6G近场技术白皮书2.0

6G Near-Field Technologies White Paper 2.0

6G近场技术白皮书2.0

2025年6月,第三代合作伙伴计划(3GPP)将正式启动6G研究项目,标志着全球6G发展从愿景规划阶段迈入以关键技术突破、标准化制定与实践应用为目标的新阶段。6G网络通过采用更大天线孔径和更高频段(如中频段、毫米波、太赫兹)优先强化近场特性,结合智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)、超大规模孔径阵列(Extremely Large aperture arrays,ELAA)、可移动天线(Movable antennas,MA)及无蜂窝网络(Cell-Free Network)等技术,将显著扩展近场效应,构建准泛在近场传播环境。 从空间资源利用维度分析,传统远场系统仅能实现电磁空间的角度域信号分离,而近场技术的引入使未来无线系统在电磁空间的距离域开发方面获得突破性提升。凭借多天线配置优势,近场技术通过波束聚焦显著提升数据传输速率,实现高精度角度-距离联合定位与感知,并优化无线能量传输效率,正成为6G领域的研究热点。研究表明,电磁波传播特性认知正在发生范式转变:近场电磁波需严格建模为球面波而非平面波,这一修正强调系统建模中此前被忽视的空间非平稳性、有限深度波束聚焦、三极化特性及倏逝波等物理效应。突破传统波动模型后,非衍射波前(如自修复贝塞尔波束、弯曲艾里波束)等新型波场调控成为可能。值得注意的是,基于远场条件设计的传统通信算法在近场环境中性能受限,而模型无关算法亦难以充分释放近场潜力。 本文系统梳理近场技术在未来网络中的典型应用场景,深入解析支撑近场效应的电磁学基本原理及其对通信系统的颠覆性影响,重点围绕自由度与容量核心指标阐述系统架构设计约束与使能机制。针对信道表征这一通信系统设计基石,从测量与建模双重视角阐述近场信道研究范式,并进一步探讨信道估计、波束赋形、码本设计等关键技术。前瞻性分析近场技术与通感一体化、无线输能、物理层安全等跨领域协同创新路径。在工程实践层面,聚焦6G频谱分配最新进展、近场传播技术实现路径及网络部署策略,同步探讨近场技术对6G标准化的影响。本文旨在为近场技术构建统一认知框架,架设理论创新、标准演进与工程落地的桥梁。

主要贡献者:

赵亚军、戴凌龙、张建华、李龙等

组织:

未来移动通信论坛

格式:

pdf

版本:

2.0

Access:

open

链接地址:

发布日期:

2025年4月10日

引用:

赵亚军、戴凌龙、张建华、李龙等,“6G近场技术白皮书2.0”,中国南京,未来移动通信论坛,2025年4月。