規(guī)模/超大規(guī)模天線的概念。在未來的人造結構中，由于集成了可控電子元件，使整個環(huán)境變得智能化[321]AI和機器學習由可重構處理網(wǎng)絡進行控制。由于無線信道變得智能和6G需求的巨大潛力?；谥悄芊瓷涿娴?GAIAI和機器學習[322]卷積神經網(wǎng)絡和生成對抗網(wǎng)絡等不同的機器學習算法應用于無線信道建模[323]AI和機器學習的好處之一是可以部分預測未知場景、未知頻段和未來時刻的無線信道特性。6G標準信道模型框架：在以往的通信系統(tǒng)中，標準化信道模型的演變呈2G3G中，信道模型擴展到寬帶4G中，信道模型擴展到寬帶（方位角和仰角和空間-時間-5GMIMO-時間-sub-6GHz5G信道模型更傾向于針對不同場景使用具有不同參數(shù)集的通用信道[324]5G4MIMO6G信道將實現(xiàn)空天地海一體化網(wǎng)絡、頻段也將達到光頻段。推導通用的6G信道6G無線信道的異構性和波長尺度的不同，如何6G無線信道是一個有待深入研究的問題。尺度參數(shù)（路徑損耗和陰影衰落）和小尺度參數(shù)（多徑幅度、時延、角度、多普勒頻移等四、6G四、6G新的范式轉變--的研究。6G6G信道模型性能的3全應用：AI使能的無線通信網(wǎng)絡AI6G網(wǎng)絡比前幾代網(wǎng)絡在運（如能源）芯片的基站可以進行相關學習，有效分配資源，實現(xiàn)接近最優(yōu)的性能。6G網(wǎng)絡的一個主要組成部分是機載和衛(wèi)星網(wǎng)絡。與地面網(wǎng)絡不同，每個節(jié)AI可能無法正常工作。實現(xiàn)自動6G資源管理成為必要。此外，6G包括室內/的分布式智能相結合的方式實現(xiàn)。AI及機器學習技術概述6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--AI（MBD）[325][326]AI和機器學習的核心優(yōu)勢之一在于它們的數(shù)據(jù)驅動特性[327][328]5G網(wǎng)絡中，大多數(shù)場景很難建立精確的數(shù)學模型。AI和機器學習方法通過從大量數(shù)據(jù)中學AI和機器學習算法可以建立自我意識和智能[330]AI[331]AI和機器學習技術的三個關鍵應用[332]。超密集的未來無線網(wǎng)絡增加了能源消耗和數(shù)據(jù)流量。AI和機器學習方法可以通過AI算法可用于解決包括感知、挖掘、預測和推理在內的各種問題，這些都5G蜂窩網(wǎng)絡[333]。例如，AIUE體成為可能[333]-[335]物理層應用6G5G與5G不同的是，新時代的物理層將變得越來越復雜，這帶來了許多新的挑戰(zhàn)[336][337]法使算法更適合實際應用。AI數(shù)據(jù)上的訓練，AI統(tǒng)通信系統(tǒng)的建設通常依賴于專業(yè)知識。AI模或無法精確求解的問題。四、6G四、6G新的范式轉變--[338]頻分復用系統(tǒng)中的信道估計和信號檢測。文獻[339]提出了一種基于深度學習的MIMO系統(tǒng)信道估計的導頻設計。文獻[340]（DNN）MIMO[341]使用深度學習實現(xiàn)檢測和極化碼譯碼的早停機制。文獻[342]SCMA碼本設計和相關譯碼[343]模型驅動深度學習的成功應用在文獻中已有報道。文獻[344]結合深度學習與專業(yè)知識生成了正交頻分復用接收器。文獻[345]提出了一種基于去噪的波束空間MIMO系統(tǒng)的近似消息傳遞網(wǎng)絡。通常，許多物理層模塊可以通32MIMO檢測[346][347]和極化碼譯碼[348]中得到了應用。文獻[349]研究了相應的硬件實現(xiàn)。AIAI和深度學習的自適應學習能力[350][351][350][351]圖32用于物理層通信的深度學習輔助的貝葉斯最佳估計器6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--[350]使用[351]開發(fā)了一過使用真實梯度和近似梯度迭代地訓練發(fā)送器和接收器來實現(xiàn)的。如文獻[337]AI由于這一研究課題還處于起步階段，未來的研究還存在許多問題[352]。首先，我上層應用制已經得到了研究。由于客戶對數(shù)據(jù)流量的質量和數(shù)量的需求大大增加，5G場景下的網(wǎng)絡流量5G[353]采用長短時記（LSTM）eMBB、mMTCuRLLC5G流量管理中的其他應用已經在文獻[354]5GmMTCuRLLC[354]AI輔助的內容檢索算法框架來優(yōu)化數(shù)據(jù)流量。文獻[355][356]（II四、6G四、6G新的范式轉變--[357]越多的興趣。文獻[358]5G（如傾角之間的復雜關系，使得干擾建模和后續(xù)性能預測/優(yōu)化變得非常困難。因此，通過利用大量的歷史這嚴重影響了學習網(wǎng)絡的復雜性。335G網(wǎng)絡優(yōu)化典型框（??（??????代表了網(wǎng)絡參數(shù)??和?????(????+1|????,????)（??5G一步提高。圖33基于深度強化學習和物理層模型的網(wǎng)絡優(yōu)化框架資源分配應用5G6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--AI34模型構建、深度神經網(wǎng)絡優(yōu)化和配置。圖34虛擬車聯(lián)網(wǎng)示意圖AI可以幫助有效地分配無線電資源。AI在資源分配中的一個重要應用實例QoSQoS，這是一項非常重要的任務。AI提供了一個強大的工具來解決這些問題[359][361]中進行還可以通過智能地使用計算、緩存和通信來幫助Edgent”的協(xié)作和按需深度神經網(wǎng)絡協(xié)同推理框架在文獻[361]中被開發(fā)出來。其核心思想包括1)行劃分，利用鄰近的混合計算資源進行實時深度神經網(wǎng)絡推理。2)深度神經網(wǎng)絡四、6G四、6G新的范式轉變--[362][363]時間尺度框架的深度強化學習。AI技術也可以用于分配緩存和計算資源。根據(jù)文獻[364]，基于人工智能的緩存通信是重要的研究方向。文獻[365]中開發(fā)了一種基于深度強化學習的主動[366]有較高的計算復雜度。文獻[367]提出了一種深度神經結構來學習放置分發(fā)陣列分發(fā)陣列的可變尺寸問題。文獻[368]提出了一種深度強化學習方法來減少用于網(wǎng)絡、緩存和計算資源的動態(tài)編排的集成框架的復雜性。正如文獻[364]AI應的調整。智能內生網(wǎng)絡（IEN）5G主要側重于解決垂直行業(yè)的特定場景和關鍵應用的迫切需求。之后，如[3][369]，當前網(wǎng)絡的操作模式與基于規(guī)則的算6GAIAI6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式6G無線網(wǎng)絡：愿景、使能技術與新應用范式--35所示。圖35智能內生網(wǎng)絡的自我進化閉環(huán)結構AIAI系統(tǒng)的AI理和方法的指導下，結合網(wǎng)絡系統(tǒng)的自然屬性和運行特性。按照這一方向，構建智能內生網(wǎng)絡需要解決的理論問題和關鍵技術包括：6G6G以及潛在模型的自動挖掘和細化。這是實施智能內生網(wǎng)絡的理論基礎。全息網(wǎng)絡立體感知技術：包括基于知識圖的立體感知信息元素的構建方法，優(yōu)化。核的構成、表征復雜網(wǎng)絡進化的動態(tài)模型設計、意圖驅動的網(wǎng)絡