近期，工信部正式宣布，我国已顺利完成6G第一阶段技术试验，累计形成超300项关键技术储备，并全面启动第二阶段试验工作。全国人大代表刘武认为，“十四五”是6G技术的战略布局与关键技术储备期；“十五五”更加关键，6G将走向“标准制定与商用准备”阶段。
网络架构与覆盖扩展
- 空天地海一体化网络：融合地面蜂窝网络、卫星网络（低/中/高轨）及高空平台，构建全域立体覆盖，实现全球无缝连接和服务。
- 以用户为中心的网络架构：颠覆传统以基站为中心的设计，实现分布式、服务化、弹性可定制的网络，动态按需服务用户。
- 平台化与服务化网络：构建通用、开放、可共享的软硬件平台，实现一体化能力供给和按需生成，是6G的必由之路。
6G 有望带来数据速度，为智能手机、家庭、城市和自动驾驶汽车提供高度集成和响应的技术，但实现这一目标还需要做更多的工作。
到处都会有更多的天线，嵌入到城镇周围的基础设施、基站、边缘设备以及介于两者之间的一切中。它们将以不同的速度和波长发送和接收更多信号，包括一些更容易受到干扰的信号。
从物理上讲，这些新天线将比今天的巨型手机信号塔更不明显。“你可以把它们装成灯柱，”Ansys（现为新思科技的一部分）5G/6G项目总监Shawn Carpenter说。“有几家公司一直在开发路灯和 Wi-Fi 中继器的组合，或者路灯和蜂窝中继器系统，只需直接拧入螺栓插座，所以你甚至看不到它。这些塔之所以这么大，是因为它们必须承载最低频段，从而为您提供最长的覆盖范围，而这些频段是为了公共安全特性和功能。当您用手机拨打 911 时，很可能会访问需要使用最大天线的最低频段之一。这必须到位，但这些天线不必是定向的，而且你也不需要那么多天线。
从 3G 转向 6G 意味着天线必须具有多频段功能，因为需要适应较低的 LTE 频段以及一些新频段。“一旦政府机构协调了频谱，制造商就必须深入研究并说，'哦，天哪，我们一直在设计 3.5 到 4 GHz 的天线，'”卡彭特说。“现在我们必须设计 7、10、12 GHz 的天线。”这将是对天线系统的彻底重新设计。
必须解决不同的频率并适应相同的外形尺寸，这样运营商就不必花费更多的钱来建造新塔或租用新塔。“希望你能把它们全部装进一个包中，它仍然位于同一个塔上，但可以在更多频段和更宽的频段上运行。现在基站天线技术的内容比以前复杂得多，“他指出。
对于电话等小型边缘设备，较高频率使用较小的天线，但天线数量更多。毫米波频段可能有多达 16 根天线，而这仅适用于手机。
“一部手机必须准备好在全球范围内运行，并且能够处理大约 10 个频段，对于现在这样做的人来说，这将是一个相当大的设计挑战，”卡彭特说。“如果你有更高的介电性能材料，这使你能够缩小天线的尺寸，因为这些奇异材料的波长尺寸会变得更小。我们已经发展了开发适合机箱外形尺寸的天线的能力。我们现在可以打印平面天线，也可以方便地折叠它们。我们可以使用基板的一部分，或移动设备内部的载波基板来打印电话或将天线打印到系统中，然后我们想出了可以为我们调整天线的电路，使其产生谐振。当您接收信号时，这并不是特别重要。接收天线不是那么灵敏。你确实需要注意你如何设计它们，但当你发射时，天线必须非常有效地辐给它们的东西，否则它们辐射的东西将与它们的物理尺寸成正比。
根据英飞凌的一份应用说明，天线还可以通过一种称为“孔径调谐”的技术进行调谐，该技术通过将天线的自然谐振转移到所需的工作频段来提高天线效率。“这减少了发射器侧 （Tx） 天线驱动硬件的压力，并提高了接收器侧 （Rx） 的灵敏度。孔径调谐还允许天线同时在多个频段上进行通信，以支持载波聚合。另一种选择是天线阻抗匹配，它在天线馈电点进行，“通过补偿频率和环境影响，有助于最大限度地提高射频前端 （RFFE） 和天线之间的信号传输。
根据 Cadence 的一份白皮书，波束控制天线还需要将辐射能量从基站天线阵列引导到最终用户，同时克服在这些频率下发生的更高路径损耗。“幸运的是，较短的波长转化为更小的天线，这反过来又推动了更多基于 IC 的天线阵列解决方案。单片微波IC（MMIC）和RFIC设计将在未来毫米波频率下运行的5G系统的波束控制技术中发挥重要作用。随着无线通信系统的发展，将需要具有更好性能的更小设备，将基于多技术的模块设计与不同的 IC 和印刷电路板 （PCB） 工艺技术相结合。
天线的另一个挑战是交叉耦合，因为需要在更小的空间内使用更多的天线。“我们需要非常好的仿真模型来预测天线之间以及天线与封装之间是否存在某种耦合，”弗劳恩霍夫 IIS 自适应系统工程部高效电子部门负责人 Andy Heinig 说。“你真的必须小心不同天线的这种行为，以及一个天线对另一个天线的影响。”
6G将成为天线的更精细的网状配置，波长方面存在很多问题。“真正的挑战在于整个事情的电磁学，Ansys产品营销总监Marc Swinnen说。”HFSS（高频结构仿真）可以对广泛系统中的边缘节点进行建模，并评估它们的信号完整性、电源完整性、热完整性、结构完整性、天线系统和大型系统部署。
在当今的 5G 系统中，边缘计算节点内置了 5G NR 毫米波和 sub-6 GHz 无线连接功能，并结合了复杂的微服务器。6G 将包括所有这些以及更多。
5G/6G 增加天线数量的优势之一是空间敏捷性。“他们利用 5G 技术开发的一件美妙事情是能够从基站为每个用户提供自己的特殊聚光灯，”卡彭特说。“当你四处走动时，你会得到自己的私人波束，因为他们正在用基带处理器将其编码到你的信号中。这需要大量的定制芯片，因为你不能只购买现成的芯片来做这种事情。爱立信、华为、诺基亚或其他设计人员必须推出能够进行这种非常繁重处理的芯片，因为你必须弄清楚每个用户的光束重量是多少，并在用户通过真正的交互式环境时定期更新。他们可能会增加该阵列中天线元件的数量，因为他们已经有了基站天线表面的基线尺寸。他们会说，'嘿，我们习惯于使用这种尺寸的天线，所以当我们使用更高的频率时，我们可以在其中添加更多元件。如果我们添加更多元素，我们就会获得更多的敏捷性。我们可以将该用户的功率压缩到一个更紧密的光束中，并带有一个更大的电阵列。如果我们能够让硅上的处理来唯一地处理每个用户信号，那么我们就可以在它们四处移动时给它们自己的小聚光灯，并将能量集中在它们身上，最大限度地减少对现场其他用户的干扰，最大限度地减少其他基站的用户，然后我们就可以提高每个用户获得的带宽。现在你可以同时以高清流式传输 15 个猫视频。
弗劳恩霍夫的海尼格说，未来天线甚至可能具有雷达能力，但这也可能在天线集成方面产生问题。“雷达和通信对天线的要求略有不同。当然，我们在这两种情况下都有波束成形。
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