6G技术重点发展方向

一、太赫兹频段（THz）

5G NR已经开始讨论在52.6GHz以上的频段工作，遵循这一趋势，6G时代移动通信恐怕将不可避免地使用太赫兹THz频段。

但是实际使用THz频段，有一些必须克服的技术挑战：（1）本身的传播特性（严重的路径损耗和大气吸收）：需要针对室内和室外的场景建立适合THz的多径信道模型。（2）芯片和射频器件：过去十年，研究者们致力于开发芯片级的太赫兹技术，现在基于InP、GaAs、SiGe、甚至CMOS 技术已经在较低的THz频段产生了一些突破。但是在更高的THz频段，还需要进一步突破，以满足高效率、低能耗和低成本需求。

（3）天线和波束赋形：太赫兹意味着路径损耗的急剧增加。因此，需要超大规模的天线阵列来补偿路径损耗。另一方面，这会导致非常狭窄的细波束（类似于激光波束），因此如何优化波束赋形，以合理的成本和能效来提升系统的性能也非常重要。

（4）新的波形、信号、信道和协议：目前来看OFDM依然会是一个候选项，但是需要去探索新的备选波形，降低PAPR，满足THz的硬件。另外，还需要开发合适的信号、信道和协议来有效地适配THz的各种操作。

二、新型天线技术

5G NR已经使用Massive MIMO技术，但是THz波段需要比毫米波更多的天线，因此会有更大的挑战，以下是一些可选项:

（1）基于超材料的天线和射频前端

第一种方法：将超表面透镜作为移相结构应用于天线阵列信号，施加直流偏置来调整波束方向，有助于锐化波束形状。

第二种方法：超材料天线作为谐振天线，其自身辐射定向波束，与超表面透镜不同，它不需要一个带移相器的天线阵列。

第三种方法：可重构智能表面（RIS），通俗的讲，智能表面可以改变电磁波的电磁特性，从而影响周围的传播环境。

（2）轨道角动量（OAM）

1992年，科学家通过实验证实，光子具有轨道角动量OAM这一基本性质。

OAM通信研究的核心，是把轨道角动量这一尚未利用的电磁波参数用于通信。OAM是电磁波在传播方向上在垂直平面上表示相位旋转的特性，相位旋转的次数称为OAM模式。不同的OAM模式相互正交，在同一频点上可传输多路正交信号，从而提升频谱效率和信道容量，这就是OAM复用技术：

2018年5月，日本NTT已经利用轨道角动量（OAM）多路复用在全球首次成功演示了100Gbps无线传输，实验室设计了OAM-MIMO复用传输。结果表明，系统能够显著提升传输容量。

这项技术看起来还是相当有前途的，但是实验室只进行了十米的传输实验，实际的实施和操作肯定还有很多的问题需要解决

三、全双工技术

5G NR引入了动态TDD技术，提高双工灵活性，从而可以根据流量来动态调整下行链路和上行链路之间的时隙比率。

全双工技术可能会在6G得到应用，从而解除传统双工机制对收发信机频谱资源利用的，有助于进一步提高频谱效率（理论上同时同频全双工可提升一倍的频谱效率）和系统的灵活性。

上下行链路同时同频传输信号，会存在严重的自干扰和交叉干扰问题，需要在设备和网络部署时采取一定的干扰抑制和消除手段。

四、频谱共享技术

本着开源与节流并重的思想，如何更加充分地利用现有的频谱资源就显得格外重要（特别是在低频段）。

于是，动态频谱共享（DSS）技术闪亮登场。它可以让不同制式的网络共享使用相同的频谱资源，相当于频谱和制式解耦合。比如，目前动态频谱共享技术已经可以在4G 和5G之间动态分配频谱。

6G时代，动态频谱共享技术显然还要在原有基础上继续发展，也许会被称为“智能”频谱共享技术。

五、网络拓扑结构的演进

网络拓扑演进方面的一个显著趋势，就是使用非地面网络NTN，例如卫星和HAPS，即使在没有地面网络的地方也能提供覆盖。

NTN技术的实现，需要考虑地面网络所没有的新方面，包括对移动小区的支持、数百公里大的小区、较大的传播延迟、NTN的高速移动导致的较大多普勒频移和较大路径损耗等。

六、AI技术

3GPP5G标准已经在核心网中引入了NWDAF网络功能，对网络进行数据收集和分析。相信该功能在后续版本中持续演进，之后3GPP也会对无线侧进行相关的技术研究。到了6G时代，AI技术的应用将会无处不在。

举例来说，本地AI技术给信道编码研究提供了一种全新的解决方案，使其不再依赖传统的编码理论进行设计，通过学习、训练、搜索就可以找到适合当前传输环境的最佳的调制编码方式。联合AI的一个例子是基于预测的切换优化，而端到端的AI可以识别或者说预测网络运行中的异常并提出纠正方案。