5G通信技术现状与6G通信技术前景

申 毅

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引 言

随着新型通信技术开发力度的加大，不仅信息传输的速度更快，而且通信功能也更多，未来将升级到6G通信技术，用户对于新的移动通信环境体验非常期待[1]。由此可见，6G移动通信技术在未来的信息发展中将发挥重要的作用。

1 移动通信技术的发展过程

1G移动通信技术所采用的是蜂窝结构组网，结合使用模拟语音调制技术，信息传输的速率大约为2.4 kb/s。此外，各个国家所应用的移动通信系统各有不同。2G移动通信技术依然有多种系统，但是每种系统中的技术体制都不是很多。第二代移动通信系统有较高的频谱利用率，容量更大，抗干扰能力和抗衰落能力都非常强，能够提供更多的业务且系统的保密性很好。3G移动通信技术可以支持的速率为2 Mb/s，所涉及到的业务种类比较多，为各种多媒体业务，如语音、图像以及数据业务等。4G移动通信系统的下载速率可以达到100 Mb/s，上传的速率可以达到20 Mb/s，用户的无线服务需求得到满足[1]。5G移动通信技术将融合和统一作为标准，促使人与人、人与物以及物与物之间的连通速度更快，而且更安全。图1为移动通信技术的发展历程。

图1 移动通信技术的发展历程

2 5G通信关键技术

2.1 无线传输技术

充分发挥5G通信技术的作用，让用户享受到基于无线传输技术的优质服务。近年来，5G通信技术发展迅速，通过交互方式对用户的需求予以了解，分析具体问题，根据分析结果推送智能信息。如果有设备在运行的过程中出现故障，可以通过云端分析技术对故障准确定位，查找原因并予以分析，并采取有效的措施解决，避免产生不良后果。通过结合5G通信技术的应用，促使云端技术向移动设备层面快速发展，更好地发挥其功能。

2.2 无线网络技术

无线网络技术不仅应用成本低，而且不会污染环境。设备运行时，发挥5G网络切片技术的作用，与5G移动通信技术相结合，可以在应急通信的各个环节充分发挥优势[2]。无线网络技术框架如图2所示。

图2 无线网络技术框架

2.3 SDN/NFV技术

SDN/NFV技术为软件定义网络技术和网络功能实现虚拟化，其在5G移动通信中发挥主体作用，在实现虚拟化的同时，也可以实现软件化，有效控制数据分离组合。SDN/NFV技术是5G移动通信技术发展的重要依据，在通信应用层、通信基础层以及通信控制层中应用该技术，促使网络结合得以实现。SDN/NFV技术的应用中可以实现自动化配置，网络管理效率大大提高。5G移动通信技术通过应用该技术可以实现分离转发，从而优化网络通信系统。将SDN技术和NFV技术组合起来应用，促使5G移动通信技术在各个领域中发挥其应有的作用，满足业务需求。

2.4 超密集异构网络技术

现在的网络呈现出多元化的态势，5G移动通信技术的应用促使数据流量增加。随着无线网络快速发展，无线节点数量也会相应地增加，宏站覆盖区内站点的距离不会超过10 m，在每1 km2范围内，服务对象超过20000个。超密集异构网络促使用户更加活跃，能够感受到网络信息的高速传输[3]。5G移动通信技术不断发展，对于服务节点与用户节点都可以一一对应，上网的速度有所加快。目前，用户无线网络需求量有所增加，很多地区已经覆盖了无线网络，使人们的生活更加便利。

2.5 大规模MIMO技术

大规模MIMO技术在应用的过程中不会消耗大量的能量，有很高的经济性。多天线技术是通信技术发展的核心，在3G网络和4G网络的应用中有所研究[4]。要实现更好的应用效果，需要对多天线技术不断完善并优化，确定好天线数量，保证频谱效率与信息传输效率能得到有效提高。

3 5G通信系统的特点

3.1 具有较强智能连接能力

在5G移动通信技术飞速发展的环境下，根据社会经济发展的需要，结合当前各行业变化和发展需要，调整资金投入。5G移动通信技术对人才的要求更高，为了充分发挥该技术的应用价值，提高经济效益，有必要合理规划人才结构，为各领域提供高素质的技术人才[5]。

3.2 5G建设重构安全

超密集网络技术的主要作用是提高系统容量，在业务分类和网络运营中的灵活性较高，与高效复用技术具有很好的兼容性，可以集成到网络信息中，使网络的整体运营具有很高的稳定性。借助5G移动通信技术，无线网络还可以实现智能化运营，优化终端设备，提高信息覆盖率。在处理数据资源时，网络布局密集，应用网络时更加复杂，为了保证网络之间的有效合作，减少干扰因素，充分利用密集网络技术，避免由于网络复杂而导致信号传输过程受到干扰[6]。

4 6G通信技术前景

4.1 太赫兹频段

6G通信技术的应用将使用太赫兹频段，即100 GHz～10 THz，可以达到前所未有的水平[7]。当进入到6G时代时，无线电磁波会提高频率，可以分配的带宽会有更大的范围。

4.2 空间复用技术

6G通信的应用中将使用空间复用技术，6G基站可接入的无线连接可以达到几千个，容量比较大，而且移动通信系统的抗干扰性更强[8]。同时，6G通信技术也会面临一些问题，即信号频率超过10 MHz就不需要采用衍射的传播方式，而是发挥非视距传播链路的作用，采用反射和散射的方式传播信号。以此为主要的信号传播方式，随着频率的增高，传播过程中会产生更大的损耗，减弱了绕射能力，信号覆盖难度也会增加[9]。

4.3 动态频谱共享+区块链

6G通信技术的应用中将使用动态频谱共享+区块链技术，动态频谱共享接入技术更加智能化，分布也更强[10]。区块链是分布式数据库，不需要中介就能够安全更新。未来可以探索使用区块链作为动态频谱共享技术的低成本替代方案，而不再通过集中式的数据库来支持频谱共享接入，由此使动态频谱接入系统的管理费用降低、频谱效率提高。

5 结 论

通过上面的研究可以明确，5G移动通信技术促使通信领域实现跨越式发展。通信技术在不断发展，未来6G主要应用的是太赫兹频段、空间复用技术以及动态频谱共享+区块链，这些技术各有利弊，对此需要高度重视。对于不足之处，采取必要的措施规避，以使6G通信技术更好地发挥其作用。