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2022/2/25 11:13

中国移动研究院袁弋非:6G信息超材料技术应用采用“三步走”工作模式

C114通信网  乐思

C114讯 2月25日消息(乐思)为落实“十四五”规划前瞻布局6G网络技术储备的战略要求,加快推动6G应用基础研究和原创技术攻关,进一步汇聚产学研各方力量,提升6G创新的全球化水平和国际影响力,中国移动研究院今日举办“遇见未来”——6G协同创新成果发布会

会上,中国移动研究院首席专家袁弋非对《6G信息超材料技术白皮书》进行了详细介绍。

袁弋非表示,通信中的“超材料”并没有改变材料的物理和化学性质,而是通过表面每个单元的结构,通过改变每个单元结构当中电流的形态以及流向,使得每个单元对于入射的电磁波单独进行调向,形成波束赋型,相比普通墙面具有可编程可控的特性。

“首先,利用超材料可以做超材料的盖板,提升天线的增益,降低天线的高度。其次,超材料最大的用途之一就是可以做智能反射面,这样可以做到部署灵活低碳,扩大网络覆盖,提升小区容量以及抑制用户干扰。最后,还可以把超材料用在基站附近,用来进行波束赋型以及信号调制。”他指出。

据袁弋非介绍,从应用部署出发,超材料采用“三步走”工作模式:第一种的工作模式是静态/半静态工作模式。反射面波束固定不变/长时调整。适用场景的有,覆盖区域较小,或者完全遮挡区域,需要依靠反射面信号接入网络。它的优势是控制简单;缺点是覆盖方向固定,无法针对用户赋型。

第二种的工作模式是信道透明的动态工作模式。无需信道信息,反射面使用多个已知的波束方向调整,用户反馈波束信息,基站为反射面选择波束方向进行反射。其优势是无需小尺度信道信息,波束方向较为固定,控制指示开销小。但缺点为,多次调整波束,系统开销较大。关键技术问题:对反射面的动态控制,流程设计,反射面码本。

第三种工作模式是信道非透明的智能工作模式。基站配置反射面的相位,通过多次调整阵子相位进行信道估计,基站根据信道估计结果,配置实际传输时的反射面相位。优势主要为性能最优;缺点为信道估计复杂,系统开销大,流程复杂。其关键技术问题在于对反射面的智能动态控制,信道估计,反射板阵子相位矩阵设计。

袁弋非称,对于智能反射面,中国移动研究院和东南大学做了业内首个多场景外场测试。第一种场景是塔下阴影,通过智能超表面,平均RSRP提升约3.8dB,平均吞吐量抬升约19%。第二个场景是室外遍历,在这个场景下,边缘用户RSRP提升约3.3dB,延伸覆盖范围60米。第三个场景是室外覆盖室内,区域覆盖提升约10dB,用户吞吐量约提升至2倍。

他表示,《6G信息超材料技术白皮书》中还从四个方面概述了信息超材料应用挑战:

一、硬件实现:可调器件切换速率受限,高频动态调控难实现;低比特调控在大角度下存在明显栅瓣;故障单元难排查、难维修;材料和器件成熟度不高,制作成本仍偏高。

二、工程部署:面板尺寸大,风阻大且不易部署;馈电需求限制工程部署,且存在弱电干扰。

理论和方案设计:缺乏可靠完善的传输理论基础、信道、系统模型。现有空口传输复杂度高、开销大。

三、理论和方案设计:缺乏可靠完善的传输理论基础、信道、系统模型。现有空口传输复杂度高、开销大。

四、组网架构:控制方式对网络架构设计、功耗等均有影响,需综合考虑。多带宽、多制式下的组网的传输方案尚待明确。

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