朱伏生暢談6G產(chǎn)業(yè)思考：2030年正式投入商用

2019-05-13 15:45

6G候選技術(shù)分析

在6G候選技術(shù)分析中，朱伏生重點介紹了6G和人工智能、可見光覆蓋、THz頻譜的開發(fā)、OAM軌道角動量、MIMO／Massive MIMO、同時同頻全雙工技術(shù)和頻譜管理和區(qū)塊鏈等技術(shù)。

朱伏生認(rèn)為，人工智能廣泛應(yīng)用于6G。無線信道分析和物理層算法利用AI算法。基站對周圍環(huán)境通過AI進(jìn)行語義描述，分幾個層面。基站360VR實時描述；地圖結(jié)合不可見部分進(jìn)行語義描述；周圍運動物體的輔助描述請求（例如汽車）。對無線網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)采用AI算法進(jìn)行業(yè)務(wù)量發(fā)展，規(guī)劃，運營及維護(hù)等進(jìn)行新一代技術(shù)的應(yīng)用，降低OPEX（人力和能源消耗）。

在行業(yè)應(yīng)用AI方面，朱伏生認(rèn)為，對安防，繼續(xù)將MEC下沉到基站，本地具有識別能力，各種服務(wù)器提供異構(gòu)體支持各種人識別，動物識別，車輛識別，災(zāi)害預(yù)警等業(yè)務(wù)。6G會建立智能制造本地業(yè)務(wù)，智能規(guī)劃企業(yè)所需的通訊需求，本地頻率需求及申請。此外，6G將延續(xù)5G中無人機和AI的結(jié)合，并將應(yīng)用廣泛化，解決5G難以完成的應(yīng)用。

在朱伏生看來，6G不能僅僅視為一種無線通信技術(shù)，而是激活了帶寬達(dá)到400THz的可見光譜資源。拓展下一代寬帶通信的頻譜，搶占空白頻譜、有效利用資源。與照明、顯示產(chǎn)業(yè)深度耦合，為通信帶來獨特優(yōu)勢。白光對人眼安全；無電磁污染，可以應(yīng)用在電磁敏感環(huán)境（飛機、醫(yī)院、工業(yè)控制）；可見光通信兼具照明、通信和控制定位等功能，符合國家節(jié)能減排戰(zhàn)略；頻譜無需授權(quán)即可使用；可見光通信適合信息安全領(lǐng)域應(yīng)用。可見光通訊的業(yè)務(wù)場景可以覆蓋水下，高樓覆蓋（宏基站一般覆蓋很差）等。同時，朱伏生認(rèn)為，6G技術(shù)的可見光覆蓋仍有需要解決的問題，器件問題，電力線和業(yè)務(wù)流的產(chǎn)業(yè)結(jié)合問題，上行鏈路設(shè)計問題。

在談到THz頻譜的開發(fā)方面，朱伏生指出，“中國經(jīng)過多年研究，在THz的產(chǎn)生，器件和生態(tài)鏈方面取得很大進(jìn)展。每2年一屆的中國泰赫茲研究大會，到2018年10月，進(jìn)行了4屆。也在THz通訊領(lǐng)域進(jìn)行了很多研究成果。根據(jù)研究成果，THz通訊會對backhaul，relay方面產(chǎn)生直接影響。如果能解決方向性問題，預(yù)計可解決6G的小區(qū)覆蓋容量問題。部分研究也表明，THz信號也能夠通過反射波接受和恢復(fù)數(shù)據(jù)，這對移動組網(wǎng)是個好消息。”

朱伏生進(jìn)一步表示，“憑借THz技術(shù)的發(fā)展，我們可以期望獲得Tbps的空口傳送能力。經(jīng)過理論和實驗，1GHz帶寬可超過50Gbps，采用Massive MIMO在更寬帶寬下，預(yù)計可以50＊8（MIMO帶來的增益）＊2．5GHz＝1000Gbps。”

傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)，使用頻率、時間、碼型和空間等資源作為自由度，而OAM調(diào)制技術(shù)將載波攜帶的OAM模式作為調(diào)制參數(shù)。利用OAM模式內(nèi)在的正交性，將多路信號調(diào)制在不同的OAM模式上，根據(jù)模式的不同區(qū)分不同的信道。由于具有OAM的螺旋波束可以構(gòu)成無窮維的希爾伯特空間，因此理論上同一載頻利用OAM復(fù)用可獲得無窮的傳輸能力。

OAM復(fù)用的頻譜利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于LTE、802．11n和DVB－T。朱伏生透露，“OAM軌道角動量的研究主要包括四方面：OAM波的調(diào)制產(chǎn)生和發(fā)射，特別是不同本征值；傳輸特性研究；檢測和信號復(fù)原和組網(wǎng)的研究。”

朱伏生認(rèn)為，MIMO／Massive MIMO 仍然是提升容量的重要手段。“MIMO 技術(shù)通過多流實現(xiàn)容量的提升，對4G來說表現(xiàn)出很有效的方法。但對于5G來說，容量還是受限，特別是人口密集使用區(qū)，如高樓，體育場，大型車展或商場，通信量巨大。于是 Massive MIMO通過區(qū)域性的分開終端用戶所對應(yīng)天線，從而達(dá)到大大提高容量的目的。

本質(zhì)上是將多個小型的MIMO基站（例如8＊8），組合形成大的基站集（例如32＊32＝16＊（8＊8），即為16個MIMO基站），注意容量并不是倍數(shù)關(guān)系。可以包括全向MIMO，定向MIMO。6G要保持高吞吐量，當(dāng)毫米波，THz引入后，預(yù)計Massive MIMO天線數(shù)可以繼續(xù)增大，例如192，1024等。形式也可能是大型智能表面（LIS），附著于建筑物表面。

在談到同時同頻全雙工技術(shù)時，朱伏生指出，從理論計算獲知，TDD和FDD的頻率浪費都在50％以上。頻率資源的稀缺性，使得本技術(shù)研究有必要；根據(jù)業(yè)界研究的現(xiàn)在水平，頻譜效率可以提升80％以上。朱伏生表示，目前存在的困難主要是：多天線MIMO全雙工：多通道的射頻域抵消電路成本、體積；環(huán)境適應(yīng)能力，自干擾信道變化，實時跟蹤收斂抵消；全雙工組網(wǎng)，基站間干擾消除，終端間干擾消除；幀結(jié)構(gòu)和資源調(diào)度；全雙工器件和芯片：連續(xù)可調(diào)時延器，沒有貨架芯片；射頻域抵消器件的非線性較高。

此外，朱伏生認(rèn)為，除了公共licensed頻譜外，隨著網(wǎng)絡(luò)越加致密化，基于區(qū)塊鏈的對一些不用的頻率的動態(tài)頻譜共享技術(shù)是趨勢。通過集中的頻譜訪問數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來動態(tài)管理不同類型的無線流量，以提高頻譜使用效率。區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)庫，無需中央中介即可安全更新。對于需要本地頻率的機構(gòu)，設(shè)置LBRS，可以用于智能制造和現(xiàn)代醫(yī)院等場合，滿足本地高可靠性及保密通信的需求。

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