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6G移动通信的技术应用及发展前景

2021-04-04徐乙珅徐瑞俊

信息记录材料 2021年12期
关键词:频段基站频率

徐乙珅,徐瑞俊

(1中国铁塔股份有限公司宿迁市分公司 江苏 宿迁 223800)(2中通服咨询设计研究院有限公司 江苏 南京 210019)

1 引言

随着我国互联网移动技术的不断发展,我国的移动通信用户也在增长之中,并且对移动数据方面的使用需求也逐渐增加,促使5G移动通信技术的发展速度得到极大提升。虽然我国现阶段的5G通信技术发展已经取得了明显的成效,并且覆盖了很多区域范围,但是为了进一步强化信息传输效率,2018年,首次提出了6G移动通信技术,其技术的发展前景较为广阔。对6G技术的应用可以使6G通信技术在未来的发展中占据有利位置,为人们提供更加优质的通信服务和更加优惠的通信成本[1]。

2 6G移动通信技术的特点

2.1 频谱利用率高

以现阶段的科学技术的发展角度来看,其高频段的频谱并没有得到充足的利用,所以高频段的频谱资源利用和发展的过程中还存在较大的困难。虽然无线电波所具备的超强的穿透力会给人们的日常生活带来一些干扰,但是在未来的6G通信技术的研究中,还是占据着十分重要的地位。所以在未来的6G移动通信技术的应用过程中,高频段的技术资源会被广泛开发和应用,并且利用率会特别高。

2.2 通信系统的性能会有很大的提升

6G移动通信技术下的系统稳定性会大大超过传统的5G和4G的移动通信系统,并且性能方面也会有很大程度上的提升,可以将多个不同点的用户连接起来,同时供多个天线共同使用,让不同用户之间可以通过另外一种方式形成通信方面的合作。并且还需要在研究中,将不同区域之内的组网作为6G移动通信技术中的主要研究对象,使其技术的性能有了较大提升。同样,新的技术可以将传统移动通信技术中的相关理念进行改善和升级,并且为人们日常生活中的方方面面都带来很大的改变,也为人们的生活提供更大的便利。

2.3 先进的设计理念

在现阶段的很多移动通信业务中,最为重要的研究领域是移动通信业务在室内的发展。以现在移动通信发展的主要趋势来看,以后的室内通信将会是移动通信业务发展中最为核心和重要的内容。因此,在未来的6G移动通信的发展中,需要重点关注室内通信水平的建设,使其整体水平得到有效的提升,从而促进移动通信业务的发展有实质性的进步。另外,在发展的过程中,还需要考虑到将其室内的覆盖范围进行进一步的拓展,使其覆盖的范围和领域更为全面和广泛,将室内的通信业务得到进一步强化。在未来的6G通信技术的发展中,需要抓住未来发展中的关键方向,并且使6G通信技术的专业水平得到整体提升。

3 6G移动通信的技术应用

3.1 通信工程建设

根据现阶段的各种新闻中的发展预测和相关人员的研究方向和成果可知,以现在的理念和技术水平,可以预测未来的6G移动通信技术中的通信工程的基础性网络建设是研究中的重点内容,不仅可以使未来网络的覆盖面积得到有效拓展,并且可以使数据中心的传输速度和效率也得到极大提升。在现阶段的通信网络的建设过程中,网络的构建主体仍然是基站,并且网络的结构也是采用一般的应用星型。在通信网络的具体应用过程中,其互联网的连接的过程中有两个终端,并且还需要将终端与基站进行相应连接,从而进一步完善通信的连接效率。除此之外,拓扑结构对未来的通信工程的建设也具有不小的影响,可以有效地改善传统的通信网络中的容量,但是拓扑结构技术的实用却使得网络的覆盖范围也因此变得更小。但基于6G移动通信技术而言,可以将通信工程中的两台终端进行有效的连接和使用,使其数据信息的传输距离变得更短。在具体的技术应用过程中,不存在需要转接的情况,使6G移动通信技术的通信可以变得更为便捷和流畅,并且原来较为严重的网络延迟问题也可以得到有效改善。

通信工程建设中的网络配置和组建的运行过程中,需要大量的人力物力,其中需要耗费的资源和资金都是较为庞大的。但是6G移动通信技术的应用,使通信工程的建设具有更强的灵活性,可以根据用户的实际需求去完成网络的组建。在开展灵活性的网络配置过程中,可以实现自由的网络通信建设,通过这样的方式不仅有效地降低通信建设中的成本,同时还可以提升通信效率。因此,在未来的6G移动通信网络建设中,可以通过设计多接入的方式和多层次的通信网络建设,从而使通信网络技术得到有效的提升[2]。

3.2 智能通信领域

相比于很多其他的通信技术,6G移动通信技术在发展中最为显著的特点之一就是其通信技术具有了一定的职能特征。并且在新技术的应用之后,网络的传输速度也有了很大程度上的提升,能最大程度上满足现阶段的网络智能化的发展需求。在现阶段的6G的网络环境中,新型的信息技术和大数据技术的应用较为广泛,使其数据的处理能力达到标准的同时,还可以高效处理信息数据,为以后的通信技术的发展打下了一个良好基础。并且在未来的智慧城市的建设过程中,也可以利用6G移动通信技术完成超强链的技术连接,使市场和互联网有着较高的联系,使其发展符合现阶段的城市基础设施中的智能化的发展和管理。在以后的应用6G移动通信技术的时候,在信息传输方面的发展,可以使通信技术的稳定性和准确性得到进一步的提升。另外,智能化发展涉及领域非常广泛,不仅为网络通信保障基础,同样也为VR模拟技术、无人机技术、智能汽车技术等方面的发展提供重要的保障。这些技术在现阶段的发展中虽然已经取得了一定的成果,但是其发展较为依赖现阶段的网络传输速度。所以需要加强6G通信技术的发展,使网络传输的连续性和稳定性更为稳固,可以有效地促进智能通信领域的发展。

4 6G移动通信技术的发展前景

4.1 6G移动通信技术将进入太赫兹频段

目前世界范围内4G的主要频段是1.8 GHz~2.7 GHz中的一部分频段,而5G移动通信技术的主要频段则位于3 GHz~6 GHz,但是这些都还属于毫米波的频段。随着科学技术的发展,在未来的6G移动通信技术的发展中,会进入频率更高的太赫兹频段的发展阶段,这同样也标志着通信技术的频段从毫米波频段进入到亚毫米波的频段。而太赫兹频段则是指100 GHz~10 THz,比现阶段的5G通信的频段高出了很多。在不同阶段的通信技术发展过程中,从1G发展到现阶段最为活跃的5G,其发展的主要趋势是其中的无线电磁波的频率一直处于不断的发展和升高过程中[3]。因为6G通信技术中的频率较多,所以分配的宽带范围也更加广泛,并且在单位时间内的传输速度和数量也有着明显的提升。但是导致通信技术的频率一直向上发展的还有另外一个非常重要的原因,是低频段的资源较为有限,无法满足现阶段人们对于通信网络的需求。所以需要拓展更多的频率,使之出现更多提供服务的终端,所以开发新的通信频段具有重要作用。

4.2 6G网络将呈现“致密化”

在未来的6G通信技术应用发展中,因为可以影响基站覆盖范围的因素较多,比如基站建设中的信号频率问题、基站的发射功率和高度等方面的因素,都会对基站造成一定程度上的影响。但是就信号的频率发展而言,其频率越高波长则会越短,信号的绕射能力就会变差,损耗增大,更为重要的是这种损耗还会随着传输距离的增加越来越大,基站的覆盖范围就会逐渐降低。但是6G移动通信技术进入到太赫兹频段后,可以利用和开发的频段更多,可以满足未来的网络通信技术发展的需求。

4.3 空间复用技术

由于在6G移动通信技术的发展中,主要采用的是太赫兹频段,频率超过10 GHz的时候,其信号的传播方式会发生变化,不再是传统意义上的衍射。但是如果就现在的非视距传播链路来说,以后的信号传播方式会以反射和散射为主。但是同时也有很多的因素会影响到信号覆盖的效率,为了很好地解决相关的问题,需要在6G中采用空间复用技术,这种技术可以接入上百个或者是上千个无线连接。并且以现在的5G通信技术来推测未来的6G基站的建设数量,其6G基站的个数会是5G基站的1000倍,基站的数量上差距较大。另外,在发展的过程中,6G的通信技术中也可以采用一个多天线的阵列,来补偿高频路径传输方面上的损耗,使其可能产生的损耗降到最低。另外,还可以在MIMO的多天线的配置下进一步地提升传输数据的数量,这里也可以运用空间复用技术。在具体的应用过程中,可以将一些高频的传输数据流分割成多个子数据流传输出去。但是由于天线的发射端和接收端存在天线阵列不同,所以接收端可以有效地区别这些不同的子数据流。最为重要的是这种技术可以在保障带宽和损耗的基础上,进一步提升现阶段的频谱利用率[4]。但是实际上MIMO的多天线阵列中也存在明显缺陷,其波束聚集区域成狭长形,但是天线的数量却在逐渐增多,波束的宽度也发生了变化。虽然这一情况可以使不同用户之间的干扰因素变少,但是由于窄波束的发射并不能对其进行全方位的覆盖,所以为了强化窄波束的覆盖能力,需要强化波束技术复杂的算法,强化其管理和控制。

5 结语

综上所述,6G移动通信技术的应用前景远超过现在常用的4G和5G通信技术,并且未来6G技术涉及的领域和发展方向也更为广泛。在未来通信技术的发展中,可以将现阶段中的热门技术进行有机融合,并且实现6G通信技术全方位的覆盖,最大程度上利用频谱。6G通信技术是基于现阶段的5G技术进行的迭代发展,所以需要确保现阶段的5G通信技术持续发展,并且还需要在不断的创新中发展新的技术,只有这样才能为6G通信技术的未来发展打下坚实的基础。

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