專訪中國信科陳山枝：星地融合移動通信有望在5G-A階段實現(xiàn)規(guī)模商用部署

4月17日消息（九九）4月16日至18日，由國家6G技術(shù)研發(fā)推進工作組和總體專家組指導(dǎo)，由未來移動通信論壇、紫金山實驗室主辦的2024全球6G技術(shù)大會在南京召開。大會圍繞6G愿景，探討6G技術(shù)和業(yè)務(wù)發(fā)展藍圖，凝練全球共識。

會議期間，中國信科集團副總經(jīng)理、總工程師、科技委主任，無線移動通信全國重點實驗室主任，IEEE Fellow陳山枝在接受C114專訪時表示，6G有三個最為核心的特征，星地融合移動通信，解決全球全域立體覆蓋問題；以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)；終端形態(tài)的多樣性，除手機外，還有智能網(wǎng)聯(lián)汽車、各種物聯(lián)網(wǎng)終端等。

陳山枝進一步表示，6G因此要解決的三大問題：一是當(dāng)前5G在行業(yè)應(yīng)用中沒有解決好的問題，特別是行業(yè)應(yīng)用的分散性帶來的挑戰(zhàn)，如行業(yè)應(yīng)用的靈活定制問題、廣域稀疏接入帶來的全球全域立體覆蓋問題、AI和安全內(nèi)生問題；二是面向2030年后的新需求，如元宇宙及虛擬世界的沉浸性體驗、數(shù)字地球等；三是終端技術(shù)創(chuàng)新，在現(xiàn)有手機支持聽和視的基礎(chǔ)上，支持嗅覺、觸覺等體驗。

6G系統(tǒng)涵蓋多項關(guān)鍵使能技術(shù)

陳山枝認為，為實現(xiàn)6G愿景，最大化地滿足用戶的需求，6G系統(tǒng)將在星地融合移動通信、超維度天線、以用戶為中心的端到端分布式自治網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)生智能、通感算一體化、網(wǎng)絡(luò)安全等關(guān)鍵使能技術(shù)領(lǐng)域取得全面突破。

星地融合移動通信是地面移動通信走向全域覆蓋的必由之路，由于地面移動通信僅覆蓋了地球表面積的6%，因此，需要借助衛(wèi)星通信實現(xiàn)全球全域覆蓋。星地融合技術(shù)使得衛(wèi)星通信和地面移動通信采用統(tǒng)一的空口和無線傳輸技術(shù)，彈性可重構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和統(tǒng)一的資源管理，支持融合的標準體系、融合的終端、融合的網(wǎng)絡(luò)部署和融合的資源分配，最終達到星地系統(tǒng)融合。

超維度天線技術(shù)則突破了傳統(tǒng)多天線技術(shù)的應(yīng)用局限，使得多天線系統(tǒng)在空間維度、智能維度、功能維度和能效維度等多維度全面發(fā)揮技術(shù)價值，有效提升6G網(wǎng)絡(luò)的信息處理能力。

以用戶為中心的端到端分布式自治網(wǎng)絡(luò)以面向用戶體驗提升和網(wǎng)絡(luò)資源高效使用為出發(fā)點，支持端到端網(wǎng)絡(luò)的自組織和定制化，基于用戶的業(yè)務(wù)需求自主編排網(wǎng)絡(luò)，分配網(wǎng)絡(luò)資源，有效提升用戶業(yè)務(wù)體驗，優(yōu)化資源分配效率，降低網(wǎng)絡(luò)的能耗，滿足6G系統(tǒng)服務(wù)能力全面提升。

內(nèi)生智能的主要目標是給無線網(wǎng)絡(luò)注入智能元素，基于人工智能內(nèi)核提升無線網(wǎng)絡(luò)的性能，并使得無線網(wǎng)絡(luò)和AI深度融合，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)賦能AI，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)。

通感算一體化使得傳統(tǒng)的通信功能和感知、算力技術(shù)進行深度融合，全面提升無線網(wǎng)絡(luò)的價值，通過感知獲得環(huán)境目標信息，基于算力網(wǎng)絡(luò)提升信息的處理能力，從而實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)從單一的通信管道走向更廣闊的綜合信息系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)價值的升級。

網(wǎng)絡(luò)安全則是通信與信息處理的基礎(chǔ)保障，6G網(wǎng)絡(luò)安全將在5G網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ)上優(yōu)化升級，對于數(shù)據(jù)加密、用戶身份認證和信息隱私等方面全面提升數(shù)字安全屏障，實現(xiàn)從傳統(tǒng)的安全保護層面走向內(nèi)生安全的系統(tǒng)設(shè)計。

5G-A階段將引入6G部分標簽技術(shù)

5G-A是5G向6G升級演進的過渡階段，也是對6G技術(shù)和應(yīng)用場景的前期驗證和培育。業(yè)界公認，2024年是5G-A規(guī)模商用元年。陳山枝介紹，5G-A階段將率先引入6G的一些核心技術(shù)：

首先是星地融合移動通信。5G NTN已經(jīng)形成完整的技術(shù)方案，并在全球范圍內(nèi)開展廣泛的技術(shù)和應(yīng)用嘗試，產(chǎn)業(yè)能力已經(jīng)基本具備。“星地融合將為移動通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全域覆蓋提供快速低成本的解決方案，有望在5G-A階段實現(xiàn)規(guī)模的商用部署。”陳山枝說。

其次是超維度天線。隨著通信需求的持續(xù)發(fā)展，用戶速率、網(wǎng)絡(luò)容量的提升始終是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主線。超維度天線技術(shù)是多天線技術(shù)在智能天線、大規(guī)模天線之后的進一步發(fā)展。數(shù)模混合超大規(guī)模天線、智能超表面等技術(shù)也成為5G-A的重點技術(shù)方向。超維度天線進一步提升通道數(shù)、天線數(shù)，可以提升賦形增益和空間分辨率，特別在后續(xù)使用中高頻段后，對于彌補覆蓋的差距、提升頻譜效率、提升感知精度都有不可替代的作用。

三是通感一體。通信和感知一體化使通信網(wǎng)絡(luò)同時具備了感知的功能，突破了移動通信網(wǎng)絡(luò)的邊界，使網(wǎng)絡(luò)不僅是信息的傳輸者，同時具備主動采集信息的能力。目前通感一體可以對無人機、艦船、汽車等目標實現(xiàn)感知和跟蹤，在低空經(jīng)濟、航道海面、地面交通等方面已經(jīng)啟動應(yīng)用的嘗試，成為可能率先實現(xiàn)應(yīng)用落地的技術(shù)之一。

四是算網(wǎng)一體。隨著AI技術(shù)的急速發(fā)展，算力/AI與網(wǎng)絡(luò)的跨界融合成為產(chǎn)業(yè)熱點，5G-A也開始在無線算力/AI技術(shù)和產(chǎn)業(yè)方面的探索。AI在網(wǎng)絡(luò)智能運維層面已經(jīng)實現(xiàn)應(yīng)用落地，同時在核心網(wǎng)、基站網(wǎng)元內(nèi)，面向業(yè)務(wù)感知提升、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和性能優(yōu)化、通信能力提升、節(jié)能等方面，AI可以為傳統(tǒng)的經(jīng)典理論和專家經(jīng)驗提供新的技術(shù)途徑和新的突破，進一步提升網(wǎng)絡(luò)能力和效益。

中國信科持續(xù)開展6G系列關(guān)鍵技術(shù)研究

陳山枝表示，中國信科及無線移動通信全國重點實驗室自2019年開始一直在從事6G愿景與關(guān)鍵技術(shù)研究，基于“全域覆蓋、場景智聯(lián)”愿景，從提升覆蓋、提升容量、提升譜效/能效、連接場景、內(nèi)生安全等多個維度開展系列關(guān)鍵技術(shù)研究，并采用壓強原則，在一些重點關(guān)鍵技術(shù)方向取得重大突破。

陳山枝早在2018年就提出“5G體制兼容、6G系統(tǒng)融合”的星地融合移動通信技術(shù)路線。中國信科針對星地融合關(guān)鍵技術(shù)，2023年重點突破了UPF上星的NTN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、NTN無線傳輸技術(shù)增強、NTN移動性管理增強、6G立體彈性可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、多星多波束協(xié)同高效無線傳輸、TDD制式系統(tǒng)設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)等核心關(guān)鍵技術(shù)。針對星地融合終端芯片，重點突破了多核異構(gòu)芯片技術(shù)、關(guān)鍵算法、原型平臺驗證，深耕可重構(gòu)軟件無線電技術(shù)，支撐星地融合終端芯片的自主可控；針對星地一體化測量，重點攻關(guān)雙卡測試關(guān)鍵技術(shù)，解決了單臺儀表的雙sim卡測試難題，攻關(guān)多制式協(xié)議分析測試關(guān)鍵技術(shù)，開拓國產(chǎn)化儀表能力，解決芯片研發(fā)測試中“卡脖子”難題。

以用戶為中心是移動通信一直以來的設(shè)計目標，針對去蜂窩趨勢，陳山枝團隊提出以用戶為中心的智能接入網(wǎng)架構(gòu)（UCAN）。其核心優(yōu)勢在于突破了傳統(tǒng)蜂窩架構(gòu)的限制，向下可以發(fā)揮未來超大規(guī)模天線傳輸技術(shù)優(yōu)勢，保障系統(tǒng)性能；向上可以承接個性化的6G業(yè)務(wù)，實現(xiàn)用戶定制的完美服務(wù)體驗。真正實現(xiàn)了深度可定制、彈性可重構(gòu)、對多樣化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和接入方式的開放兼容，和對用戶服務(wù)的智能自適應(yīng)。

智能超表面技術(shù)被業(yè)界認為是一種可以有效改善電磁傳播環(huán)境的未來技術(shù)，對于系統(tǒng)覆蓋增強與傳輸效率的提升具有較高的應(yīng)用潛力。中信科移動聯(lián)合北京大學(xué)2022年在毫米波頻段開發(fā)了業(yè)界首個基于RIS的超大規(guī)模MIMO基站原型樣機。在2023年，雙方進一步基于全息波束賦形原理開發(fā)了可重構(gòu)全息表面（RHS），并將該技術(shù)成功地運用到了基站原型系統(tǒng)之中，實現(xiàn)了雙流動態(tài)波束賦形以及5Gbps的高速率數(shù)據(jù)傳輸功能。

在通感算融合方面，中信科移動參與推動通感融合技術(shù)研究與標準化工作，針對6G通感空口融合接入網(wǎng)方案，提出通感空口融合的接入網(wǎng)架構(gòu)，支持基于蜂窩架構(gòu)的協(xié)作感知、環(huán)境感知輔助通信等通感互利互惠功能；開展通感融合信道建模研究與技術(shù)評估；開展通感融合樣機研發(fā)和測試驗證，有力支撐通感一體化研發(fā)發(fā)展和技術(shù)驗證。

與此同時，中國信科長期深耕于蜂窩網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究，面向產(chǎn)品應(yīng)用，在業(yè)界率先提出蜂窩網(wǎng)絡(luò)載波相位定位技術(shù)，開發(fā)了基站和終端樣機。2023年測試結(jié)果表明，定點場景下90%用戶的定位誤差小于0.1m。陳山枝表示，基于6G的場景和關(guān)鍵技術(shù)指標需求，中國信科會持續(xù)開展高精度定位的技術(shù)研究、標準制定和應(yīng)用推廣等工作。

另外，中國信科早在2018年就啟動了人工智能與通信融合研究工作，提出“三層五面”6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，新引入賦能面和數(shù)據(jù)面來適配人工智能。在賦能面，6G網(wǎng)絡(luò)具備更加靈活、可擴展的機制以適應(yīng)不同應(yīng)用場景的高性能通信要求和靈活快速響應(yīng)要求；通過引入極致彈性、靈活能力擴展的賦能面，其能夠為網(wǎng)絡(luò)的其他層和面賦予所需內(nèi)生能力（AI、算力和安全），根據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和業(yè)務(wù)需求做功能擴展和靈活構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的能力。在數(shù)據(jù)面，6G網(wǎng)絡(luò)的智能特征需要6G網(wǎng)絡(luò)具備強大的計算能力，海量數(shù)據(jù)的輸入以及廣泛的連接服務(wù)。

采訪的最后，陳山枝表示，作為移動通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，6G擁有全球統(tǒng)一標準已經(jīng)是業(yè)界不可動搖的共識，也是全球保持信息互聯(lián)互通的基礎(chǔ)，是超越政治的人類根本訴求，并且能實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟優(yōu)勢，降低成本，讓全人類受惠，消除數(shù)字鴻溝。

陳山枝認為，6G形成統(tǒng)一的技術(shù)標準特別是空口標準應(yīng)該是比較明確的，6G終端仍可實現(xiàn)全球的接入和漫游。但同時產(chǎn)業(yè)競爭加劇甚至產(chǎn)業(yè)分裂也存在較大概率，在具體的產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)、產(chǎn)品形態(tài)甚至網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、監(jiān)管策略等方面，可能會形成不同的陣營以及各自的生態(tài)，陣營間呈現(xiàn)較強的獨立性和隔離特點。

陳山枝強烈建議，我國盡力爭取各方面支持，全力維護6G標準的統(tǒng)一，并盡量擴大和爭取國際伙伴及產(chǎn)業(yè)圈。“同時也需要從底層布局產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)能力和生態(tài)，具備從技術(shù)、標準、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)能力，具備獨立的技術(shù)路線選擇權(quán)。”

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