陈山枝：6G两大标志及6个核心技术引擎
2022-11-17
由IMT-2030(6G)推进组和中国通信学会主办的“2022全球6G发展大会”盛大召开。中国信息通信科技集团有限公司副总裁、总工程师、专家委主任，无线移动通信国家重点实验室主任，IEEE Fellow陈山枝博士受邀作了精彩报告《6G两大标志及其核心技术引擎》，深入分析了实现6G愿景的关键推动者——6G的两大标志，以及6G核心技术引擎及其研究方向，呼吁业界持续共同创新。
6G的两大标志
6G标志之一：星地融合移动通信，实现6G全域覆盖
为克服传统地面移动信存在的广域覆盖和空间覆盖问题，星地融合作为未来6G网络的重要技术发展方向得到广泛认可，成为当前学术界和产业界研究的热点方向。在6G星地融合移动通信领域，陈山枝博士及其中国信科团队的研究广泛且深入，具有引领性。如针对亟需解决的星地融合技术路线问题，陈山枝博士2020年6月在《电信科学》发表的《关于低轨卫星通信的分析及我国的发展建议》中，对于我国在加快发展低轨卫星通信时面临的技术路径和产业路径选择问题以及如何发挥我国在商业航天、5G移动通信和集成电路产业的综合优势的独到深刻思考以及切合实际且具战略远见的建议“与5G兼容，到6G融合”，获得了业界极大认可。
中国信科团队深入研究了6G星地融合通信系统的技术指标、设计该系统所存在的技术挑战等关键问题，还提出了包括星地融合无线关键技术，融合组网技术和功能扩展三大类能够满足相关需求、解决相关挑战的系列关键技术。
6G标志之二：用户为中心的弹性可定制网络架构，应对6G需求挑战
以用户为中心，是移动通信的初心所在。陈山枝博士提出以用户为中心的无线网络架构，具有分布式、服务化等特点，多个接入点动态按需服务用户，实现“以用户为中心”。该网络架构有望成为6G时代的颠覆性架构，将成为实现6G的关键推动者之一。
此外，陈山枝博士及其团队早在数年前就提出了以用户为中心的超密集网络(UDNN)架构，并提出了移动管理、资源管理、干扰控制、安全控制的新方法。相关成果刊发在顶级刊物《IEEE无线通信》2016年4月“User-Centric Ultra-Dense Networks (UUDN)for 5G: Challenges, Methodologies and Directions”，持续产生高价值效应——截至2022年11月15日谷歌学术被引高达340次，获评“ESI高被引论文”(排名前1%的顶尖论文)。
6G六大核心技术引擎
技术引擎1：超维度天线，提升6G频谱利率和系统容量
近年来，一些人工智能(AI)和智能超表面(RIS)等新技术为多天线技术的进一步发展创造了新的条件。陈山枝博士指出研究方向包括高频谱效超维度波束空间复用理论与方法，超维度(天线维度、全息维度、功能维度、能耗维度)天线，智能超表面(RIS)、大规模天线、波束空间复用等有机结合。
技术引擎2：新型多址接入，应对海量接入与星地融合的挑战
对于6G，通过万物互联/智联真正全面实现数字化社会，迫切需要引入新型多址接入技术。中国信科早年提出的图样分割多址接入(PDMA)技术等非正交多址接入有望向多场景拓展。陈山枝博士指出，在PDMA 的研究基础上，考虑随机接入过程和数据传输过程可以融合到一个过程并进行联合优化，形成非协调的随机接入和传输技术(URAT)。
技术引擎3：通信感知融合，支撑6G实现万物智联
随着通信感知一体化技术研究的深入，通感一体化有望成为6G标准中的关键技术之一。陈山枝博士指出，作为一项6G阶段出现的新兴技术，通感一体化研究方向还存在理论、应用、网络、空口、一体化硬件等各层面需要解决的问题，特别是通感融合应用场景与架构;环境感知与辅助通信技术;通感融合信号技术(波形、干扰等);通感算软硬件资源的协同与共享;多站协同感知，端侧协同感知等研究方向。
技术引擎4：新型编码，灵活解决6G信令及多样化业务不同需求
编码与调制是6G通信系统中最重要的功能模块之一。未来6G将出现大量机器、AI 智能体之间的通信。陈山枝博士分析了四大研究方向：一是支持超低时延、超高可靠性的短码，二是支持极高吞吐量的低复杂度编码，三是AI辅助的信道编译码设计，四是信源与信道联合编码。
技术引擎5：无线智能和自智网络，应对6G智能化与复杂运维挑战
6G将从集中式的云化智能向分布式的网络智能转变(AI原子能力)，处理从核心向边缘转变，提升用户体验。陈山枝博士分析指出研究方向包括基于AI的网络自智技术、网络智能的管理和编排技术，特别是无线智能技术——从分离(用AI替代无线通信系统的部分模块)走向联合/系统(基于AI构造端到端的无线通信系统)演进。
技术引擎6：频谱智能感知与共享，解决资源稀缺与利用率低的矛盾
针对日益紧张的频谱资源，频谱智能感知与灵活频谱共享是改善频谱资源紧缺最有效的手段之一。AI有助于建立动态、精确的频谱认知数据库。此外对于6G星地融合系统，频谱共享能够让卫星通信和地面通信极大地提升频谱利用率。同时，通过AI辅助，终端依据信号方向能够更好地区分卫星通信信号和地面通信信号，实现空间复用和干扰规避。
合作创新，奔向6G
近日，中国信科成功实现了在大规模天线波束赋形上用智能超表面替代传统的相控阵天线，实现高速数据传输的实验。首次在全球实现了RIS作为基站发射机天线阵列应用，毫米波手持终端接入的技术实验。该系统在IMT-2030(6G)推进组的室内环境实地测试中实现多流数据传输，手持终端单用户下行数据速率可达5Gbps以上。这一验证结果初步展现了未来移动通信系统中智能超表面技术在支持多天线维度扩展及传输能力提升方面的巨大潜能。
陈山枝博士及其中国信科团队在6G的研究探索及取得重要成果并获得广泛关注和高度认可，比如影响因子高达12.777的通信领域顶级刊物《IEEE无线通信》2020年4月刊发的“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日谷歌学术被引高达294次，“ESI高被引论文”(排名前1%的顶尖论文)。
中国信科/无线移动通信国家重点实验室团队在5G演进和6G技术路线和关键技术方面已形成重大的系列性的突破，特别是在大规模波束空间复用及星地融合移动通信等核心关键技术上。
中国信科基于移动通信的长期技术积累和标准体系构建能力，在CCSA、3GPP、ITU等标准组织牵头多项标准制定，是5G卫星通信的重要贡献者，是我国基于5G卫星互联网体制的主导者，也将为6G星地融合做出重要贡献。
中国信科积极布局6G研究，联合业界积极开展6G愿景与需求的研究、6G关键技术的研究与验证，为后续的6G标准化工作做好前期储备工作。“我们期待着在业界的共同努力下，6G将获得深入进展和潜在突破。”陈山枝博士表示。
信息来源：通信产业网
