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2021/8/31 10:51

下一代移动通信启航:中国信科陈山枝详解6G愿景及技术发展趋势

C114通信网  乐思

C114讯 8月31日消息(乐思)日前,第九届“未来信息通信技术国际研讨会在京举办。

本届研讨会以“创新驱动下的ICDT未来十年”为主题,围绕信息通信技术领域创新和未来数字技术发展趋势展开。多位院士、专家齐聚一堂,针对5G部署的重难点问题,探讨如何实现持续创新,推动5G增强与演进。

中国信息通信科技集团有限公司副总经理、专家委主任、无线移动通信国家重点实验室主任、IEEE Fellow 陈山枝博士发表了题为《6G:全域覆盖、场景智联》的主题演讲。

移动通信发展从1G的语音、2G的语音和文本,到3G多媒体4G移动互联网,再到5G的场景连接。陈山枝表示,展望6G的前景,将会是在5G规模发展的基础上,网络的覆盖和智能进一步升级换代。

在他看来,6G面临更丰富多样的应用场景需求与挑战。覆盖范围更广、连接空天地;深度覆盖、密集连接;覆盖对象扩展、连接环境感知;覆盖虚拟化、连接虚拟空间;实现跨界的融合、场景的智联等。

对此,陈山枝博士总结了三大观点,并对各个观点的技术发展趋势进行了详述:

观点一、6G将实现全域覆盖、万物连接。

随着5G万物互联往前走,6G将为人、物、环境的感知以及虚拟空间提供一个连接的保障,成为社会和国家的核心基础设施,也为产业升级、智慧生活、社会治理提供一个丰富的连接和服务。从这个角度来看,可以具体为四个趋势:

趋势1、覆盖范围更广,空天地立体全覆盖。为任何人、任何物在任何地点、任何时间,以任何方式提供信息服务,实现天基、空基、陆基等各类用户接入与应用。

趋势2、深度覆盖、密集连接。深度覆盖旨在消除覆盖盲点,提升弱覆盖区域的覆盖能力以及用户的通信体验。为了实现无处不在的智能通信,6G系统对深度覆盖的覆盖率要求将接近100%。

“利用更高频段的载波,以满足更多连接、更加密集的覆盖需求。大规模天线数量将进一步增大,利用模拟波束赋形技术补偿高频段的路径损耗。利用可配置智能表面可构建新型的分布式天线单元,提供便捷的部署和实时的环境调控。” 陈山枝补充道。

趋势3、扩展覆盖对象、连接环境感知。6G移动通信系统的覆盖对象将从传统的用户终端拓展到环境感知设备,并通过无线感知技术实现通信系统与环境的连接。

趋势4、覆盖虚拟化、连接虚拟空间。数字孪生是物理系统或生物实体的人工智能虚拟孪生体,通过实体与孪生体间的无缝连接、一一对应,以及实时数据交换,借助人工智能与大数据技术,在实体全生命周期内,实现对实体的实时监控、控制、优化、预测和决策改进。

观点二、6G将实现跨界融合、场景智联。

从实现方式角度,陈山枝认为,6G网络将与其它信息技术深度融合,支撑网络与服务的升级拓展;芯片、软件和设备及解决方案将进一步实现平台化、软件化、IP化、开源化和智能化,从而形成新的产业生态。从这个角度来看,主要有五大趋势。

趋势5、通信与感知的融合。无线通信向高频段与大带宽发展,越来越满足无线感知应用的条件;站间距越来越小,以及分布式天线的应用,使得终端与基站彼此可“看见”的概率越来越高;同时,部分在终端执行的感知操作可以转移到基站执行,从而可以减轻基站-终端之间的通信负荷。此外,利用无线感知获取更丰富的用户、环境数据等以提升通信系统性能,近年来通信与感知的融合成为业界关注的焦点。

趋势6、通信与智能的融合。随着无线移动通信系统的发展,其对网络的性能要求越来越高,网络变得越来越复杂。借鉴深度学习解决大型、复杂的非线性系统问题的经验,应对未来新挑战。

“作为一种业务,AI在移动互联网的上层应用中已经逐渐普及,其训练数据、推演数据、机器学习模型等在终端、基站、核心网之间传播,形成一种新的业务模式。在网络运维方面,网络规划、操作维护等层面替代传统的人工操作。核心网层面,解决业务及应用的部署、运行、拓展、安全等问题。RAN高层解决无线资源管理问题。物理层可以解决信号处理层面的问题。”

趋势7、通信与计算的结合。6G网络的计算能力将从“端-云”向“端-边-网-云”协同方向发展,计算资源将作为空时频之外的第四种资源,并同时为通信和上层业务提供服务。6G网络可以根据业务需求和数据处理需求弹性地分配计算能力,从而提高能效。

趋势8、通信-感知-计算的融合使能场景智联。通信-感知-计算的深度融合,促进智能化在6G网络中的应用。利用无线感知的主动数据获取能力,为人工智能技术的应用提供了更丰富的数据来源。基于无线感知实时获得场景的变化,利用通用计算提供便捷性,6G系统可及时进行系统功能的更新与迭代,提供更强大的通信与连接服务。

趋势9、频谱稀缺下的频谱协同共享。目前6GHz以下的低频谱已经分配殆尽,6GHz以上的毫米波频段也已经分配给5G使用。通信需求增长增加了频谱资源的紧缺,6G将需要更多的频谱资源。频谱资源稀缺,但同时存在频谱利用率低。

陈山枝指出,解决思路就是现有频谱资源高效利用加上更高频段的扩展。重要的是通过现有频谱资源重耕、聚合或者动态频谱共享提供基础连续覆盖,实现快速、低成本的网络部署。此外,再利用毫米波、太赫兹或者可见光满足特定场景的短距离大容量需求。

观点三、6G是提供连接、感知、算力的能力网络。

陈山枝强调:“6G移动通信系统具有无线感知、网络算力、智能化等新能力,则要求6G具备更强的控制面架构支撑这些新能力。”这其中涉及三大趋势:

趋势10、控制面的增强,协议栈的简化。为了支撑更多能力,6G协议栈需要简化,并依靠强健的控制面实现多种能力的用户定制与即插即用,满足各行各业的差异化需求。有两种用户定制方式,一是通过将能力定义为各类 API的方式,为用户提供定制的接口。二是安全保证通过将资源租借的方式提供给用户设备,用户完全可以自定义空口。

趋势11、数据的本地化。6G的速率肯定是越来越高加上摩尔定律的放缓,势必将会造成6G前传、中传、后传的数据传输出现瓶颈。如今,国家出台了各种数据保护的要求,以及企业敏感数据的脱敏等需求,所以数据的本地化是必需,加上边缘智能处理的趋势,这一点在移动通信的蜂窝网络都会在6G当中得到体现。

趋势12、接入的分布式、开放性、智能化。陈山枝表示,伴随着ICDT融合,网络功能虚拟化将下沉到RAN,依托分布在众多网络节点上的计算资源形成通用计算资源池, 任意物理节点本地的计算资源将不再严格受限,从而实现网络功能的按需调整和迁移。构成通用计算资源池要求计算资源规范化、统一化,并开放接口,以便进行管理和被第三方用户使用。

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