6G关键技术：太赫兹通信到智能语义网络的前瞻

随着科技的不断进步，人们对移动通信的需求日益增长，推动着无线网络技术的不断迭代升级。本文，由张海君、陈安琪、李亚博和隆克平四位作者在《通信学报》2022年第43卷第7期发表的“6G移动网络关键技术”深入探讨了6G网络的发展趋势及其关键核心技术。文章首先回顾了移动通信网络的发展历程，强调了社会对高速、低延迟、大容量和智能化网络的迫切需求。 核心的六项关键技术包括： 1. **太赫兹通信**：6G将利用太赫兹频段（0.1-10 THz）进行通信，这是传统通信频谱之外的新领域。由于其高带宽和低延迟特性，太赫兹通信有望实现超高速数据传输，但同时也面临着频谱资源稀缺、设备成本高等挑战。研究者们正在探索如何克服这些难题，优化信号传输效率。 2. **空天地海一体化网络**：通过整合地面、空中（如无人机和卫星）、太空以及海洋的通信资源，构建无缝覆盖的网络环境。这需要解决多模态通信融合、星座规划、复杂环境下的信号稳定等问题。 3. **人工智能（AI）**：6G网络将深度融入AI，实现自适应路由、智能调度和网络优化。AI能够根据实时环境变化做出决策，提高网络的智能化水平，但同时也涉及到数据安全和隐私保护的考虑。 4. **语义通信**：这种通信方式超越了传统的比特传输，旨在理解和传递语义信息，提升人机交互的自然性和效率。然而，实现语义通信需要解决复杂的自然语言处理和机器理解问题。 除了这四项关键技术，文章还讨论了其他潜在的技术候选，如： - **通信感知一体化**：结合通信和感知功能，提升网络的智能化和环境感知能力。 - **智能超表面与新材料**：新型材料和结构可以动态调整电磁波行为，提供灵活的无线环境。 - **区块链**：应用于网络中的信息安全和信任机制，确保数据完整性和透明度。 - **数字孪生**：利用虚拟模型模拟物理世界，有助于网络设计和故障预测。 - **确定性网络技术**：保证网络服务的可靠性和时延一致性，对于关键应用如自动驾驶和远程医疗至关重要。 6G移动网络的关键技术发展涉及频谱扩展、空间融合、智能化提升和新思维模式的引入。尽管面临着诸多挑战，但通过跨学科的合作和创新，有望实现无线通信的革命性突破，满足未来的数字化社会需求。