- 作者｜李柯、陈方杰
- 来源｜翼安研习社
- 发布时间｜2021-09-24
在5G如火如荼的建设、商用背景下，6G已经悄然而至。2019年11月，我国组织召开6G技术研发工作启动会，宣布成立了国家6G技术研发推进工作组、国家6G技术研发总体专家组。同时期，欧盟、美国、俄罗斯也正紧锣密鼓地开展相关工作。6G研究已经在各国拉开了帷幕。
6G介绍
6G即第六代移动通信技术，目前是一个概念性无线网络移动通信技术。2018年世界移动通信大会提出，“6G将迈向太赫兹频率时代，随着网络越来越致密化，基于区块链的动态频谱共享技术正在变成新的技术趋势”。6G通信技术不仅会在网络容量、传输速率、网络性能等各类KPI实现重大突破，更重要的，6G将结合现有优势技术如区块链、人工智能、数字孪生等打造全新的网络架构，最终缩小数字鸿沟，将实现由万物互联到万物智联的跃迁。
6G关键特征
5G网络面向万物互联，通过无缝融合的方式，便捷地实现人与万物的智能互联。6G网络进一步延伸5G的愿景，拓展和深化物联网应用的范围和领域，同时大幅提升移动通信网络的KPI特征。展望未来新一代移动通信网络，关键特征如下。
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性能优
与前几代移动通信技术类似，6G具有多种关键KPI指标。随着移动通信技术的发展，6G网络将具有更好的覆盖范围和更高的整体能效，达到在密集区域每平方公里1000万个设备，性能10-100倍的提升。另外，6G将带来前所未有的可靠性和低时延，目标是实现高于99.9999%的可靠性和低于1毫秒的低时延，每秒1兆比特（Tbps）的峰值吞吐量。
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智能化
6G网络将引入人工智能、大数据、区块链等技术，使网络节点分布式赋能，实现网络的自适应、自组织、自优化。智能网络是6G网络的演进方向之一，不仅包含服务智能，也包括运维智能。网络利用内生的智能为用户和设备、编排和管理提供智能化服务。
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高安全
6G在网络安全防御、管理能力方面将由传统的外挂式安全转变为内嵌式安全。通过网络架构与网络协议的双向发展，6G将针对新业务、新技术及安全形势的变化，进一步将网络安全模式向内生、自主、协同等方向演进，以适应复杂业务和柔性网络的安全需求。
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绿色发展
绿色节能、可持续发展作为6G网络的愿景之一，体现了6G网络对能源消耗、人类可持续发展的关注。6G网络将在网络性能提升的同时，实现成本和能耗的显著降低，促进节能型软件、硬件、组网技术的发展，提升能效利用率，推动绿色、可持续的未来网络发展。
6G潜在技术
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太赫兹技术
太赫兹技术被称为是21世纪重大的新兴科学技术领域之一，将是6G的显著特点。太赫兹泛指频率在0.1～10THz波段内的电磁波，波段范围大，无线频谱资源丰富。使用太赫兹频段通信，具有高传输率、抗干扰能力强、容量大、传播距离短的特点，但目前技术还不够成熟，还需在信号编码调制、天线射频、材料、基带等技术上有所突破，具有广阔的应用前景。
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数字孪生技术
数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。简而言之，数字孪生技术能够为物理世界创造一个虚拟的、镜像的、完全对等的数字世界，并借此数字实体实现对物理实体的了解、分析和优化。
数字孪生技术应用到6G网络中用于打造一个镜像网络，所有的操作和试验在孪生体中进行，根据数字孪生体的反馈及时调整网络参数与运行状态，实现网络的数字映像。
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区块链技术
区块链是一种分布式数据库，具有去中心、难篡改、防抵赖等特点。随着业务对网络要求的提高，6G网络会组建为空天海地一体化立体网络，多种异构网络存在于在同一体系中，此时基于区块链的特性，可以帮助网络节点间信息共识，提高不同运营商之间、不同网络之间的协作效率。另一方面，也可以解决用户的安全和信任问题，用户数据的去中心化存储和传输使得第三方难以窃取，去中心化的认证架构使用户在异构网络中可快速认证、无缝切换，提升用户体验。
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人工智能技术
在6G网络中，人工智能技术的主要作用体现在通信效率的提升和安全防护。在通信效率方面，利用人工智能技术建立灵活化网络，通过提升信道估计准确度、辅助信道解码、调配网络资源等一系列措施，可以将网络效率带入全局最优。在安全防护方面，当前的网络尚处于补丁式的防护，利用人工智能技术，实现移动目标防御或拟态防御、类免疫安全防御等技术，形成智能防护网络，摆脱“易攻难守”的局面。
6G安全挑战
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异构网络互联和互操作安全
6G网络泛在智联，将引入行业网络和各种异构网络，垂直行业网络可能由不同主体运营，6G需要为各类终端在异构网络下提供接入与认证的信任保持，以及安全策略/安全上下文的映射和传递。空天海地一体化作为6G网络的特征之一，地面基站、空中基站、卫星站、核心节点等异构网络之间的操作和互联可能会增大各独立网络的对外暴露面，带来协议匹配、认证互通、业务保持等安全挑战。
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区块链和AI等新技术与网络融合风险
区块链和AI等新技术的应用在推动6G网络用户信任、数据保护、智能防护等安全方面有着举足轻重的作用，改变传统网络信任缺失、静态防护的沉疴。但也因此会带来新的安全风险，以人工智能为例，目前的人工智能效果取决于其模型，攻击者可针对模型进行攻击，存在基于模型输出和模型更新导致的数据泄露、模型训练的完整性威胁等问题；以区块链为例，也可能存在重放攻击、DDoS攻击、量子破解等问题，未来需要引入抗量子算法加密等安全方式提升安全性。
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安全能力动态自适应
6G网络架构的安全控制和资源编排能够实现流量的安全检测和安全策略的下发和控制，底层的安全资源池和网络资源池能够提供安全服务等基础能力。面向未来网络，6G将继续使用SDN/NFV、微服务化等技术，安全能力动态加载的过程将会在时延极低的时间内完成，并随业务需求动态扩展伸缩。安全能力动态自适应有助于实现网络资源的高效利用、安全能力的，同时也会带来虚拟设施安全、应用提权、控制层攻击等安全挑战。
总结
目前6G的研究与发展还在起步阶段，各项需求和愿景还不明确，关键技术也未达成业界共识。但不可否认，世界各国对于6G的研究已经全面开展，ITU等国际组织也早已启动面向6G的研究工作。6G的未来已为期不远。
