中國信科陳山枝談6G的三大挑戰(zhàn)與三大突破

發(fā)布時間:2023-07-03 11:48:10  |  來源:通信世界全媒體”及標(biāo)有原創(chuàng)的所有作品,版權(quán)均屬于通信世界網(wǎng)。未經(jīng)允許禁止轉(zhuǎn)載、摘編及鏡像,違者必究。對于經(jīng)過授權(quán)可以轉(zhuǎn)載我方內(nèi)容的單位,也必須保持轉(zhuǎn)載文章、圖像、音視頻的完整性,并完整標(biāo)注作者信息和本站來源。 2、凡本網(wǎng)注明“來源:XXX(非通信世界網(wǎng))”的作品,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)。 3、如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的,請在相關(guān)作品刊發(fā)之日起30日內(nèi)進行。 function setIframeHeight(iframe) { if (iframe) { var iframeWin = iframe.contentWindow || iframe.contentDocument.parentWindow; if (iframeWin.document.body) { var co=iframeWin.document.documentElement.scrollHeight; var ff=iframeWin.document.body.scrollHeight; if(co  

(CWW)6G到底應(yīng)該是什么?進而,6G必須要有哪些突破?再進而,6G將會有哪些獨特標(biāo)志及其核心技術(shù)是什么?相應(yīng)地,最新取得了哪些重大突破?對于這些全球高度關(guān)注的熱點方向,IEEE Fellow,中國信息通信科技集團有限公司副總經(jīng)理、總工程師、科技委主任,無線移動通信全國重點實驗室主任陳山枝博士在上海MWC大會 “6G愿景及關(guān)鍵推動力”專題會議上,作了最新深度、精彩闡釋,獲得了在場全球業(yè)內(nèi)大咖以及資深專業(yè)人士的高度點贊。


(相關(guān)資料圖)

6G到底應(yīng)該是什么?

筆者觀察到,業(yè)內(nèi)提及6G時,基本上討論的都是2030年及其以后的新需求,而陳山枝博士在業(yè)內(nèi)首次系統(tǒng)性地提出6G除了要解決2030年及其以后的新需求,更要解決5G的行業(yè)應(yīng)用挑戰(zhàn)問題。

在央地的大力支持、通信行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的共同努力下,我國在5G技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用、市場方面持續(xù)取得全球引領(lǐng),截至4月末,5G行業(yè)應(yīng)用案例累計超過5萬個,5G應(yīng)用融入97個國民經(jīng)濟大類中的60個。

在5G與云、AI等融合賦能下,我國全社會的信息化和數(shù)字化步伐不斷快速加大,經(jīng)濟發(fā)展和社會治理的質(zhì)量和效率得到大幅提升。2022年我國5G直接帶動經(jīng)濟總產(chǎn)出1.45萬億元,間接帶動總產(chǎn)出約3.49萬億元,間接帶動經(jīng)濟增加值約1.27萬億元(中國信通院測算數(shù)據(jù)),發(fā)揮出巨大效益,成為拉動經(jīng)濟增長的重要引擎。

另一方面隨著5G商業(yè)化逐漸走入“深水區(qū)”,業(yè)界也普遍發(fā)現(xiàn)了5G賦能行業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型的一些痛點和難點,主要表現(xiàn)為5G基本尚未進入行業(yè)核心生產(chǎn)環(huán)節(jié),還沒有打開toB市場規(guī)模性、價值型的空間,改變社會基本形態(tài)的行業(yè)智能化尚未達(dá)到社會期待的基本水平。

當(dāng)然,我們深信,我國在5GtoB突破方面有望實現(xiàn)超越,同時通過在5G-A全球領(lǐng)先的能力,結(jié)合國內(nèi)市場的行業(yè)資源與OT技術(shù)優(yōu)勢,將在工業(yè)、能源、交通領(lǐng)域不斷實現(xiàn)價值型突破和全球引領(lǐng)。

然而,上述潛在的突破僅能在5G的范圍內(nèi)盡可能實現(xiàn),而行業(yè)應(yīng)用的“分散性”已經(jīng)“命中注定”般地決定了5G無法“一蹴而就”、“一勞永逸”地解決行業(yè)萬物互聯(lián)/智聯(lián)這一“史詩級”難題。對于5G面臨的這一“結(jié)構(gòu)性”挑戰(zhàn),筆者注意到陳山枝博士將其非常形象地形容為“移動通信代際演進‘首次’進入行業(yè)應(yīng)用的‘成長煩惱’”,這一形容,在現(xiàn)場的業(yè)內(nèi)大咖和資深專家有著深深的共鳴。

陳山枝博士進一步闡釋,行業(yè)應(yīng)用的“分散性”一共帶來了三大挑戰(zhàn),而這些挑戰(zhàn)在5G時代均無法得到解決或者得到很好解決。

第一大挑戰(zhàn)是,受限于地面移動通信建網(wǎng)經(jīng)濟性和商業(yè)模式等,到目前移動通信網(wǎng)絡(luò)(含4G和5G)僅能覆蓋約20%的陸地面積(僅占地球表面積的約6%),且主要是經(jīng)濟發(fā)達(dá)、人口密集的陸地區(qū)域,流量也主要分布于室內(nèi)區(qū)域(約占80%),室外流量僅占約20%。5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋優(yōu)勢僅對于在接入點密集的陸地適用。然而垂直行業(yè)的廣域稀疏覆蓋與人口密度和經(jīng)濟發(fā)展程度不一定正相關(guān),萬物互聯(lián)的巨大需求將更多地來源于各行各業(yè)在海洋、空間、山川、森林、沙漠、偏遠(yuǎn)地區(qū)等的稀疏接入和數(shù)智化。這是一大不可調(diào)和的矛盾。

第二大挑戰(zhàn)是,萬物互聯(lián)僅是手段,推動生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和競爭力的提升才是行業(yè)/企業(yè)信息化的目的。基于5G與其他ICT技術(shù)融合的“有用的物聯(lián)”要想成為行業(yè)中不可分割的核心生產(chǎn)要素,必須采取“定制化設(shè)計、按需服務(wù)”的模式,5G雖然通過網(wǎng)絡(luò)能力提升、產(chǎn)品和解決方案定制有可能滿足一些/少數(shù)個性化需求,但是時間成本和經(jīng)濟成本很高,而且很難具備可復(fù)制性,難以規(guī)模推廣。

第三大挑戰(zhàn)是,行業(yè)信息化是行業(yè)生產(chǎn)要素的信息獲取、傳輸、處理、反饋控制與智能生產(chǎn)的一體化,5G僅是其中一環(huán)。5G能否成為行業(yè)信息化的基礎(chǔ)設(shè)施,取決于能否與行業(yè)深度融合,共同建立技術(shù)鏈、應(yīng)用鏈和生態(tài)鏈。任何一個規(guī)模化行業(yè)要實現(xiàn)萬物智聯(lián)都取決于上述三鏈的巨大進步,但是跨界融合應(yīng)用下,互為關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)要素很多,“無縫”關(guān)聯(lián)起來就非常的復(fù)雜,三鏈的發(fā)展就將會很漫長,在5G時代或許可取得長足進步,但離目標(biāo)仍將相當(dāng)遙遠(yuǎn)。

聽了陳山枝博士的精彩報告,深感移動通信從“連接任何人”到“連接任何人與物”的愿景躍升,雖然增加一個字顯得很輕松,但愿景的最終實現(xiàn)卻將是異常艱巨且漫長的,面向新需求,需要不斷地開拓新技術(shù)、新業(yè)務(wù)、新模式并建立新的生態(tài)鏈,需要更多代技術(shù)與應(yīng)用的變革,所以5G的重大意義就不僅僅局限于“在各代移動通信中第一次把重點轉(zhuǎn)向?qū)Υ怪毙袠I(yè)市場需求的支持”,更在于敲開垂直行業(yè)市場的大門,入局簡單、低階的場景并實現(xiàn)突破,戒驕戒躁,一步一個腳印,打好長期探索與開拓的“持久戰(zhàn)”,探好路、造好勢、展示出移動通信巨系統(tǒng)助力行業(yè)的堅定決心及不凡能力、展現(xiàn)好移動通信賦能行業(yè)的巨大可挖掘潛力,以此蓄勢,待到6G時代“一飛沖天”釋放toB更大價值。

所以我們可以看到,陳山枝博士指出5G將為行業(yè)應(yīng)用奠定一定的基礎(chǔ),同時給6G帶來更廣闊和更有前景的應(yīng)用。他進一步提出,6G要解決好5G時代由行業(yè)應(yīng)用“分散性”帶來的無法解決或不能很好解決的廣域稀疏覆蓋、靈活定制需求、跨界融合應(yīng)用這三大難題。

這就是陳山枝博士對“6G到底應(yīng)該是什么?”的精彩回答之一。

當(dāng)然,未來的2030年及其以后,還將有很多我們目前預(yù)測不到的新需求需要屆時的6G系統(tǒng)去解決。那么這樣的6G將是什么呢?陳山枝博士闡釋,6G以“全域覆蓋,場景智聯(lián)”為愿景,在5G發(fā)展的基礎(chǔ)上得到進一步的升級和拓展,形成既有廣度、又有深度的多層立體覆蓋,以及多網(wǎng)絡(luò)融合的智能泛在網(wǎng)絡(luò)體系,構(gòu)建人類社會和物理世界緊密連接的網(wǎng)絡(luò)空間,實現(xiàn)全域深度覆蓋,服務(wù)場景智慧互聯(lián),完成由萬物互聯(lián)到萬物智聯(lián)的躍遷——面向人實現(xiàn)生物世界(觸覺、視覺、聽覺及情感等)與虛擬世界(元宇宙)深度交互,面向物/機實現(xiàn)物理世界及其數(shù)字孿生的及時更新與交互,全面支撐2030年代智慧生活、智慧行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

6G必須要有哪些突破?

解決了“到底何為6G”的問題,須在6G實現(xiàn)的突破,就有了明晰的方向。陳山枝博士指出,6G須實現(xiàn)三大突破。

①6G要突破從1G到5G的傳統(tǒng)陸地移動通信系統(tǒng)

突破傳統(tǒng)的陸地移動通信系統(tǒng),業(yè)界此前在討論3G標(biāo)準(zhǔn)和4G標(biāo)準(zhǔn)時都曾提出過發(fā)展天地一體化通信系統(tǒng)以擴展覆蓋范圍,但均未實現(xiàn),因為在當(dāng)時無法實現(xiàn),而根因是當(dāng)時不具備進行這種移動通信體系結(jié)構(gòu)重大變革的驅(qū)動力——迫切的市場應(yīng)用需求、變革所需的技術(shù)經(jīng)濟能力。

從上文看,5G也沒有進行上述的架構(gòu)重大變革。但是從陳山枝博士所分析的看來,驅(qū)動力已經(jīng)很明顯了。

第一需求側(cè)是,面向2030年及未來,航空、漁業(yè)、林業(yè)、能源、環(huán)保、應(yīng)急、戶外、軍事等重要行業(yè)/領(lǐng)域?qū)τ趯崿F(xiàn)空間、海洋、山川、森林、沙漠、偏遠(yuǎn)地區(qū)等的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)智化的稀疏無線接入,需求甚為強勁。

第二供給側(cè)是,隨著集成電路、軟件、AI、移動通信、衛(wèi)星通信、衛(wèi)星制造與發(fā)射技術(shù)的高速發(fā)展,以及信息通信技術(shù)的深度融合,通信網(wǎng)絡(luò)開始走向軟件化、智能化、天地一體化,移動通信體系結(jié)構(gòu)重大變革所需的技術(shù)經(jīng)濟條件正快速走向成熟。

由此,6G將能突破從1G到5G的傳統(tǒng)陸地移動通信系統(tǒng),實現(xiàn)移動通信體系結(jié)構(gòu)的重大變革。

②6G要突破從1G到5G的傳統(tǒng)的傳統(tǒng)蜂窩通信架構(gòu)

6G要達(dá)到的移動通信“極端”,從陳山枝博士的報告看來,除了上述的“廣域全域覆蓋”,還有“極致體驗”。就是要解決在移動通信體系結(jié)構(gòu)在重大變革后提供極致體驗的問題。

ToB方面,基于5G在垂直行業(yè)應(yīng)用的深厚積累,6G將進一步朝著數(shù)字孿生、高級智能體聯(lián)網(wǎng)、上行超大視頻更廣闊的特殊行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域拓展,由此6G服務(wù)小區(qū)和其相關(guān)部署組網(wǎng)必將體現(xiàn)出異構(gòu)化、定制化、輕量化和本地化等特征,從而“去蜂窩化”述求將會很強烈。

ToC方面,6G需要滿足元宇宙、虛擬現(xiàn)實等業(yè)務(wù)需求,為用戶提供極致通信體驗,此處“極致”包括“泛在”——無論是在小區(qū)中心抑或在小區(qū)邊緣,頻繁小區(qū)切換亦不會造成業(yè)務(wù)中斷。然而,為提升系統(tǒng)容量以及向高頻段擴展,5G時代隨著蜂窩小區(qū)持續(xù)致密化,小區(qū)間干擾和頻繁越區(qū)切換等問題將愈發(fā)嚴(yán)重,用戶在小區(qū)邊緣處以及在切換時的性能由此會顯著下降,面向商城、車站、體育場館、寫字樓、密集住宅、密集街區(qū)、大學(xué)校園、景區(qū)、大型集會、地鐵、醫(yī)院、工廠數(shù)字孿生等場景的6G超密集無線接入網(wǎng)若繼續(xù)沿用蜂窩架構(gòu),將無法保障用戶極致體驗。

而從技術(shù)進步來看,“全頻譜”下的6G無線網(wǎng),一方面,服務(wù)小區(qū)必將以更窄的波束(亞太赫茲甚至太赫茲)和光束(可見光頻段)形式體現(xiàn),服務(wù)指向性更強更準(zhǔn);另一方面,通過波束賦型可以減少干擾,且無線側(cè)引入AI甚至AI原生后實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)多維度聯(lián)合優(yōu)化不但能提升干擾預(yù)測及控制能力還可提升基站/無線接入節(jié)點(AP)間協(xié)同能力。

上述的6G極致體驗需求挑戰(zhàn)以及技術(shù)進步,共同驅(qū)動6G無線“去蜂窩”,轉(zhuǎn)向以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)?!叭シ涓C”就是取消傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)中以基站為中心的小區(qū)概念,代之以大量隨機分布的AP在相同的時頻資源相互協(xié)作和多天線增益為同一終端服務(wù),使得終端突破了小區(qū)邊界的束縛,感覺到好像有一個網(wǎng)絡(luò)一直跟隨自己移動,實現(xiàn)“以用戶為中心”的電波覆蓋、信號處理和資源管理等,具有可觀的宏分集和覆蓋率、極高的信道容量和鏈路可靠性,頻繁越區(qū)切換和邊緣覆蓋率差將不復(fù)存在,在全區(qū)域提供均勻、穩(wěn)定、可靠的用戶服務(wù)質(zhì)量。

當(dāng)然,未來ToB和ToC對于6G都有“強安全”的訴求,“去蜂窩”的理念和技術(shù)手段將能更好地滿足用戶按需的物理/邏輯隔離性、連接可信性、隱私性等安全需求。

③6G要突破從1G到5G只提供通信服務(wù)

從上述第二大要實現(xiàn)的6G突破看來,去管道化、輕量化是6G網(wǎng)絡(luò)的必然趨勢,從而6G無線接入網(wǎng)必然是一個以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò),而且原生AI于其中將起到不可或缺之作用。

再進一步細(xì)看,上文第②部分所述的原生AI之于實現(xiàn)“以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)”的不可或缺之作用,將是實現(xiàn)對用戶業(yè)務(wù)場景和需求的感知、對用戶的定位并基于定位結(jié)果做出用戶移動性/路線預(yù)測,從而在感知、定位的基礎(chǔ)之上,進行6G全頻譜無線網(wǎng)絡(luò)資源高效智能調(diào)配,“按需”(帶寬、移動性等)提供以該用戶為中心的無線資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù),智能構(gòu)建用戶為中心的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),因而用戶感受不到因網(wǎng)絡(luò)部署等情況造成的業(yè)務(wù)體驗變化,獲得了體驗始終一致的服務(wù)。

可見在上述過程中,需要智能地調(diào)配所需要的感知能力、定位能力和算力能力。從而6G要突破從1G到5G只提供通信服務(wù),還須提供感知服務(wù)和定位服務(wù)。所以我們還可以看到陳山枝博士在報告中提及“同時6G的超大算力、孿生平臺等能力,將加快數(shù)字孿生和虛擬世界的發(fā)展”。

6G將會有哪些獨特標(biāo)志?中國信科陳山枝博士及其團隊成果很好地體現(xiàn)在了ITU的6G愿景文件之中

未來在實現(xiàn)陳山枝博士所論述的“6G三大突破”后,系統(tǒng)能力將得到質(zhì)的飛躍提升,應(yīng)用場景將得到極大程度乃至可謂“無限”的豐富,從而6G將能更好地服務(wù)于產(chǎn)業(yè)升級、社會治理和智慧生活等千行百業(yè)的需求。

而要實現(xiàn)“6G三大突破”(從陸地覆蓋到全域覆蓋、從通信到通信與感知融合、從蜂窩小區(qū)架構(gòu)到去蜂窩架構(gòu)),就需要采取相應(yīng)的手段,從而就有了相應(yīng)的“6G三大標(biāo)志”——星地融合、以用戶為中心的彈性可定制網(wǎng)絡(luò)、通信與感知融合。

ITU-R剛剛完成了面向IMT-2030(6G)的愿景建議,場景方面,在IMT-2020(5G)“鐵三角”(eMBB、URLLC、mMTC)的基礎(chǔ)上,IMT-2030(6G)延伸拓展出了一個六邊形,對應(yīng)6G的六大場景——泛在連接,這需要實現(xiàn)陳山枝博士所述的星地融合突破。

第二類是通信增強擴展場景,包括沉浸式通信、超大規(guī)模連接、超可靠低時延通信,對ITU 6G愿景中IMT-2030(6G)的數(shù)據(jù)速率、區(qū)域流量容量、連接密度、時延和可靠性等能力要求很高,這需要變革無線網(wǎng)架構(gòu)、擴展服務(wù)維度,陳山枝博士所述的三大突破都正是很好的方向。

第三類是業(yè)務(wù)擴展新增場景,包括通信感知融合、通信智能融合,正好,陳山枝博士所述的通信與感知融合(涉及原生AI)突破可賦能這兩大場景。

ITU 6G愿景之發(fā)布,意味著全球6G愿景的達(dá)成,此里程碑開啟了6G標(biāo)準(zhǔn)化之旅。在6G愿景和技術(shù)方面,自2019年以來,中國信科及旗下中信科移動一直在開展大量深入的研究工作,緊密圍繞“6G三大標(biāo)志”展開全力攻關(guān),面向提升覆蓋研究星地融合通信、面向提升容量研究無線與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、面向提升譜效/能效研究超大規(guī)模天線和智能超表面、面向連接場景研究通感融合/通智融合/高精度定位、面向內(nèi)生安全研究自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)等,不斷取得可喜的階段性成果,連續(xù)四年發(fā)布年度“全域覆蓋,場景智聯(lián)”6G系列白皮書,為全球一致6G愿景的形成及面向后續(xù)6G標(biāo)準(zhǔn)化的前期核心技術(shù)儲備作出了重要貢獻。

取得一系列重大突破性成果

對于上述的“6G三大突破”方向,中國信科及旗下中信科移動分別均取得了不少重要的突破性成果。

①突破6G星地融合通信

陳山枝博士表示,6G將實現(xiàn)全域覆蓋,支持任何人和任何物在任何時間、任何地點及空間通過地面通信或衛(wèi)星通信按需接入,并在兩者之間無感知的切換與漫游,實現(xiàn)人機物場景智聯(lián)及沉浸式交互體驗。

由此可以想見,星地融合通信將使移動通信體系結(jié)構(gòu)重大變革,將無法一蹴而就,是我國再次引領(lǐng)6G發(fā)展的一個歷史性機遇。技術(shù)路徑上,陳山枝博士從2018年開始就建議,星地融合應(yīng)該以“5G兼容、6G融合”來推進。其于2020年6月在《電信科學(xué)》發(fā)表的《關(guān)于低軌衛(wèi)星通信的分析及我國的發(fā)展建議》由于對我國在加快發(fā)展低軌衛(wèi)星通信時面臨的技術(shù)路徑和產(chǎn)業(yè)路徑選擇問題以及如何發(fā)揮我國在商業(yè)航天、5G移動通信和集成電路產(chǎn)業(yè)的綜合優(yōu)勢的獨到深刻思考以及切合實際且具戰(zhàn)略遠(yuǎn)見的建議獲得了業(yè)界極大認(rèn)可。于2020年12月在China Communications發(fā)表的“System Integration of Terrestrial Mobile Communication and Satellite Communication——The Trends, Challenges and Key Technologies in B5G and 6G”首次指出了星地融合融合兩個發(fā)展階段的趨勢——與5G兼容和在6G內(nèi)融合,在分析兩個階段面臨的挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析關(guān)鍵技術(shù)(包括在3GPP中討論的B5G空口以及面向未來 6G的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和相關(guān)傳輸技術(shù))。

核心技術(shù)探索上,陳山枝博士及其團隊持續(xù)取得重要成果并獲得廣泛高度認(rèn)可,比如影響因子高達(dá)12.9的通信領(lǐng)域頂級刊物《IEEE無線通信》2020年4月刊發(fā)的“Vision, Requirements, and Technology Trend of 6G ---- How to Tackle the Challenges of System Coverage Capacity, User Data-rate and Movement Speed”(陳山枝博士為第一作者和通信作者)一文對6G進行了全面的討論,涵蓋了愿景和需求、技術(shù)趨勢和挑戰(zhàn),以解決移動通信系統(tǒng)的覆蓋(基于星地融合的全球及深度覆蓋)、容量、用戶數(shù)據(jù)速率和終端移動速度的挑戰(zhàn),截至2023年7月1日谷歌學(xué)術(shù)被引高達(dá)430次,很早就獲“ESI高被引論文”(排名前1%的頂尖論文);此外中國工程院院刊主刊“Engineering”邀請陳山枝博士及其團隊撰寫“Dual Iconic Features and Key Enabling Technologies for 6G”。

核心技術(shù)研究和國際標(biāo)準(zhǔn)制定上,中國信科陳山枝博士及其團隊為全球星地融合核心技術(shù)的發(fā)展貢獻了中國力量,于星地融合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、空口傳輸、組網(wǎng)方式以及頻率管理四大關(guān)鍵方面不斷實現(xiàn)核心技術(shù)突破。在2023年3月ITU-T SG13全會上,陳山枝博士團隊牽頭和主導(dǎo)制定的2項星地融合國際標(biāo)準(zhǔn)獲批結(jié)項,實現(xiàn)了星地融合通信關(guān)鍵技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)化方面的突破,為星地融合通信的技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建奠定了堅實基礎(chǔ),標(biāo)志著中國信科在星地融合“5G兼容、6G融合”取得的又一重大成果。

②突破以用戶為中心智能接入網(wǎng)架構(gòu)

以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)在架構(gòu)上的重要特點,是控制平面和用戶平面的解耦以及上下行解耦,從而在降低部署成本、提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍、提升譜效和能效等方面具有顯著優(yōu)勢。但是由于突破了傳統(tǒng)的蜂窩架構(gòu),其在移動性管理、用戶接入、資源管理、無線節(jié)點(AP)管理等就不再適用,存在諸多痛點和難點,需要重新研究。

我們觀察到陳山枝博士及其團隊在這方面同樣有著深厚的研究積累,早在數(shù)年前就提出了以用戶為中心的超密集網(wǎng)絡(luò)(UDNN)架構(gòu),指出了UDNN的挑戰(zhàn),并提出了移動管理、資源管理、干擾控制、安全控制的新方法,指出這些功能需要被聯(lián)合設(shè)計和同步優(yōu)化以保證系統(tǒng)整體可以保證系統(tǒng)在資源利用、用戶體驗、功耗上性能優(yōu)異。相關(guān)成果被《IEEE無線通信》在2016年4月以“User-Centric Ultra-Dense Networks (UUDN)for 5G: Challenges, Methodologies and Directions”一文刊發(fā),持續(xù)產(chǎn)生高價值效應(yīng)——截至2023年7月1日谷歌學(xué)術(shù)被引高達(dá)368次,很早就獲“ESI高被引論文”。

最近又有新的重大進展。影響因子高達(dá)9.3的業(yè)內(nèi)頂級刊物《IEEE網(wǎng)絡(luò)》已錄用陳山枝博士及其團隊撰寫的《User-Centric Access Network (UCAN) for 6G: Motivation, Concept, Challenges and Key Technologies》(Early Access),提出了以用戶為中心的彈性可定制網(wǎng)絡(luò),其可充分發(fā)揮分布式超大規(guī)模天線傳輸技術(shù)優(yōu)勢,解決分布式架構(gòu)下用戶接入和連接管理難題,實現(xiàn)智能化動態(tài)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理,保證用戶QoS要求及網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量和業(yè)務(wù)服務(wù)均勻。

③突破通信感知融合關(guān)鍵技術(shù)

在助力6G突破“從1G到5G只提供通信服務(wù)”方面,同樣已經(jīng)走得很扎實。從陳山枝博士在報告中的介紹看來,中國信科及旗下中信科移動對環(huán)境感知與輔助通信技術(shù)、基于蜂窩架構(gòu)的協(xié)作感知、大時空尺度資源調(diào)度的具體方法進行深入研究并持續(xù)形成技術(shù)突破,確保無線頻譜利用率的有效提升,不斷為解決通感空口融合于技術(shù)突破、硬件實現(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)化方面面臨的諸多挑戰(zhàn)作出重要貢獻。

④突破RIS新型大規(guī)模天線傳輸

雖然此前業(yè)界的眾多測試結(jié)果表明智能超表面(RIS)對于提升移動通信系統(tǒng)的性能有顯著效果,但是要實現(xiàn)在實際工程應(yīng)用中落地仍存在諸多挑戰(zhàn)。中信科移動在2023年4月重磅發(fā)布的基于RIS的新型大規(guī)模天線傳輸系統(tǒng),是向解決上述挑戰(zhàn)邁出的令業(yè)界驚喜的重要一步。

該系統(tǒng)在業(yè)界首次實現(xiàn)了RIS作為基站發(fā)射機場景下的多流波束賦形高效數(shù)據(jù)傳輸,首次實現(xiàn)RIS天線陣列高效傳輸,達(dá)到業(yè)界領(lǐng)先水平,為解決6G超大規(guī)模天線技術(shù)性能提升、功耗降低等技術(shù)挑戰(zhàn)以及天線陣列體積、重量、復(fù)雜度、成本等工程化難題提出了新的技術(shù)路線,也為未來大規(guī)模天線系統(tǒng)的低成本、低功耗與輕量化發(fā)展指引了新的技術(shù)方向。

⑤成功完成6G關(guān)鍵技術(shù)試驗

從陳山枝博士所介紹的看來,中國信科及旗下中信科移動積極開展6G愿景、需求、能力與關(guān)鍵技術(shù)的系列研究工作,在6G星地融合通信、以用戶為中心智能接入網(wǎng)架構(gòu)、通信感知融合關(guān)鍵技術(shù)、RIS新型大規(guī)模天線傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)上實現(xiàn)一系列重大突破性成果,同時順利完成IMT-2030(6G)推進組組織的2022年度6G關(guān)鍵技術(shù)驗證,智能超表面、通信感知一體化、分布式自治網(wǎng)絡(luò)、算力網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)得到了全面驗證。

實現(xiàn)“空天地海一體化”全連接的美好圖景

面向未來,6G將實現(xiàn)6G地面基站和地面光通信構(gòu)成的地基網(wǎng)絡(luò),與6G衛(wèi)星基站和星間光鏈路構(gòu)成的天基網(wǎng)絡(luò),以及海底光纜通信網(wǎng)絡(luò)三大基本子網(wǎng)通過星間鏈路、測控鏈路、饋電鏈路等實現(xiàn)空天地海一體化有機全面聯(lián)通。

進一步,通過網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、運營支撐系統(tǒng)和信關(guān)站、測控站,及信令、業(yè)務(wù)網(wǎng)管的聯(lián)合作用,可以滿足天空用戶、空基用戶、?;脩艉偷鼗脩舻娜轿桓采w和業(yè)務(wù)需求。通過對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和高效傳輸技術(shù)、移動性管理技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的研究,空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)將實現(xiàn)包括業(yè)務(wù)、體制、架構(gòu)、空口、終端和系統(tǒng)的全方位融合,滿足6G網(wǎng)絡(luò)的智能、極簡和按需定制的要求,最終實現(xiàn)Tbps級別峰值速率、Gbps級別用戶體驗速率、超低用戶面時延、流量密度10-1000倍提升、連接數(shù)密度10-1000倍提升。

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