专题导读

发布时间:2025-03-19 作者:李建东,刘俊宇

        随着低空经济市场的快速扩张,无人机物流、城市空中交通等新兴应用场景的兴起,对无线通信系统的覆盖能力提出了更高要求。广域、泛在、高速率的立体空间覆盖已成为刚性需求。当前,6G立体覆盖的实现主要依赖3种技术路线:低轨卫星网络、空基网络和地面蜂窝网络,这些路线各具优缺点。低轨卫星网络能够突破地形限制,实现广域覆盖,但面临显著的时延问题;空基网络通过无人机和高空平台构建,部署灵活,但在服务连续性和稳定性方面存在不足;地面蜂窝网络基础设施完善,但由于其设计主要服务于地面用户,难以有效覆盖低空区域。这些挑战推动了6G立体覆盖技术这一新兴研究领域的发展。

        6G立体覆盖技术将突破传统平面网络的局限,通过整合卫星网络、空基网络和地面蜂窝网络,构建从地面到空中的多层次立体覆盖体系,并结合太赫兹通信、智能超表面等前沿技术,显著提升网络覆盖能力,为智慧城市、数字孪生等新兴应用提供强有力的技术支撑。与5G相比,6G立体覆盖技术预计将实现以下突破:覆盖范围从地面延伸至近地空间,传输速率提升超过100倍,时延降至微秒级,连接密度达到每立方米数百个设备。

       然而,当前6G立体覆盖技术在应用过程中仍面临诸多挑战。首先,由于现有地面网络采用平面覆盖结构和下倾天线设计,直接复用地面基础设施进行立体覆盖会引发一系列问题:低空区域信号强度不足、服务质量低下,低空用户处于天线零位时无法获得有效覆盖,同时低空同频干扰严重、邻区关系复杂,导致低空用户频繁切换,进而影响地面用户的服务质量。其次,随着地面和低空用户规模及业务需求的持续增长,频谱资源将日益紧张。加之空、天、地网络的深度融合,频谱竞争和冲突问题将成为6G覆盖技术的另一大制约因素。此外,随着用户规模的急剧扩大、垂直覆盖需求的增加以及服务质量要求的提升,通信系统的能耗可能呈指数级增长,这将严重制约系统的可持续发展。

       6G立体覆盖技术仍面临诸多挑战,亟需进一步突破。如何构建低成本、高效率的6G立体覆盖网络?如何满足立体广域覆盖对频谱资源的巨大需求?如何有效平衡能耗与网络覆盖性能之间的矛盾?这些问题不仅涉及技术层面的创新,还与协议标准的制定密切相关。

      本期专题汇集了来自知名高校、企业和科研机构的论文,聚焦6G立体覆盖技术,从核心挑战到关键技术,全面展示了最新研究成果。我们期望这些内容能为读者提供有价值的参考,并对所有作者和审稿专家的贡献表示诚挚感谢!

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