6G候選技術(shù)分析

在6G候選技術(shù)分析中，朱伏生重點(diǎn)介紹了6G和人工智能 、可見(jiàn)光覆蓋、THz頻譜的開(kāi)發(fā)、OAM軌道角動(dòng)量 、MIMO／Massive MIMO、同時(shí)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(wú)線信道分析和物理層算法利用AI算法�；�站對(duì)周圍環(huán)境通過(guò)AI進(jìn)行語(yǔ)義描述，分幾個(gè)層面�；�站360VR實(shí)時(shí)描述；地圖結(jié)合不可 見(jiàn)部分進(jìn)行語(yǔ)義描述；周圍運(yùn)動(dòng)物體的輔助描述請(qǐng)求（例如汽車）。對(duì)無(wú)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(yùn)營(yíng)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(duì)安防，繼續(xù)將MEC下沉到基站，本地具有識(shí)別能力，各種服務(wù)器提供異構(gòu)體支持各種人識(shí)別，動(dòng)物識(shí)別，車輛識(shí)別， 災(zāi)害預(yù)警等業(yè)務(wù)。6G會(huì)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(qǐng)。此外，6G將延續(xù)5G中無(wú)人機(jī)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(lái)，6G不能僅僅視為一種無(wú)線通信技術(shù)，而是激活了帶寬達(dá)到400THz的可見(jiàn)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(lái)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。白光對(duì)人眼安全；無(wú)電磁污染，可以應(yīng)用在電磁敏感環(huán)境（飛機(jī)、醫(yī)院、工業(yè)控制）； 可見(jiàn)光通信兼具照明、通信和控制定位等功能，符合國(guó)家節(jié)能減排戰(zhàn)略；頻譜無(wú)需授權(quán)即可使用；可見(jiàn)光通信適合信息安全領(lǐng)域應(yīng)用。 可見(jiàn)光通訊的業(yè)務(wù)場(chǎng)景可以覆蓋水下，高樓覆蓋（宏基站一般覆蓋很差）等。同時(shí)，朱伏生認(rèn)為，6G技術(shù)的可見(jiàn)光覆蓋仍有需要解決的問(wèn)題，器件問(wèn)題，電力線和業(yè)務(wù)流的產(chǎn)業(yè)結(jié)合問(wèn)題，上行鏈路設(shè)計(jì)問(wèn)題。

在談到THz頻譜的開(kāi)發(fā)方面，朱伏生指出，“中國(guó)經(jīng)過(guò)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(guó)泰赫茲研究大會(huì)，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(huì)對(duì)backhaul，relay方面產(chǎn)生直接影響。如果能解決方向性問(wèn)題，預(yù)計(jì)可解決6G的小區(qū)覆蓋容量問(wèn)題。部分研究也表明，THz信號(hào)也能夠通過(guò)反射波接受和恢復(fù)數(shù)據(jù)，這對(duì)移動(dòng)組網(wǎng)是個(gè)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(guò)理論和實(shí)驗(yàn)，1GHz帶寬可超過(guò)50Gbps， 采用Massive MIMO在更寬帶寬下，預(yù)計(jì)可以50＊8（MIMO帶來(lái)的增益）＊2．5GHz＝1000Gbps。”

傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)，使用頻率、時(shí)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(hào)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(wú)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(wú)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(dòng)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(cè)和信號(hào)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 �！癕IMO 技術(shù)通過(guò)多流實(shí)現(xiàn)容量的提升，對(duì)4G來(lái)說(shuō)表現(xiàn)出很有效的方法。但對(duì)于5G來(lái)說(shuō)，容量還是受限，特別是人口密集使用區(qū)，如高樓，體育場(chǎng)，大型車展或商場(chǎng)，通信量巨大。于是 Massive MIMO通過(guò)區(qū)域性的分開(kāi)終端用戶所對(duì)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(gè)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(gè)MIMO基站），注意容量并不是倍數(shù)關(guān)系�？梢园�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(jì)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(shí)同頻全雙工技術(shù)時(shí)，朱伏生指出，從理論計(jì)算獲知，TDD和FDD的頻率浪費(fèi)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(shí)時(shí)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(shí)延器，沒(méi)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(duì)一些不用的頻率的動(dòng)態(tài)頻譜共享技術(shù)是趨勢(shì)。通過(guò)集中的頻譜訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)動(dòng)態(tài)管理不同類型的無(wú)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(kù)，無(wú)需中央中介即可安全更新。對(duì)于需要本地頻率的機(jī)構(gòu)，設(shè)置LBRS，可以用于智能制造和現(xiàn)代醫(yī)院等場(chǎng)合，滿足本地高可靠性及保密通信的需求。