连接未来:2025年三大技术趋势推动无线通信新发展
连接未来:2025年三大技术趋势推动无线通信新发展
无线通信技术正站在新的历史起点上,2025年至2030年间,三项关键技术将推动无线通信迈向新的发展阶段:非地面网络(NTN)、5G向6G的演进以及AI原生系统。这些技术将重塑无线通信的未来,带来前所未有的连接体验。
非地面网络:从救生员到必不可少的沟通推动者
当前,全球无线通信仍存在巨大连接差距,特别是在受灾地区,传统基础设施的建设和维护成本日益高昂。非地面网络(NTN)提供了一个解决方案,它依赖于不受极端天气影响的太空组件,如卫星和高空气球(HAB)。NTN具有实用且成本效益高的特点,即使在地面网络受损或被毁的情况下,也能为大面积区域提供可靠的紧急通信。
全球正在积极部署NTN星座,计划发射数万颗卫星以覆盖农村和偏远海洋地区。加拿大、法国和美国已发射数千颗卫星。多颗卫星的部署可以提供冗余,确保网络稳健性和持续连接性。HAB可以作为卫星通信的补充,特别是在地面通信无法覆盖的区域。它们可以在11至23英里的高度悬停,延迟比卫星更低,且部署速度更快、成本更低,覆盖范围可达600英里以上。
NTN依赖于基于空间的组件,即使极端天气损坏或摧毁地面网络 (TN) 也能提供可靠的通信。
ISAC和RIS塑造智能6G网络的未来
集成可重构智能表面(RIS)和集成传感与通信(ISAC)是6G无线通信系统成功的关键。这两种技术相辅相成,使工程师能够在感知和适应实时条件的同时优化通信环境,实现更高的效率和灵活性。
ISAC通过提供实时环境数据帮助RIS系统调整配置,以实现最佳信号路径。而RIS则可以聚焦光束以提高传感精度,使ISAC在传感任务中实现更高分辨率。通过结合使用ISAC和RIS,可以最大限度地减少电力浪费并优化整体网络可持续性。
RIS通过操纵电磁波避免不必要的信号传输,从而减少能源使用。同时,RIS将信号反射到原本需要额外基础设施的区域,降低网络能源需求。ISAC的联合通信和传感则消除了为多个系统供电的需要,进一步节省成本。
RIS通过将信号反射到需要额外基础设施的区域来降低网络的能源需求。
AI原生网络应用受到追捧
将人工智能原理应用于无线系统设计,可以显著增强网络功能。在无线广域网(WWAN)设计中,AI可以实现卓越的环境定位、先进的波束管理和精确的信道状态信息(CSI)反馈。这些功能在城市等高干扰环境中尤为重要,可以确保不间断连接,并支持更多同时连接的用户。
对于局域网(LAN)和个人局域网(PAN),AI的突破包括情境感知和用户行为分析。结合传感器和物联网设备,可以创建具有情境感知的智能环境,使用户环境能够适应其行为,并提供个性化的基于位置的内容。用户行为分析则可以帮助确定网络使用模式,促进容量规划和资源分配。
无线广域网 (WWAN) 可以使用 AI 实现卓越的环境定位和先进的波束管理。
未来发展之路
无线通信的未来需要工程师整合非地面网络、6G技术和AI原生系统来实现全球连接。距离6G的到来仅剩五年时间,工程师在设计下一代无线系统时必须采用跨学科的方法。当这些学科和其他学科共同协作克服未来的无线挑战时,全球大多数地区,无论地理位置或天气条件如何,都可以可靠地访问下一代无线连接。