6G將會(huì)被應(yīng)用于空間通信、智能交互、觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)、情感和觸覺(jué)交流、多感官混合現(xiàn)實(shí)、機(jī)器間協(xié)同、全自動(dòng)交通等領(lǐng)域

6G關(guān)鍵技術(shù)

1.高安全性，保密性和私密性

受香農(nóng)限制的限制，很難大規(guī)模提高6G的頻譜效率。相反，新技術(shù)應(yīng)大大增強(qiáng)6G通信的安全性、保密性和隱私性。盡管其他應(yīng)用場(chǎng)景將變得無(wú)處不在并且越來(lái)越重要，但傳統(tǒng)的移動(dòng)通信仍將是2030年代6G最重要的應(yīng)用。因此，6G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)以人為中心，而不是以機(jī)器、應(yīng)用程序或數(shù)據(jù)為中心。按照這一原理，高安全性、保密性和私密性應(yīng)該是6G的關(guān)鍵特征。此外，用戶(hù)體驗(yàn)將被用作6G通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵指標(biāo)。

在5G網(wǎng)絡(luò)中，仍在使用基于RSA公鑰密碼系統(tǒng)的傳統(tǒng)加密算法來(lái)提供傳輸安全性和保密性。在大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)的壓力下，RSA密碼系統(tǒng)已經(jīng)變得不安全。改善通信中的網(wǎng)絡(luò)吞吐量、可靠性、延遲和服務(wù)用戶(hù)數(shù)量的最有效的方法是致密化網(wǎng)絡(luò)并使用更高的頻率來(lái)傳輸信號(hào)。物理層安全技術(shù)和通過(guò)可視光通信(VLC)的量子密鑰分發(fā)將是解決6G數(shù)據(jù)安全挑戰(zhàn)的解決方案。更先進(jìn)的量子計(jì)算和量子通訊技術(shù)也可能被部署來(lái)提供對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)攻擊的嚴(yán)密保護(hù)。

2.高承受力和完全定制

從以人為本的角度來(lái)看，技術(shù)成功不應(yīng)直接或間接增加財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)或剝奪用戶(hù)的選擇權(quán)。因此，高承受能力和完全定制化應(yīng)該是6G通信的兩個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。完全定制允許用戶(hù)選擇服務(wù)模式并調(diào)整個(gè)人偏好。例如，某些用戶(hù)可能希望獲得低速但可靠的數(shù)據(jù)服務(wù)；其他人可能會(huì)容忍不可靠的數(shù)據(jù)服務(wù)，以換取較低的通信費(fèi)用；其他人可能仍然只關(guān)心其設(shè)備的能耗；由于擔(dān)心數(shù)據(jù)安全性和隱私性，有些人甚至可能希望擺脫智能功能。將授予所有用戶(hù)選擇6G中他們喜歡的內(nèi)容的權(quán)利，并且不應(yīng)因智能技術(shù)或不必要的系統(tǒng)配置而減少這些權(quán)利。因此，6G通信系統(tǒng)的性能分析也應(yīng)將多個(gè)性能指標(biāo)整合為一個(gè)整體，而不是獨(dú)立對(duì)待它們。用戶(hù)體驗(yàn)將被明確定義并作為6G時(shí)代性能評(píng)估的關(guān)鍵指標(biāo)。

3.能耗低，電池壽命長(zhǎng)

4G/LTE網(wǎng)絡(luò)中智能手機(jī)和平板電腦的每日充電需求將繼續(xù)。為了克服大多數(shù)通信設(shè)備的日常充電限制并促進(jìn)通信服務(wù)，低能耗和長(zhǎng)電池壽命是6G通信的兩個(gè)研究重點(diǎn)。為了降低能耗，可以將用戶(hù)設(shè)備的計(jì)算任務(wù)卸載到具有可靠電源或普及的智能無(wú)線電空間的智能基站。協(xié)作中繼通信和網(wǎng)絡(luò)的致密化也將有助于減少移動(dòng)設(shè)備的發(fā)射功率通過(guò)降低每跳信號(hào)傳播距離。為了獲得較長(zhǎng)的電池壽命，將在6G中應(yīng)用各種能量收集方法，不僅可以從周?chē)纳漕l信號(hào)中收集能量，而且還可以從微振動(dòng)和太陽(yáng)光中收集能量。遠(yuǎn)程無(wú)線充電也將是延長(zhǎng)電池壽命的一種有前途的方法

4.高智能

6G的高智能將有利于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)、無(wú)線傳播環(huán)境和通信服務(wù)，分別指運(yùn)營(yíng)智能、環(huán)境智能和服務(wù)智能。常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)操作涉及許多受一系列復(fù)雜約束的多目標(biāo)性能優(yōu)化問(wèn)題。需要以適當(dāng)?shù)姆绞讲贾冒ㄍㄐ旁O(shè)備、頻帶、傳輸功率等在內(nèi)的資源，以實(shí)現(xiàn)令人滿(mǎn)意的網(wǎng)絡(luò)操作水平。此外，這些多目標(biāo)性能優(yōu)化問(wèn)題通常很難解決，并且難以實(shí)時(shí)獲得最優(yōu)解決方案。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)（尤其是深度學(xué)習(xí)）的發(fā)展，配備有圖形處理單元的基站或核心網(wǎng)絡(luò)的控制中心可以執(zhí)行相關(guān)的學(xué)習(xí)算法，以高效地分配資源，以達(dá)到接近最佳的性能。

5.與5G相比，帶寬極高

定義在0.1THz到10THz之間的太赫茲波段被稱(chēng)為微波和光學(xué)光譜之間的間隙帶，但是太赫茲電子、光子和混合電子-光子方法現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了。因此，混合太赫茲/自由空間光學(xué)系統(tǒng)預(yù)計(jì)將使用混合電子-光子收發(fā)器在6G中實(shí)現(xiàn)，其中光學(xué)激光可用于產(chǎn)生太赫茲信號(hào)或發(fā)送光學(xué)信號(hào)。未來(lái)的無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將必須達(dá)到更高的傳輸速率和更短的延遲，同時(shí)還要提供越來(lái)越多的終端設(shè)備。為此，將需要由許多小型無(wú)線電小區(qū)組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。為了連接這些電池，將需要高達(dá)太赫茲范圍的高頻高性能傳輸線。此外，如果可能的話(huà)，必須確保與光網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接。

未來(lái)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)必須處理每條鏈路上幾十甚至幾百個(gè)Gbit/s的數(shù)據(jù)速率，這就需要在未分配的太赫茲(THz)頻譜上使用載波頻率。在這種情況下，無(wú)縫集成THz鏈路到現(xiàn)有的光纖基礎(chǔ)設(shè)施是非常重要的，以補(bǔ)充固有的可移植性和靈活性?xún)?yōu)勢(shì)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的可靠和幾乎無(wú)限的能力，光傳輸系統(tǒng)。在技術(shù)層面上，這需要新的設(shè)備和信號(hào)處理概念來(lái)直接轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)流。