016G構建全維覆蓋的泛在智聯數字世界
5G作為開啟萬物互聯時代的鑰匙,打開了人、物、網三者互聯的大門,突破了移動通信的傳統布局,在為人們的生活帶來更多的便利性的同時,也為垂直行業的發展提供新的機遇。
伴隨5G的大規模商用部署,業界已將目光投向更遠的6G。基于5G三大應用場景的融合與擴展,將有更多具備革新性的應用在6G時代開花結果。相比于5G系統,6G系統除向更高的數據速率、更高的頻譜效率、更低的時延(關鍵KPI見上圖)方向發展之外,還將由統一的服務向個性化服務轉變,為人們提供無處不在、無時不在的空、天、地全維覆蓋,全面支撐起智慧生活和智慧產業的發展,致力于構建泛在智聯數字世界。
026G頻譜與空口使能技術16G頻譜
6G頻譜發掘策略包含2個方向:對于Above 6GHz,重點考慮毫米波、太赫茲和可見光頻譜;對于Sub 6GHz,重點考慮頻譜共享、頻率智能管理等關鍵賦能技術。其中,對于太赫茲頻譜定位,主流的觀點認為融合Sub-6GHz和太赫茲的無線網絡將是太赫茲頻譜的定位和發展方向。
2超大規模天線
超大規模天線技術作為大規模天線技術面向6G的進一步演進,致力于實現6G愿景下的無線覆蓋、數據速率以及能量效率等關鍵需求。隨著天線、芯片工藝的持續升級與高度集成,超大規模天線的天線規模可以得到進一步的擴展,從而獲得更高的陣列增益,以面向更高頻段的部署。通過與新興技術(如智能表面、人工智能等)的結合,超大規模天線可以實現更廣域的覆蓋、更靈活的組網以及更高的頻譜效率與能量效率。
3可重構智能表面
可重構智能表面(RIS)一般由大量的近無源電磁器件構成,如PIN二極管、變容二極管等,每個電磁器件都可以對入射電磁波的相位和/或幅度進行控制。利用RIS的這種特性,可以根據電磁波的入射方向,有針對性的對電磁器件參數進行調整,從而形成期望的電磁波反射/透射圖樣,實現控制電磁波傳輸方向的目的。RIS為提高無線鏈路性能提供了新的自由度,為進一步實現智能可編程無線環境提供了一定技術依托。
在無線空口方面,6G從設計之初就需要充分考慮與AI技術的融合,通過將AI技術融合進空口設計與增強方案,借助AI技術在深度感知、推理預測、優化推薦等領域的強大優勢,與物理層通信技術相結合,充分利用無線網絡大數據的特征并進一步挖掘無線空口的潛力,提高無線系統通信性能。例如,通過機器學習的方法提升各類檢測方法的性能和/或降低各類導頻和反饋的開銷,通過預測算法實現波束管理的優化等。
5新型雙工技術
隨著無線通信業務量迅速增長及通信業務的突發性、不對稱性愈加凸顯,傳統TDD和FDD逐漸不能滿足用戶更加多樣化的需求。移動通信技術開始追求打破時頻域的限制,實現靈活的雙工模式,甚至是完全擺脫時頻域的限制,達到全雙工的工作模式。靈活雙工提供了分配下行和上行資源的靈活性,以適應非對稱且時變的上下行業務負載。全雙工技術則提供了在相同的頻帶上,同時進行上下行傳輸的可行性,理論上可提升一倍的頻譜效率。
6通感算一體化
通感算一體化是指同時具備物理-數字空間感知、泛在智能通信與計算能力。該網絡內的各網元設備通過通感算軟硬件資源的協同與共享,實現多維感知、協作通信、智能計算功能的深度融合、互惠增強,進而使網絡具備新型信息流智能交互與處理及廣域智能協作的能力。
7太赫茲通信
相較于毫米波頻段,太赫茲頻段的頻譜資源更加豐富,可以為無線通信系統提供更高量級的傳輸帶寬。太赫茲通信潛在應用場景主要包括:高低頻協同組網場景下的熱點覆蓋,星間通信,近域度通信等。
8先進編碼和調制
6G網絡更加多樣的場景和性能指標對信號波形、信道編碼和調制技術都有更高的需求。一方面,正如之前每一代通信系統,6G網絡需要更高頻譜效率的信號波形以提升信道容量。另一方面,在6G更高的頻率下,多載波系統高峰均比的問題將更加突出,在6G的上行系統中或仍需單載波的信號波形以保證系統性能。
9語義通信
傳統通信系統以香農信息論為理論基礎,排除了語義帶來的信息量,信道容量已經逼近“天花板”。通過在收發兩端建立共享的語義知識庫,以此為基礎對信源進行語義編譯碼,物理信道只傳輸關鍵語義信息,進而從新的維度上使通信系統容量得到提升。
036G里程節點與進展
全球正在積極啟動6G研究,包括芬蘭、美國、日本、韓國等國家紛紛在2019年和2020年展開6G研究工作。我國具有全球最大規模的5G商用網絡,在5G研究和部署中具備領先優勢,這將為我國開展6G研究工作提供堅實可靠的保障。
2018年,工信部原部長苗圩在接受央視采訪時表示,中國已經著手在研究6G技術。隨后,2019年,國家6G技術研發推進工作組和總體專家組成立;同年IMT-2030推進組成立,目標為明確6G推進思路和重點方向;2020年,首屆全球6G技術大會在北京召開,2021年,網信辦制定的“十四五”國家信息化規劃指出“明確第六代移動通信(6G)技術愿景需求”以及“加強新型網絡基礎架構和 6G 研究”。這一系列舉措標志著中國正在積極開展和布局6G研究工作。
當前,國際標準組織ITU正在積極討論包擴未來技術趨勢研究報告、未來技術愿景建議書等重要計劃節點。3GPP目前在研版本R18聚焦的主要是5G特性的演進及增強。目前需求組SA1已啟動未來業務的相關立項,有較大可能平滑過渡到下一代移動通信系統。
中國電信2020年正式啟動6G研究工作,在無線方面的主要成果包括:
1、布局6G關鍵技術研究,在可重構智能表面、新型雙工、通感算一體化等領域正在積極開展包括技術方案、標準規劃、專利預埋等創新工作。
2、自主研發6G無線仿真系統,具備評估6G無線關鍵技術及性能的平臺能力。
3、業界首次提出P-RAN,通過外場測試表明,P-RAN可以有效解決高頻覆蓋空洞問題。
審核編輯 :李倩
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原文標題:中國電信研究院|6G空口使能技術
文章出處:【微信號:mwrfnet,微信公眾號:微波射頻網】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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