特邀策劃人
孫韶輝
中信科移動(dòng)通信技術(shù)股份有限公司副總經(jīng)理,博士,正高級(jí)工程師,畢業(yè)于西安電子科技大學(xué)通信與信息系統(tǒng)專業(yè)。長(zhǎng)期從事無(wú)線移動(dòng)通信新技術(shù)創(chuàng)新性研究和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定工作,多項(xiàng)研究成果進(jìn)入4G/5G 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),成為核心關(guān)鍵技術(shù),現(xiàn)任工信部IMT-2030(6G)推進(jìn)組標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際交流組長(zhǎng)。主持和參與國(guó)家重大專項(xiàng)、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等課題10 余項(xiàng);在國(guó)內(nèi)外知名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文近百篇,撰寫專著12 部。榮獲國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)、技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)等科技獎(jiǎng)項(xiàng)10 余項(xiàng),入選國(guó)家萬(wàn)人計(jì)劃、科技部中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才計(jì)劃,通信學(xué)會(huì)會(huì)士。研究領(lǐng)域包括蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)等。
許曉東
北京郵電大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師。參與我國(guó)4G、5G、6G 技術(shù)攻關(guān)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)系統(tǒng)研發(fā)等工作。作為負(fù)責(zé)人完成國(guó)家科技重大專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等多項(xiàng)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目,搭建了5G 超密集異構(gòu)試驗(yàn)網(wǎng),研發(fā)了6G 通用原型系統(tǒng),被評(píng)價(jià)為“業(yè)界領(lǐng)先”。成果入選“中國(guó)高校十大科技進(jìn)展”,榮獲中國(guó)通信學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、中國(guó)電子學(xué)會(huì)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)、中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新獎(jiǎng)、“中國(guó)出版政府獎(jiǎng)”等。擔(dān)任工信部IMT2030(6G)推進(jìn)組專家、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃指南編制專家等,兼任中關(guān)村泛聯(lián)院副院長(zhǎng)等。已發(fā)表學(xué)術(shù)論文150 余篇;獲發(fā)明專利授權(quán)70 余項(xiàng),其中國(guó)際專利20 余項(xiàng),多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化提案被接納并形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。研究領(lǐng)域?yàn)檎Z(yǔ)義通信、智簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)、多址技術(shù)與衛(wèi)星通信技術(shù)等。
內(nèi)容導(dǎo)讀
面向2030 年及未來(lái)的6G 網(wǎng)絡(luò),將與人工智能、大數(shù)據(jù)、先進(jìn)計(jì)算等信息技術(shù)交叉融合,實(shí)現(xiàn)通信與感知、計(jì)算、控制的深度耦合,具備泛在互聯(lián)、普惠智能、多維感知、全域覆蓋、綠色低碳、安全可信等典型特征。6G 無(wú)線接入網(wǎng)作為6G 網(wǎng)絡(luò)重要組成部分,將呈現(xiàn)出一些重要新特征和能力,以支撐未來(lái)6G 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展愿景。
鑒于上述情況,為了更好地將我國(guó)6G 新型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的最新研究成果介紹給讀者,進(jìn)一步促進(jìn)6G前沿技術(shù)發(fā)展,我們組織了本專題。
相對(duì)于傳統(tǒng)實(shí)時(shí)通信業(yè)務(wù),全息通信作為一種全新的未來(lái)通信范式,在帶寬、時(shí)延、安全性等多方面都提出了更為苛刻的要求?!睹嫦蛉⑼ㄐ诺模叮侵呛?jiǎn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)》提出一種以智簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為基礎(chǔ)、多維智慧化識(shí)別調(diào)度為延伸的支撐全息通信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)。該架構(gòu)能夠應(yīng)對(duì)多重通信要求,合理識(shí)別映射,調(diào)度云端與本地資源,最大程度地解放采集側(cè)和接收側(cè)兩方用戶的資源壓力,解決全息通信探索階段高帶寬、低時(shí)延帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)壓力以及超大計(jì)算等挑戰(zhàn),滿足我國(guó)下一代6G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的迫切需求。
面向2030 年及未來(lái),6G 網(wǎng)絡(luò)將與人工智能技術(shù)進(jìn)行深度融合,實(shí)現(xiàn)智慧內(nèi)生網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為業(yè)界共識(shí)。《6G 網(wǎng)絡(luò)智慧內(nèi)生愿景、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)》結(jié)合當(dāng)前5G 網(wǎng)絡(luò)智能化中的痛點(diǎn)問(wèn)題,闡述了6G網(wǎng)絡(luò)智慧內(nèi)生的驅(qū)動(dòng)力和愿景目標(biāo),梳理總結(jié)了目前產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界在智慧內(nèi)生的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)智慧內(nèi)生實(shí)現(xiàn)方式研究進(jìn)展,進(jìn)一步從架構(gòu)、組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)性能提升和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力拓展四個(gè)方向?qū)?shí)現(xiàn)智慧內(nèi)生的潛在關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析,對(duì)6G智慧內(nèi)生網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)主要待研究問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。
面向用戶和業(yè)務(wù)的需求,傳統(tǒng)蜂窩架構(gòu)以網(wǎng)絡(luò)為中心的管理控制方式不再適用,為了更好地提升傳輸效率與網(wǎng)絡(luò)定制化服務(wù)能力,《用戶為中心的網(wǎng)絡(luò):體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)》展望了6G 環(huán)境下以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向,探索了可行的架構(gòu)特征及其核心使能技術(shù)。深入分析了以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)在6G 通信領(lǐng)域的體系架構(gòu),特別是分布式與去中心化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、集中化控制與資源優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的構(gòu)成和優(yōu)勢(shì)。在關(guān)鍵技術(shù)層面,重點(diǎn)探討了資源分配與調(diào)度策略、無(wú)縫漫游技術(shù)以及隱私保護(hù)措施,闡述了這些技術(shù)在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能、提高用戶體驗(yàn)和保障數(shù)據(jù)安全方面的應(yīng)用和挑戰(zhàn)?!睹嫦颍叮?網(wǎng)絡(luò)融合的以用戶為中心關(guān)鍵技術(shù)》提出了一種以用戶為中心的系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)方案,重點(diǎn)從統(tǒng)一接入和跨域協(xié)同兩個(gè)關(guān)鍵特征展開,介紹包括狀態(tài)管理、靈活空間等在內(nèi)的關(guān)鍵使能技術(shù),闡述以用戶為中心如何更好地支持6G網(wǎng)絡(luò)深度融合。對(duì)以用戶為中心技術(shù)在6G 的發(fā)展進(jìn)行了展望,其可以支撐未來(lái)6G 高效網(wǎng)絡(luò)賦能新場(chǎng)景、新業(yè)務(wù)下的完美用戶體驗(yàn),還同時(shí)需要應(yīng)對(duì)一體化空口設(shè)計(jì)、跨域功能管理和協(xié)同等方面的挑戰(zhàn)。
通信與感知融合作為6G 的關(guān)鍵技術(shù)之一,將對(duì)接入網(wǎng)架構(gòu)與空口傳輸方案帶來(lái)的影響?!睹嫦颍叮?通信感知一體化的關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)架構(gòu)研究》針對(duì)通感一體化的演進(jìn)路線,介紹了通信輔助感知、感知輔助通信和通感聯(lián)合優(yōu)化三個(gè)方面,并針對(duì)特定問(wèn)題給出了特定方案。結(jié)合感知服務(wù)的特征,提出系統(tǒng)提供感知服務(wù)所需的感知功能實(shí)體,并提出在面向6G 的通感一體化系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)上述感知功能實(shí)體的潛在方案,包括感知功能實(shí)體在核心網(wǎng)、基站和終端中的分配,以及通感一體化基站架構(gòu)?!睹嫦蛲ㄐ鸥兄惑w化的信號(hào)波形設(shè)計(jì)綜述》主要從以通信為主的波形設(shè)計(jì)、以感知為主的波形設(shè)計(jì)、波形復(fù)用設(shè)計(jì)和聯(lián)合波形設(shè)計(jì)四個(gè)方面對(duì)通感一體化技術(shù)的波形設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述,并對(duì)ISAC 波形設(shè)計(jì)的發(fā)展方向進(jìn)行展望。
通過(guò)整合全球網(wǎng)絡(luò)資源和普適智能,6G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有望靈活支持不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景和需求,為用戶提供泛在的個(gè)性化服務(wù)?!叮叮?無(wú)線網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景知識(shí)研究綜述》深入探討了如何借助網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景知識(shí)充分利用普適智能和全域網(wǎng)絡(luò)資源以實(shí)現(xiàn)真正的按需服務(wù)調(diào)配是必要的。在應(yīng)用場(chǎng)景方面,探討了6G 網(wǎng)絡(luò)的多樣化應(yīng)用場(chǎng)景,分析了其典型應(yīng)用和性能指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)有工作闡述了場(chǎng)景嵌入知識(shí)的相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用,并討論了使能技術(shù)以及6G 網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)研究方向。研究發(fā)現(xiàn)表明,6G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景知識(shí)的深入研究對(duì)于6G 網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用具有重要的意義。未來(lái)的研究方向包括場(chǎng)景數(shù)據(jù)采集、相應(yīng)深度學(xué)習(xí)算法、場(chǎng)景嵌入技術(shù)等。
利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)賦能多樣化垂直行業(yè)業(yè)務(wù)是6G網(wǎng)絡(luò)重要發(fā)展方向。6GIoT 對(duì)終端的通信性能測(cè)試提出了新的要求,需滿足大測(cè)試靜區(qū)?!夺槍?duì)6GIoT 設(shè)備的OTA 測(cè)試技術(shù)研究》針對(duì)6GIoT 設(shè)備尺寸大、無(wú)內(nèi)置測(cè)試接頭的特點(diǎn),重點(diǎn)分析了多種空中下載技術(shù)用于6GIoT 設(shè)備測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn),提出了一種適用于6GIoT 設(shè)備的電攪拌混響OTA 測(cè)試方案,并通過(guò)對(duì)比多臺(tái)5GIoT 終端的在OTA 暗室以及OTA 混響室的測(cè)試結(jié)果,初步驗(yàn)證了所提方案的可行性。
6G 將通過(guò)多維立體空地覆蓋形成一個(gè)全球全域無(wú)縫的通信網(wǎng)絡(luò)?!睹嫦驘o(wú)人機(jī)通信的區(qū)域化智能波束管理》考慮傳統(tǒng)波束管理方法在高動(dòng)態(tài)、高頻段空地鏈路中波束對(duì)準(zhǔn)的高額開銷,設(shè)計(jì)了一種基于人工智能技術(shù)的波束管理方案?;陂L(zhǎng)短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)模型,利用深度學(xué)習(xí)方法實(shí)現(xiàn)基站-無(wú)人機(jī)通信過(guò)程中的波束管理。以參考信號(hào)接收功率為性能指標(biāo)對(duì)所提方案進(jìn)行評(píng)估,基于波束管理歷史經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)將無(wú)人機(jī)終端軌跡劃分為數(shù)個(gè)區(qū)域,訓(xùn)練特定的區(qū)域模型以更好的適應(yīng)各區(qū)域中的信道傳播環(huán)境特征。在模型部署階段,根據(jù)區(qū)域劃分結(jié)果按區(qū)域切換模型,實(shí)現(xiàn)基于模型切換的區(qū)域化。仿真結(jié)果表明,所提方案相比傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單窮舉方案能夠極大降低系統(tǒng)開銷,并擁有良好的參考信號(hào)接收功率保持性能。
綠色低碳是6G 網(wǎng)絡(luò)典型特征,設(shè)計(jì)綠色低碳網(wǎng)絡(luò)將是重要研究?jī)?nèi)容。針對(duì)云側(cè)進(jìn)行智能任務(wù)推理時(shí)帶寬需求高與實(shí)時(shí)性差、端側(cè)設(shè)備計(jì)算能力與能量受限的問(wèn)題,《基于無(wú)線射頻供能的端邊協(xié)同智能任務(wù)推理機(jī)制》在端側(cè)設(shè)備處引入無(wú)線射頻供能技術(shù)以實(shí)現(xiàn)端側(cè)設(shè)備獨(dú)立供能,進(jìn)而提出了基于無(wú)線射頻供能的端邊協(xié)同智能任務(wù)推理機(jī)制??紤]端側(cè)設(shè)備射頻能量收集時(shí)間與端邊協(xié)同智能任務(wù)推理時(shí)間約束、端側(cè)設(shè)備傳輸功率與可使用能量約束及邊緣側(cè)計(jì)算資源約束下,通過(guò)優(yōu)化端側(cè)設(shè)備射頻能量采集時(shí)間、端側(cè)設(shè)備傳輸功率、模型分割點(diǎn)和邊緣計(jì)算資源分配,最大化智能推理任務(wù)完成數(shù)量。結(jié)果表明,所提算法可有效提高智能任務(wù)推理完成率且明顯優(yōu)于其他對(duì)比算法。
語(yǔ)義通信基于共享語(yǔ)義知識(shí)庫(kù)輔助,提取信源語(yǔ)義特征進(jìn)行編碼傳輸,實(shí)現(xiàn)信息的“達(dá)意”傳遞,被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)6G 愿景的使能技術(shù)之一。目前,面向語(yǔ)義通信的信道知識(shí)庫(kù)構(gòu)建與信道處理的研究工作仍處于初級(jí)階段?!睹嫦蛘Z(yǔ)義通信的信道知識(shí)庫(kù)構(gòu)建與信道處理研究綜述》圍繞信道知識(shí)庫(kù)構(gòu)建、物理信道處理、語(yǔ)義信道處理三個(gè)方面的研究現(xiàn)狀與研究方向進(jìn)行闡述。進(jìn)一步,結(jié)合已有研究成果,探討了信道知識(shí)庫(kù)構(gòu)建和信道處理存在的挑戰(zhàn)并展望了其未來(lái)發(fā)展方向,為后續(xù)研究提供了可供參考的研究思路。
綜上所述,本專題全方位地展示了6G 無(wú)線新型網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù),內(nèi)容涵蓋智慧內(nèi)生、通感融合、全域資源按需調(diào)配、賦能垂直行業(yè)、多維立體覆蓋、綠色低碳、語(yǔ)義通信、智簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)等多方面相關(guān)技術(shù)。希望本專題能夠?qū)V大讀者了解和研究6G 無(wú)線新型網(wǎng)絡(luò)提供有益的啟示、參考和借鑒,共同搭建起開放的6G 無(wú)線新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)交流平臺(tái),推動(dòng)6G 網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,為未來(lái)的研究和應(yīng)用提供有價(jià)值的指導(dǎo)和展望。最后,感謝專題評(píng)審專家及時(shí)、耐心、細(xì)致的評(píng)審工作;衷心感謝各位作者的辛勤工作和精心撰稿!