清華大學葛寧：以需求為導向，系統(tǒng)化構建天空地一體化網(wǎng)絡

3月23日消息（水易）2023年3月22日-24日，由國家6G技術研發(fā)推進工作組和總體專家組指導，由未來移動通信論壇、紫金山實驗室主辦的2023全球6G技術大會以“6G融通世界，攜手共創(chuàng)未來”為主題在南京召開。C114將在現(xiàn)場對本次會議進行圖文直播。

在“天地融合智能組網(wǎng)技術”分論壇上，清華大學電子工程系研究員葛寧表示，天空地一體化未來移動信息網(wǎng)絡的構建應該以需求為導向，同時要從系統(tǒng)的角度來構建解決方案。因此在研究方法上，就要重視對網(wǎng)絡架構和系統(tǒng)能力的研究。目標是將通信、計算、控制等綜合能力在一張信息網(wǎng)上發(fā)揮出來。

自頂向下研究，直面挑戰(zhàn)

葛寧指出，過去的通信是依照還原論的方法，從底層的資源、器件，到系統(tǒng)，到應用架構，來支撐整個應用。隨著摩爾定律遭遇瓶頸。如果還是用類似基站或衛(wèi)星建設的方法，由于頻率和軌道的限制，規(guī)模也會遭遇瓶頸。

因此，建議采用一種系統(tǒng)的方法自頂向下的研究。不過這種系統(tǒng)方案也會有很多挑戰(zhàn)。

從網(wǎng)絡內(nèi)生結構上，過去是靜態(tài)的網(wǎng)絡，現(xiàn)在是動態(tài)的網(wǎng)絡，有衛(wèi)星、無人機等，資源部署產(chǎn)生了很大的變化。

在拓撲上，從地面的平面網(wǎng)絡到3D網(wǎng)絡，而且廣播和通信從點到了面。

在信息服務上，過去熟悉的通信網(wǎng)絡變成綜合的信息網(wǎng)絡，應用從開環(huán)式變成閉環(huán)有控制的新模式。

在系統(tǒng)層面上，過去通信追求的總是高速、高性能、低延遲，但是在新的天地一體化網(wǎng)絡，有時候更多的是追求質(zhì)量的保證，追求的是覆蓋，追求的是適變的能力。例如，可能要在低的頻譜效率下或高延時下也能正常工作，甚至窄的信道下，也能完成緊急、保底的工作。

在資源層面上，傳統(tǒng)預定式頻譜分配或平軌分配，隨著低軌衛(wèi)星的發(fā)展或者非靜止衛(wèi)星的發(fā)展，也希望發(fā)展出來一種動態(tài)靈活的分配方法，這些都對研究提出了新的挑戰(zhàn)。

需求為導向，變革研究方法

葛寧表示，面對這些挑戰(zhàn)，既然應用需求變了，在研究方法上，就要重視對網(wǎng)絡架構和系統(tǒng)能力的研究，要在網(wǎng)絡上能夠動態(tài)地生成網(wǎng)絡，系統(tǒng)地通過云-邊-端協(xié)同適應任務的變化。

第一，從頂層網(wǎng)絡架構上，過去有很多網(wǎng)元，也有很多網(wǎng)絡應用。可以結合網(wǎng)絡發(fā)展，把很多終端的功能放到網(wǎng)絡上來解放終端，同時也從系統(tǒng)上解決對芯片性能的不竭追求。

第二，發(fā)展云-邊-端協(xié)同滿足需求的方式。隨著廣域網(wǎng)絡的建設，有很強的云邊端能力，當一個任務來了以后，可以合理應用這些資源，靈活適配各種各樣的任務需求，通信不僅作為管道，在分布式處理等方面都起到重要作用。

第三，彈性適變的網(wǎng)絡，特別是在緊急事件、突發(fā)災害時，利用天和地靈活機動的方式來調(diào)配資源，滿足突發(fā)的任務需求。同時由此產(chǎn)生彈性適變能力，將來網(wǎng)絡的演進也能采用一種平滑的方式升級換代，避免大規(guī)模建設上的浪費

第四，既然有了空天地混合的網(wǎng)絡，在終端接入或在用戶使用網(wǎng)絡時就不要讓用戶背七八個終端，而是能夠無感接入到合適的網(wǎng)絡，在頻段選擇、波形選擇上需要解決很多自適應、感知、預先分配資源等問題。

第五，在資源上希望打破現(xiàn)在固定式的分配。能否在頂層設計上就引入動態(tài)的協(xié)調(diào)機制，使得資源在兩個網(wǎng)絡之間能根據(jù)需求的變化來分配合適的資源，能在非禁止軌道上形成一個有序的共享資源新格局。

葛寧表示，總體的目標是希望從系統(tǒng)的觀念，圍繞著未來規(guī)模化的需求，在研究領域能重視系統(tǒng)架構的研究，不是簡單地去發(fā)展器件或拼命堆砌資源，通過彈性適變靈活的方式，把服務能力聚焦到任務上，來解決未來發(fā)展的瓶頸問題。

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