專訪哈工大張欽宇：空天地一體化未來將與日常生活息息相關(guān)

4月10日消息（九九）4月16日至18日，由國(guó)家6G技術(shù)研發(fā)推進(jìn)工作組和總體專家組指導(dǎo)，由未來移動(dòng)通信論壇、紫金山實(shí)驗(yàn)室主辦的2024全球6G技術(shù)大會(huì)將在南京召開。大會(huì)將圍繞6G愿景，探討6G技術(shù)和業(yè)務(wù)發(fā)展藍(lán)圖，凝練全球共識(shí)。

6G時(shí)代，衛(wèi)星通信在覆蓋、可靠性及靈活性方面的優(yōu)勢(shì)能夠彌補(bǔ)地面移動(dòng)通信的不足，連通空、天、地、海多維空間形成一體化的泛在網(wǎng)絡(luò)格局，將為用戶提供更為可靠的一致性服務(wù)體驗(yàn)，降低運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)部署成本。

大會(huì)前夕，平行論壇“空天地一體化”論壇執(zhí)行主席、哈爾濱工業(yè)大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“哈工大”）教授張欽宇接受C114專訪，就空天地一體化的應(yīng)用場(chǎng)景、關(guān)鍵技術(shù)、實(shí)現(xiàn)途徑等方面進(jìn)行深度交流。

空天地一體化與日常生活息息相關(guān)

去年6月，ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟）發(fā)布《IMT面向2030及未來發(fā)展的框架和總體目標(biāo)建議書》，標(biāo)志著6G研究進(jìn)入新階段。在這個(gè)關(guān)鍵窗口期，國(guó)際組織、高等院校、運(yùn)營(yíng)商以及核心企業(yè)正加速布局6G技術(shù)研究與合作，共同推動(dòng)通信技術(shù)向“萬(wàn)物智聯(lián)，數(shù)字孿生”邁進(jìn)。

張欽宇認(rèn)為，6G目前處于技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定的初期研究階段。行業(yè)內(nèi)已經(jīng)形成一些共識(shí)，認(rèn)為6G將具備超高速率、超低延遲、全球覆蓋、海量連接、超高可靠、超低能耗等特征，并有望涌現(xiàn)出空天地一體化、通感算一體化、內(nèi)生智能、量子通信等顛覆性技術(shù)。

就空天地一體化而言，當(dāng)前已成為我國(guó)關(guān)鍵戰(zhàn)略發(fā)展方向，更是大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略要地。今年1月，工業(yè)和信息化部等七部門發(fā)布的《關(guān)于推動(dòng)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》，明確將天地一體列入未來產(chǎn)業(yè)，作為我國(guó)未來產(chǎn)業(yè)的核心領(lǐng)域。

張欽宇稱，移動(dòng)通信從1G到5G的演進(jìn)帶來了生活方式的極大改變，但仍局限于地面移動(dòng)通信。與此同時(shí)，占據(jù)全球71%面積的海洋、陸地上的無人區(qū)，以及一些極地地區(qū)、災(zāi)難地區(qū)，地面移動(dòng)通信無法提供支撐，只能通過衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)通信。6G時(shí)代，衛(wèi)星和地面通信相向而行，技術(shù)和產(chǎn)業(yè)逐漸融合，將逐漸形成天地一體網(wǎng)絡(luò)。

張欽宇進(jìn)一步表示，空天地一體化涵蓋航空航天、遙感觀測(cè)、智慧交通、遠(yuǎn)洋通信、應(yīng)急救援等領(lǐng)域，未來將與我們的日常生活息息相關(guān)。例如，在海洋、沙漠、深山等偏遠(yuǎn)地區(qū)，人們可以通過手機(jī)直連衛(wèi)星享受高質(zhì)量數(shù)據(jù)服務(wù)；在自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，救援人員可以更快獲取關(guān)鍵信息并采取行動(dòng)；在城市出行方面，空中交通管理與自動(dòng)駕駛可以提高交通效率與安全性。

團(tuán)隊(duì)協(xié)作探索空天地一體化網(wǎng)絡(luò)新方法

隨著信息服務(wù)對(duì)多維綜合信息資源的需求逐步提升，國(guó)家戰(zhàn)略安全、防災(zāi)減災(zāi)、航空航天航海、教育醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通管理等領(lǐng)域的高效運(yùn)行都依賴于空、天、地等多維信息的綜合應(yīng)用。

但空天地一體化網(wǎng)絡(luò)面臨通信環(huán)境復(fù)雜不確定、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系差異大、多維資源稀疏高動(dòng)態(tài)、海量業(yè)務(wù)需求多樣化等難題。全球多國(guó)都在從多維立體組網(wǎng)架構(gòu)、激光/太赫茲超高速傳輸、智能高效空口技術(shù)、星地融合資源管控、多星協(xié)同在軌計(jì)算等方面積極探索空天地一體化網(wǎng)絡(luò)新途徑和新方法。

已有超百年歷史的哈工大，被稱為“工程師的搖籃”，是我國(guó)大批航天技術(shù)領(lǐng)軍人才誕生的地方。在這所校園里，張欽宇教授的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在空天地一體化方面取得多項(xiàng)創(chuàng)新和突破：

提出面向空天復(fù)雜信道的鏈路預(yù)算方法和評(píng)估手段，探明了復(fù)雜環(huán)境下的信息傳輸能力邊界；建立信息驅(qū)動(dòng)的空間自主網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)與基于多軌協(xié)同的空間網(wǎng)絡(luò)測(cè)控傳一體化機(jī)制，有效解決了動(dòng)態(tài)組網(wǎng)問題；提出時(shí)-頻-空-極化-網(wǎng)絡(luò)等多域資源聯(lián)合優(yōu)化方法，提升網(wǎng)絡(luò)資源利用率與寬帶無線通信系統(tǒng)性能；設(shè)計(jì)面向需求的大規(guī)模接入、調(diào)度與計(jì)算方案，解決有限資源下差異化需求滿足問題。

張欽宇強(qiáng)調(diào)，未來空天地一體化將深度融合各層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)、先進(jìn)制造等技術(shù)，朝著智能化、融合化、安全化和可持續(xù)化方向發(fā)展，提供更為廣域、智能、協(xié)同、高效的信息服務(wù)。

對(duì)于即將舉行的2024全球6G技術(shù)大會(huì)及“空天地一體化”論壇，張欽宇表示，期待大會(huì)和論壇能夠促進(jìn)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的交流合作，共同探討空天地一體化的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用場(chǎng)景，推動(dòng)新理論、新方法的產(chǎn)生與發(fā)展。

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