陳山枝：6G兩大標(biāo)志及6個(gè)核心技術(shù)引擎

由IMT-2030（6G）推進(jìn)組和中國(guó)通信學(xué)會(huì)主辦的“2022全球6G發(fā)展大會(huì)”盛大召開(kāi)。中國(guó)信息通信科技集團(tuán)有限公司副總裁、總工程師、專(zhuān)家委主任，無(wú)線移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，IEEE Fellow陳山枝博士受邀作了精彩報(bào)告《6G兩大標(biāo)志及其核心技術(shù)引擎》，深入分析了實(shí)現(xiàn)6G愿景的關(guān)鍵推動(dòng)者——6G的兩大標(biāo)志，以及6G核心技術(shù)引擎及其研究方向，呼吁業(yè)界持續(xù)共同創(chuàng)新。

6G的兩大標(biāo)志

6G標(biāo)志之一 

星地融合移動(dòng)通信，實(shí)現(xiàn)6G全域覆蓋

為克服傳統(tǒng)地面移動(dòng)信存在的廣域覆蓋和空間覆蓋問(wèn)題，星地融合作為未來(lái)6G網(wǎng)絡(luò)的重要技術(shù)發(fā)展方向得到廣泛認(rèn)可，成為當(dāng)前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界研究的熱點(diǎn)方向。在6G星地融合移動(dòng)通信領(lǐng)域，陳山枝博士及其中國(guó)信科團(tuán)隊(duì)的研究廣泛且深入，具有引領(lǐng)性。如針對(duì)亟需解決的星地融合技術(shù)路線問(wèn)題，陳山枝博士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(guó)的發(fā)展建議》中，對(duì)于我國(guó)在加快發(fā)展低軌衛(wèi)星通信時(shí)面臨的技術(shù)路徑和產(chǎn)業(yè)路徑選擇問(wèn)題以及如何發(fā)揮我國(guó)在商業(yè)航天、5G移動(dòng)通信和集成電路產(chǎn)業(yè)的綜合優(yōu)勢(shì)的獨(dú)到深刻思考以及切合實(shí)際且具戰(zhàn)略遠(yuǎn)見(jiàn)的建議“與5G兼容，到6G融合”，獲得了業(yè)界極大認(rèn)可。

中國(guó)信科團(tuán)隊(duì)深入研究了6G星地融合通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)、設(shè)計(jì)該系統(tǒng)所存在的技術(shù)挑戰(zhàn)等關(guān)鍵問(wèn)題，還提出了包括星地融合無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)，融合組網(wǎng)技術(shù)和功能擴(kuò)展三大類(lèi)能夠滿足相關(guān)需求、解決相關(guān)挑戰(zhàn)的系列關(guān)鍵技術(shù)。

6G標(biāo)志之二 

用戶為中心的彈性可定制網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，應(yīng)對(duì)6G需求挑戰(zhàn)

以用戶為中心，是移動(dòng)通信的初心所在。陳山枝博士提出以用戶為中心的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，具有分布式、服務(wù)化等特點(diǎn)，多個(gè)接入點(diǎn)動(dòng)態(tài)按需服務(wù)用戶，實(shí)現(xiàn)“以用戶為中心”。該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有望成為6G時(shí)代的顛覆性架構(gòu)，將成為實(shí)現(xiàn)6G的關(guān)鍵推動(dòng)者之一。

此外，陳山枝博士及其團(tuán)隊(duì)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)，并提出了移動(dòng)管理、資源管理、干擾控制、安全控制的新方法。相關(guān)成果刊發(fā)在頂級(jí)刊物《IEEE無(wú)線通信》2016年4月“User-Centric Ultra-Dense Networks (UUDN)for 5G: Challenges, Methodologies and Directions”，持續(xù)產(chǎn)生高價(jià)值效應(yīng)——截至2022年11月15日谷歌學(xué)術(shù)被引高達(dá)340次，獲評(píng)“ESI高被引論文”（排名前1%的頂尖論文）。

6G六大核心技術(shù)引擎

技術(shù)引擎1 

超維度天線，提升6G頻譜利率和系統(tǒng)容量

近年來(lái)，一些人工智能（AI）和智能超表面（RIS）等新技術(shù)為多天線技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了新的條件。陳山枝博士指出研究方向包括高頻譜效超維度波束空間復(fù)用理論與方法，超維度（天線維度、全息維度、功能維度、能耗維度）天線，智能超表面（RIS）、大規(guī)模天線、波束空間復(fù)用等有機(jī)結(jié)合。

技術(shù)引擎2 

新型多址接入，應(yīng)對(duì)海量接入與星地融合的挑戰(zhàn)

對(duì)于6G，通過(guò)萬(wàn)物互聯(lián)/智聯(lián)真正全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化社會(huì)，迫切需要引入新型多址接入技術(shù)。中國(guó)信科早年提出的圖樣分割多址接入（PDMA）技術(shù)等非正交多址接入有望向多場(chǎng)景拓展。陳山枝博士指出，在PDMA 的研究基礎(chǔ)上，考慮隨機(jī)接入過(guò)程和數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程可以融合到一個(gè)過(guò)程并進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，形成非協(xié)調(diào)的隨機(jī)接入和傳輸技術(shù)（URAT）。

技術(shù)引擎3 

通信感知融合，支撐6G實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物智聯(lián)

隨著通信感知一體化技術(shù)研究的深入，通感一體化有望成為6G標(biāo)準(zhǔn)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。陳山枝博士指出，作為一項(xiàng)6G階段出現(xiàn)的新興技術(shù)，通感一體化研究方向還存在理論、應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、空口、一體化硬件等各層面需要解決的問(wèn)題，特別是通感融合應(yīng)用場(chǎng)景與架構(gòu)；環(huán)境感知與輔助通信技術(shù)；通感融合信號(hào)技術(shù)（波形、干擾等）；通感算軟硬件資源的協(xié)同與共享；多站協(xié)同感知，端側(cè)協(xié)同感知等研究方向。

技術(shù)引擎4 

新型編碼，靈活解決6G信令及多樣化業(yè)務(wù)不同需求

編碼與調(diào)制是6G通信系統(tǒng)中最重要的功能模塊之一。未來(lái)6G將出現(xiàn)大量機(jī)器、AI 智能體之間的通信。陳山枝博士分析了四大研究方向：一是支持超低時(shí)延、超高可靠性的短碼，二是支持極高吞吐量的低復(fù)雜度編碼，三是AI輔助的信道編譯碼設(shè)計(jì)，四是信源與信道聯(lián)合編碼。

技術(shù)引擎5 

無(wú)線智能和自智網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)對(duì)6G智能化與復(fù)雜運(yùn)維挑戰(zhàn)

6G將從集中式的云化智能向分布式的網(wǎng)絡(luò)智能轉(zhuǎn)變（AI原子能力），處理從核心向邊緣轉(zhuǎn)變，提升用戶體驗(yàn)。陳山枝博士分析指出研究方向包括基于AI的網(wǎng)絡(luò)自智技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)智能的管理和編排技術(shù)，特別是無(wú)線智能技術(shù)——從分離（用AI替代無(wú)線通信系統(tǒng)的部分模塊）走向聯(lián)合/系統(tǒng)（基于AI構(gòu)造端到端的無(wú)線通信系統(tǒng)）演進(jìn)。

技術(shù)引擎6 

頻譜智能感知與共享，解決資源稀缺與利用率低的矛盾

針對(duì)日益緊張的頻譜資源，頻譜智能感知與靈活頻譜共享是改善頻譜資源緊缺最有效的手段之一。AI有助于建立動(dòng)態(tài)、精確的頻譜認(rèn)知數(shù)據(jù)庫(kù)。此外對(duì)于6G星地融合系統(tǒng)，頻譜共享能夠讓衛(wèi)星通信和地面通信極大地提升頻譜利用率。同時(shí)，通過(guò)AI輔助，終端依據(jù)信號(hào)方向能夠更好地區(qū)分衛(wèi)星通信信號(hào)和地面通信信號(hào)，實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用和干擾規(guī)避。

合作創(chuàng)新，奔向6G

近日，中國(guó)信科成功實(shí)現(xiàn)了在大規(guī)模天線波束賦形上用智能超表面替代傳統(tǒng)的相控陣天線，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)。首次在全球?qū)崿F(xiàn)了RIS作為基站發(fā)射機(jī)天線陣列應(yīng)用，毫米波手持終端接入的技術(shù)實(shí)驗(yàn)。該系統(tǒng)在IMT-2030（6G）推進(jìn)組的室內(nèi)環(huán)境實(shí)地測(cè)試中實(shí)現(xiàn)多流數(shù)據(jù)傳輸，手持終端單用戶下行數(shù)據(jù)速率可達(dá)5Gbps以上。這一驗(yàn)證結(jié)果初步展現(xiàn)了未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)中智能超表面技術(shù)在支持多天線維度擴(kuò)展及傳輸能力提升方面的巨大潛能。

陳山枝博士及其中國(guó)信科團(tuán)隊(duì)在6G的研究探索及取得重要成果并獲得廣泛關(guān)注和高度認(rèn)可，比如影響因子高達(dá)12.777的通信領(lǐng)域頂級(jí)刊物《IEEE無(wú)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”，截至2022年11月15日谷歌學(xué)術(shù)被引高達(dá)294次，“ESI高被引論文”（排名前1%的頂尖論文）。

中國(guó)信科/無(wú)線移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在5G演進(jìn)和6G技術(shù)路線和關(guān)鍵技術(shù)方面已形成重大的系列性的突破，特別是在大規(guī)模波束空間復(fù)用及星地融合移動(dòng)通信等核心關(guān)鍵技術(shù)上。

中國(guó)信科基于移動(dòng)通信的長(zhǎng)期技術(shù)積累和標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建能力，在CCSA、3GPP、ITU等標(biāo)準(zhǔn)組織牽頭多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)制定，是5G衛(wèi)星通信的重要貢獻(xiàn)者，是我國(guó)基于5G衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)體制的主導(dǎo)者，也將為6G星地融合做出重要貢獻(xiàn)。

中國(guó)信科積極布局6G研究，聯(lián)合業(yè)界積極開(kāi)展6G愿景與需求的研究、6G關(guān)鍵技術(shù)的研究與驗(yàn)證，為后續(xù)的6G標(biāo)準(zhǔn)化工作做好前期儲(chǔ)備工作。“我們期待著在業(yè)界的共同努力下，6G將獲得深入進(jìn)展和潛在突破?！标惿街Σ┦勘硎尽?/p>

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