中國(guó)移動(dòng)研究院袁弋非：6G信息超材料技術(shù)應(yīng)用采用“三步走”工作模式

2月25日消息（樂思）為落實(shí)“十四五”規(guī)劃前瞻布局6G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)儲(chǔ)備的戰(zhàn)略要求，加快推動(dòng)6G應(yīng)用基礎(chǔ)研究和原創(chuàng)技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步匯聚產(chǎn)學(xué)研各方力量，提升6G創(chuàng)新的全球化水平和國(guó)際影響力，中國(guó)移動(dòng)研究院今日舉辦“遇見未來”——6G協(xié)同創(chuàng)新成果發(fā)布會(huì)。

會(huì)上，中國(guó)移動(dòng)研究院首席專家袁弋非對(duì)《6G信息超材料技術(shù)白皮書》進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

袁弋非表示，通信中的“超材料”并沒有改變材料的物理和化學(xué)性質(zhì)，而是通過表面每個(gè)單元的結(jié)構(gòu)，通過改變每個(gè)單元結(jié)構(gòu)當(dāng)中電流的形態(tài)以及流向，使得每個(gè)單元對(duì)于入射的電磁波單獨(dú)進(jìn)行調(diào)向，形成波束賦型，相比普通墻面具有可編程可控的特性。

“首先，利用超材料可以做超材料的蓋板，提升天線的增益，降低天線的高度。其次，超材料最大的用途之一就是可以做智能反射面，這樣可以做到部署靈活低碳，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋，提升小區(qū)容量以及抑制用戶干擾。最后，還可以把超材料用在基站附近，用來進(jìn)行波束賦型以及信號(hào)調(diào)制。”他指出。

據(jù)袁弋非介紹，從應(yīng)用部署出發(fā),超材料采用“三步走”工作模式：第一種的工作模式是靜態(tài)/半靜態(tài)工作模式。反射面波束固定不變/長(zhǎng)時(shí)調(diào)整。適用場(chǎng)景的有，覆蓋區(qū)域較小，或者完全遮擋區(qū)域，需要依靠反射面信號(hào)接入網(wǎng)絡(luò)。它的優(yōu)勢(shì)是控制簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是覆蓋方向固定，無法針對(duì)用戶賦型。

第二種的工作模式是信道透明的動(dòng)態(tài)工作模式。無需信道信息，反射面使用多個(gè)已知的波束方向調(diào)整，用戶反饋波束信息，基站為反射面選擇波束方向進(jìn)行反射。其優(yōu)勢(shì)是無需小尺度信道信息，波束方向較為固定，控制指示開銷小。但缺點(diǎn)為，多次調(diào)整波束，系統(tǒng)開銷較大。關(guān)鍵技術(shù)問題：對(duì)反射面的動(dòng)態(tài)控制，流程設(shè)計(jì)，反射面碼本。

第三種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，通過多次調(diào)整陣子相位進(jìn)行信道估計(jì)，基站根據(jù)信道估計(jì)結(jié)果，配置實(shí)際傳輸時(shí)的反射面相位。優(yōu)勢(shì)主要為性能最優(yōu)；缺點(diǎn)為信道估計(jì)復(fù)雜，系統(tǒng)開銷大，流程復(fù)雜。其關(guān)鍵技術(shù)問題在于對(duì)反射面的智能動(dòng)態(tài)控制，信道估計(jì)，反射板陣子相位矩陣設(shè)計(jì)。

袁弋非稱，對(duì)于智能反射面，中國(guó)移動(dòng)研究院和東南大學(xué)做了業(yè)內(nèi)首個(gè)多場(chǎng)景外場(chǎng)測(cè)試。第一種場(chǎng)景是塔下陰影，通過智能超表面，平均RSRP提升約3.8dB，平均吞吐量抬升約19%。第二個(gè)場(chǎng)景是室外遍歷，在這個(gè)場(chǎng)景下，邊緣用戶RSRP提升約3.3dB，延伸覆蓋范圍60米。第三個(gè)場(chǎng)景是室外覆蓋室內(nèi)，區(qū)域覆蓋提升約10dB，用戶吞吐量約提升至2倍。

他表示，《6G信息超材料技術(shù)白皮書》中還從四個(gè)方面概述了信息超材料應(yīng)用挑戰(zhàn)：

一、硬件實(shí)現(xiàn)：可調(diào)器件切換速率受限，高頻動(dòng)態(tài)調(diào)控難實(shí)現(xiàn)；低比特調(diào)控在大角度下存在明顯柵瓣；故障單元難排查、難維修；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，風(fēng)阻大且不易部署；饋電需求限制工程部署，且存在弱電干擾。

理論和方案設(shè)計(jì)：缺乏可靠完善的傳輸理論基礎(chǔ)、信道、系統(tǒng)模型?，F(xiàn)有空口傳輸復(fù)雜度高、開銷大。

三、理論和方案設(shè)計(jì)：缺乏可靠完善的傳輸理論基礎(chǔ)、信道、系統(tǒng)模型。現(xiàn)有空口傳輸復(fù)雜度高、開銷大。

四、組網(wǎng)架構(gòu)：控制方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)、功耗等均有影響，需綜合考慮。多帶寬、多制式下的組網(wǎng)的傳輸方案尚待明確。

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