專訪彭木根教授：6G三大特征越來越顯著，手機直連低軌通信衛(wèi)星成新的亮點

3月3日消息（劉定洲）2023年3月22日-24日，2023全球6G技術(shù)大會以“6G融通世界，攜手共創(chuàng)未來”為主題將在南京召開。

大會舉辦前夕，北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院執(zhí)行院長、網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點實驗室副主任彭木根教授接受C114專訪，對6G相關(guān)話題進行了深入分析。尤其是面向手機直連的低軌衛(wèi)星通信和感知通信計算深度融合技術(shù)，被業(yè)界認為是6G時代的重要發(fā)展方向，彭木根院長和他的團隊進行了深入研究。

對于“全球6G技術(shù)大會”舉辦，彭木根說，由未來移動通信論壇和紫金山實驗室搭建起來的這個平臺是6G領(lǐng)域覆蓋最為廣泛的著名國際學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)一體化會議之一，是全球6G技術(shù)研究力量溝通與合作的重要橋梁。過去兩屆會議圍繞6G愿景與應(yīng)用場景、6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、6G新型空口與高性能無線傳輸技術(shù)、6G網(wǎng)絡(luò)覆蓋擴展與天地融合技術(shù)等方向進行了深度交流，大會發(fā)布的多本白皮書獲得熱烈反響。

6G的三大特征越來越顯著

當(dāng)前正處于5G盛世，6G仍然云山霧罩。但移動通信有顯著的代際特征，每十年就會更新?lián)Q代，6G研究已經(jīng)在學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界都如火如荼開展。彭木根指出，相較于5G，6G理論上將在傳輸速率、時延、可靠性、連接數(shù)、安全等性能方面會有顯著提升。隨著車聯(lián)網(wǎng)、混合現(xiàn)實、元宇宙、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興應(yīng)用落地，6G的三大特征越來越顯著，也越來越聚焦和清晰：

一是由面向人與人的通信演進為人-機-物智慧互聯(lián)。原來在5G中提及的高清視頻傳輸、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用，在6G中將進一步完善，全息通信、智慧車聯(lián)網(wǎng)、智慧工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等將逐漸成熟進入商用，全面推進垂直行業(yè)的信息化和智能化發(fā)展。

二是真實物理世界與虛擬數(shù)字世界間的界限越來越模糊。虛實結(jié)合，元宇宙、混合現(xiàn)實、腦機接口等應(yīng)用，將深刻改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鳎矊⒅厮軅鹘y(tǒng)的制造業(yè)及其產(chǎn)業(yè)生態(tài)，推進數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展。

三是從陸地通信演進為空天地海一體化通信?；诘蛙壭l(wèi)星、無人機、浮空平臺的空地通信成為6G的重要組成，從而邁入全域無縫寬帶無線通信時代。

彭木根表示，為了滿足上述特征，6G急需學(xué)科和專業(yè)的深度交叉融合，包括通信感知一體化、通信計算深度融合、低軌衛(wèi)星的通導(dǎo)一體化等。通過深度交叉融合，5G沒有很好完成的預(yù)期任務(wù)和性能目標，在6G時代都能夠很好的達到，從而實現(xiàn)“萬物智聯(lián)、融合智簡”的美好愿景。

手機直連低軌衛(wèi)星將成6G新的亮點

NTN（非地面組網(wǎng)）技術(shù)在2022年已經(jīng)成為業(yè)界探討的熱點，基于NTN技術(shù)，業(yè)界暢想手機直連衛(wèi)星的商用前景。彭木根介紹，傳統(tǒng)的高軌通信衛(wèi)星主要滿足偏遠地區(qū)和特殊行業(yè)用戶的電視廣播、衛(wèi)星電話、緊急消息發(fā)送等通信需求，終端都是專門定制的“大塊頭”，無法實現(xiàn)6G時代個人寬帶通信的愿景。截止到目前，基于高軌同步通信衛(wèi)星，受限于移動衛(wèi)星終端本身的天線增益和發(fā)射功率，上星鏈路的速率不高。“現(xiàn)階段普通用戶可以通過移動衛(wèi)星終端，進行短消息和語音對講等，但離寬帶高速上網(wǎng)還有不小的距離，而且終端是專門定制的，和陸地的蜂窩手機不兼容，價格昂貴。”彭木根說。

為了實現(xiàn)單一手機暢游全世界無盲區(qū)，基于低軌通信星座，業(yè)界開始將視線轉(zhuǎn)向手機直連技術(shù)。美國Space X、AST SpaceMobile、Lynk Global都開始了手機直連低軌衛(wèi)星項目布局，部分公司已經(jīng)發(fā)射了試驗衛(wèi)星，進行了性能測試；我國運營商也進行了符合NTN標準的手機直連性能評估，加緊進行手機直連關(guān)鍵技術(shù)的突破與低軌衛(wèi)星研發(fā)。

考慮到低軌衛(wèi)星通信相比高軌衛(wèi)星時延小、路徑損耗小的優(yōu)勢，彭木根預(yù)計，手機直連低軌衛(wèi)星將成為6G時代NTN的新亮點和必備能力之一。此外，隨著低軌衛(wèi)星載荷計算能力的增強，可在星上直接部署基站、核心網(wǎng)、軟定義交換路由、移動邊緣計算功能等，構(gòu)建無所不在的天基低軌衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。

彭木根強調(diào)，所有的這些變化對普通用戶來說都是透明的，將來用戶在邊遠地區(qū)、遠海深海和極地等可無感知的使用6G手機，進行移動互聯(lián)網(wǎng)暢游、無阻礙的進行遠程視頻監(jiān)控、超高清視頻下載等，而不知道是接入陸地的基站，還是低軌通信衛(wèi)星。

“北郵-銀河號”收獲頗豐

在低軌衛(wèi)星領(lǐng)域，彭木根所在的信息與通信工程學(xué)院，前期已經(jīng)做了大量的理論和技術(shù)研究工作。為推進低軌衛(wèi)星的通信遙感融合，2022年3月5日，包括“北郵-銀河號”在內(nèi)的六顆低軌寬帶通信衛(wèi)星和一顆遙感衛(wèi)星成功在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丙運載火箭發(fā)射升空，進入預(yù)定軌道。

“北郵-銀河號”衛(wèi)星依托國家重點研發(fā)計劃項目“6G通信-感知-計算融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)”以及北京市科技計劃項目“低軌衛(wèi)星Q／V／Ka 頻段寬帶通信載荷樣機研制與接入試驗”，是低軌衛(wèi)星通信遙感融合的一次重要嘗試，擬驗證面向單星和多星的低軌衛(wèi)星通信遙感融合體系架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)的可行性及性能，相關(guān)成果有利于充分利用稀缺的軌道資源，減少通信和遙感衛(wèi)星數(shù)量，推動我國低軌衛(wèi)星通信遙感一體化技術(shù)的完善和應(yīng)用模式創(chuàng)新。

彭木根指出，基于銀河航天公司的“小蜘蛛網(wǎng)”和“北郵-銀河號”衛(wèi)星，未來將進一步開展低軌寬帶衛(wèi)星星座組網(wǎng)與星地融合，空間信息獲取、處理、傳輸與組網(wǎng)，通信、遙感和計算深度融合等研究和試驗，更好地服務(wù)國家“網(wǎng)絡(luò)強國”戰(zhàn)略和滿足數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展需求。

看好6G應(yīng)用前景

目前，我們?nèi)蕴幵?G時代的早中期，6G的大規(guī)模商用還很遙遠。盡管5G在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、用戶規(guī)模等層面取得了醒目的成績，但真正的“殺手級應(yīng)用”并未出現(xiàn)。彭木根認為，5G“殺手級應(yīng)用”原來預(yù)期是的面向垂直行業(yè)的各種應(yīng)用，包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、臨空互聯(lián)網(wǎng)等，但由于垂直行業(yè)固有的特征，5G公網(wǎng)專用一直不太順暢，而5G專網(wǎng)投入產(chǎn)出比不高，存在前期建網(wǎng)投入高、應(yīng)用規(guī)模小等問題，目前為止還沒有達到業(yè)界的期望。

6G應(yīng)用場景、用戶規(guī)模相比5G將繼續(xù)擴大和提升。借助毫米波和太赫茲技術(shù)、算網(wǎng)融合、通信感知一體化、算力網(wǎng)絡(luò)、星地融合等，6G可充分滿足相關(guān)應(yīng)用對移動通信網(wǎng)絡(luò)提出的感知交互、實時計算處理、超大帶寬傳輸?shù)囊?，相?yīng)的投入產(chǎn)出比也會大幅下降，在5G時代未能達到預(yù)期的面向垂直行業(yè)的“殺手級應(yīng)用”，將真正爆發(fā)出預(yù)期的規(guī)模與效果。

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