随着5G商用的深入部署,业界已经开始逐步规划6G的技术路线图。与以往每代移动通信技术的演进路径不同,6G的覆盖形式预计将发生**性的变化,从传统的基站塔覆盖,到混合多样的天地一体空间覆盖,乃至宽覆盖的星际网络,实现无处不在的智能连接,这将是6G覆盖形态的最大创新。
一、5G时代的覆盖形态与局限
从1G到5G的移动通信网络,覆盖形式长期依赖基站塔来实现。具体来说,主要包括:
1. 城市和热点区域以宏基站为主,提供连续覆盖;
2. 密集区域以微基站和分布式天线系统为辅,增强覆盖能力;
3. 边远地区以宽带无线接入系统为支撑,实现基本覆盖。
这种以陆基塔站为中心的覆盖体系,保证了2G到5G网络在有限的频谱资源下实现无线接入的最大化。但是,随着用户对率先增长和海量连接的需求,这种覆盖形式也暴露出明显的局限性:
1. 大量基站导致投资规模及运营成本居高不下;
2. 无法快速响应热点区域的爆发式增长;
3. 无法灵活应对用户高动态的移动性;
4. 无法覆盖海洋、山地等极端环境。
因此,进一步提升覆盖性能已成为5G演进和6G规划的重要课题。
二、6G多维度的全方位覆盖
为打破5G覆盖的瓶颈,业界提出6G将实现“多维度的全方位覆盖”。具体来说,主要包括:
1.立体空间覆盖
6G将构建天地一体的三维网络,通过天基轨道航天平台、高空平台等实现立体空间的覆盖。这大幅提高了覆盖的灵活性,可以快速响应热点需求。
2.极端环境全覆盖
依托高空低轨卫星等方式,6G可以实现对海洋、沙漠、南极等极端环境的覆盖,提供全天候稳定的通信保障。
3.深层覆盖
6G将大规模使用毫米波等更高频段,可以深度穿透的特性,实现对室内深层区域及地下空间的可靠覆盖。
三、重塑网络边界,6G融合多种无线接入
为实现全新的覆盖形态,6G将大幅拓展网络边界,充分融合多种无线接入技术,主要包括:
1. 卫星通信系统
低轨卫星具有覆盖广泛、部署快捷的优势,将在6G中承担更多的接入功能。
2.高空平台系统
如高空飞艇等具有持久飞行能力的平台,可以作为空中基站实现覆盖。
3.自组网系统
通过用户终端自主构建的网络,可以灵活覆盖一些临时的区域死角。
4.Wi-Fi系统
6G将与增强型Wi-Fi系统进行深度融合,提供更广覆盖的无线宽带接入。
5.可覆盖全球的低频点到点系统
低频的点到点通信可以提供全球覆盖的控制信令交互。
6.近场通信技术
用于终端间的超高速数据交互与传感扩展。
7.自主移动网络
如车载基站等,可以在本地提供动态可配置的无线覆盖。
8.新型传感网络
6G将应用新型传感器网络,收集环境数据以支持智能应用。
四、重构网络架构,实现灵活的空天地协同
6G中,传统的单一核心网及接入网架构也将得到重构,网络功能模块将通过柔性的SOA架构重组,并依托大规模的云化平台,实现多样接入方式与核心网的动态耦合,从而发挥多维空天地网络在覆盖和接入上的协同作用。具体来看,新的网络架构可能采用以下创新设计:
1. 大规模云原生的核心网
依托云平台实现全网功能虚拟化,以便于实现多样接入方式的即插即用。
2.多接入融合的边缘网络
在网络边缘实现异构接入的协调与融合,作为核心网的对端。
3.用网络切片实现接入与业务的分离
业务逻辑完全解耦出网络,按需分配资源。
五、满足多样化应用需求,打造新一代信息基础设施
6G通信系统的全新覆盖能力,将可有效满足未来社会的多样化应用需求,成为支撑数字化转型的关键信息基础设施,主要领域包括:
1. 智慧城市广覆盖应用
提供更优质稳定的城市宽带接入服务。
2.关键行业专网
如工业互联网、车联网等对可靠低时延通信的需求。
3.公共安全应急保障
重大活动、灾害等的弹性覆盖需求。
4. 无人机及运输系统
提供超高信道容量和全天候控制指令链路。
5.边远偏远地区覆盖
基本通信服务覆盖的无差距实现。
6.高动态环境下的稳定通信
如高速移动、海上等场景的可靠连接需求。
6G在通信覆盖能力上必将获得**性的提升,实现全方位无死角的智能化覆盖。多样化的空天地一体网络架构与融合的接入模式,将重塑6G的网络边界。面向数字化新基建,6G将以其超强的覆盖能力,有效支撑智能化数字社会的发展需求。展望未来,6G通信网络的广覆盖与星际扩展,也将进一步促进人类文明的交流与发展。