《6G可见光通信技术白皮书》内容概要

作者：中国移动通信有限公司研究院（2022年）

一、背景与概述
随着移动通信需求持续增长，6GHz以下频谱已分配殆尽，毫米波频段也分配给了5G。为满足未来更高容量和超高速率需求，业界开始研究更高频段通信技术，其中可见光通信（VLC）因其约400THz的巨大候选频谱资源，成为6G关键候选技术之一。

可见光通信（Visible Light Communication）利用LED等可见光光源发出高速明暗变化的光信号传输信息，通过光电探测器接收并转换为电信号，是一种照明通信一体化的无线通信方式。

二、VLC的核心优势与挑战
优势：
1）频谱资源极为丰富——约400THz候选频谱，远超传统射频的300MHz；
2）部署简单——可基于成熟的照明/显示产业进行低成本超密集部署；
3）绿色节能——兼具照明与通信功能，低功耗高能效；
4）电磁免疫——与射频信号无干扰，适用于飞机、医院、工业控制等电磁敏感领域。

挑战：
1）信道建模——可见光信道无法沿用现有移动信道模型，需重新建立；
2）材料与器件——商用LED调制带宽仅约100MHz，远低于6G需求；探测器件灵敏度与带宽有待突破；
3）空口传输——需解决高阶调制、均衡、MIMO等传输技术难题；
4）组网——可见光易受阻挡、移动性差、上行难实现，需与射频融合组网。

三、应用场景
1）移动通信场景：热点高容量场景（商场、体育馆等）和小型室内场景（办公室、会议室等）；
2）垂直行业场景：交通照明融合（地面/航空/航海通信）和电磁严苛场景（医院、工厂、飞机等）。

四、6G关键指标需求
- 调制带宽：5GHz
- 峰值速率：50Gbps
- 覆盖距离：>5m
- 流量密度：>100Mbps/m?

五、关键技术方向
1）信道建模：确定性模型（递归模型、迭代模型、射线追踪）与随机性模型，需结合实测验证；
2）关键器件：
- 发射端：从荧光粉LED向多色LED、Micro-LED、激光二极管（LD）、超辐射管（SLD）演进
- 接收端：从PIN光电二极管向APD、III-V族（InGaN）、钙钛矿等新型探测器发展
3）传输技术：OFDM多载波调制（DCO-OFDM、ACO-OFDM、LACO-OFDM）、均衡技术、自适应比特能量加载、VLC-MIMO（非成像MIMO、成像MIMO、波束分多址BDMA）；
4）组网技术：射频与可见光融合组网（融合接入、融合传输、融合连接管理），以及可见光超密集组网（以用户为中心的无定形蜂窝架构）。

六、总结与展望
可见光通信有望提升6G网络的流量密度、用户体验速率、峰值速率、网络能效和定位精度，但在器件产业化、信道模型优化、传输组网设计、标准化推进和系统集成等方面仍面临较大挑战。白皮书倡议学术界和产业界尽早启动面向6G的可见光通信总体研究，共同建立信道模型、攻关关键器件、形成技术框架，为2030年6G商用奠定基础。

白皮书原文PDF见附件下载。