详解我国移动最新6G立异效果_通讯国际网
跟着5G的商用进入深水区,6G已经成为移动通讯职业下一个抢夺的焦点。我国移动继续加大在根底研讨范畴的投入,先后和清华大学、北邮、东南大学成立了6G立异中心以及面向多方协作的中关村立异院,并获得了多方面立异效果。
近来,在我国移动研讨院举行的“遇见未来——6G立异效果发布会”上,我国移动研讨院协同各立异联合体,结合前期联合研制的阶段性效果,展开了以“遇见未来,走进6G国际”为主题的6G协同立异效果专题展示,展示内容包含6G愿景、元国际、6G网络、6G空口、新渠道、新器材和新运用等七个方面。
我国移动首席专家刘光毅博士带领团队针对“我国移动6G协同立异效果展示”进行了解说。刘光毅讲道,我国移动2018年发动6G研讨,2019年发布了国内首个6G愿景和需求白皮书。白皮书指出,未来6G展开的愿景是才智泛在、数字孪生,期望经过供给6G才能,协助整个社会适应数字化的下一个展开阶段,即数字孪生年代,经过数字孪生完结对未来的猜测和提早干涉。在这个数字化国际里,人工智能的运用将无处不在,将全面支撑才智泛在。
结合对未来社会的夸姣想象,我国移动提炼出来了未来6G的典型运用场景,如全息交互、通感互联、虚拟游览、智能交互、才智工业、才智农业、智能交通、精准医疗、无人区检测、数字孪生人、元国际等。这些场景对网络才能提出了很高的要求,经过对6G网络才能要求的总结提炼,构成了6G网络才能方针体系。6G除了进步传统通讯的根底才能之外,还将支撑感知、核算、AI、安全的一体化交融,完结网络无所不达、算力无处不在、智能无所不及,以及感知、安全的无处不在,助力未来信息社会展开的深化革新,重塑一个全新的国际。
详细效果展示运用包含6G愿景与需求、元国际技能概述、元国际-云端三维重建、元国际-AR骑行、6G网络架构全体介绍、数字孪生网络、职业网数字孪生、空六合一体化、信道丈量与建模、智能超资料、6G语义通讯体系原型、超高速率可见光通讯、光子学辅佐太赫兹通讯体系、通讯感知一体化原型样机、6G通用样机原型渠道、中心器材验证与探究、数字孪生人等合计17个协同立异效果展项。
元国际作为前沿数字科技的集成体,推动数字国际与物理国际的交融展开。元国际是跨域技能的聚合与共生,是云网技能赋能下的体系化立异。根据自有的根底网络和算力设备,我国移动提出了三层的元国际技能架构:根底支撑层树立支撑大规模用户一同在线的根底设备,以支撑沉溺式的极致用户体会;技能使能层经过交互、AI、区块链、安全及三维建模等技能完结网络才能到事务服务的转化;事务运用层经过沉溺式交际、数字孪生体等多样化内容的出现方法,完结元国际的万物互联和沉溺互动。元国际技能架构是对元国际概念的活跃探究,将助力元国际工业的全面展开。
三维重建是指对三维物体树立合适核算机表明和处理的数学模型,是完结元国际数字化的要害使能技能之一。我国移动联合高校经过研讨和探究,提出了一种根据云、管、端架构的云端三维重建计划。该计划归纳考虑移动终端算力及其上行传输带宽,在终端侧对数据源进行时域和空域的滑润,对传输的数据内容进行紧缩,然后减小上行传输资源的需求;一同,在云端完结形象化的三维数字模型展示。根据网络算力,云端承当高核算的负载,移动终端处理轻负载的图形、图画操作,促进元国际事务的运用。
AR骑行作为元国际的潜在典型事务之一,展示了虚拟和实践空间的实时交互,给用户带来感同身受的沉溺式体会。在实践空间中,用户骑行时,传感器将速度等实时数据发送到移动终端,转化成可视的互动内容并投影于AR显示屏中,构成虚拟空间。用户在虚拟空间挑选不同的配备,体会沉溺式多形式互动,比方进入竞赛形式后,用户与各地的骑行爱好者可以敞开一场虚拟空间中的骑行竞技。这种具有沉溺式特征的运用为探究元国际的工业化供给了研讨实例。
我国移动自主提出了散布式自治的6G至简网络架构,选用会集+散布的自治组网方法,完结灵敏按需的网络功用生成,助力打造低本钱、低功耗的至简网络。6G网络在架构层面支撑空六合一体化、算网一体和安全内生;在才能层面支撑才智内生、数字孪生和沉溺多感;在功用层面由“五面”组成,分别是操控面、用户面、数据面、智能面和安全面。SCU(微云单元)是6G网络架构的根本组成和布置单元,上至省和大区、下至网络边际,均可灵敏布置、动态加载SCU。6G网络架构经过端到端一致的接入操控,多衔接一致的办理协议,真实完结至简规划,一同兼具鲁棒性、可靠性和安全性。
数字孪生网络(DTN)是由物理网络及其虚拟孪生体构成,经过真假实时交互映射,对物理网络进行精准的监控、仿真、操控和优化。我国移动结合通讯网络需求以及数字孪生特色,提出了“三层三域双闭环”的DTN体系架构;一同,面向6G无线网络自治,提出了“三体五态”的根本概念,以及由“继续规划”、“真假建连”和“防愈结合”构成的网络全生命周期自治。作为数字孪生网络的首倡者,我国移动已牵头发布业界首篇数字孪生网络白皮书,并正在联合职业同伴,活跃推动DTN原型验证和相关技能标准化。未来期望数字孪生网络能协助运营商完结6G网络全生命周期的高水平自治,进步网络的灵敏性和对需求呼应的敏捷性,下降网络运维办理本钱。
职业网数字孪生是将职业客户现场物理网络进行建模,并经过探针等技能,实时收集网络、设备状况,制作一个与物理网络平行的数字孪生网络空间,为职业客户供给沉溺式、可视化的网络监测界面。我国移动经过研讨数字孪生渠道及其技能,包含网络建模、终端探针、轻量化网络运维等,构建了职业网数字孪生渠道。经过这个职业网数字孪生渠道,用户可以对网络以及事务的运转状况一览无遗。结合智能化运维等技能,能完结网络“可管、可控、可视”,为出产的有序进行“保驾护航”,进步客户网络质量满意度。跟着6G技能的展开,职业网数字孪生渠道未来还将支撑网络自治等更多才能,助力职业客户的出产。
六合一体化网络是完结全场景泛在接入的重要手法。仅依靠地上中心网的六合一体化网络将面对星地传输时延伸、无法完结大规模网络自运管、无法满意事务连续性等应战。中心网上星可以打破地势约束,构成空六合一体化的立体网络。我国移动研讨的中心网实验单元,针对上星运用场景,对中心网用户数据处理单元进行轻量化裁剪、模块化重构,并在嵌入式体系加载,完结了中心网轻量化快速布置、在轨软件界说。该实验单元已于2021年12月7日搭载“宝酝号”小卫星成功发射升空,在轨运转正常,为后续6G及算力网络的演进供给了有力支撑。
传统蜂窝网与卫星网联合首要选用中继形式,可处理特别场景根本的通讯需求,但也存在掩盖受限、建造保护本钱高、事务体会差等问题。我国移动展开六合一体化网络架构、空口协议、协同布置等技能攻关,推动蜂窝与卫星网络深度交融,面向广掩盖、低本钱以及高保证事务方向演进,引领国际标准的一同统筹存量卫星的运用协作,完结陆海空天全域掩盖。2021年,我国移动联合清华大学开发了具有布置快捷、运用本地化、高中低轨灵敏中继的星地交融原型体系,是蜂窝与卫星技能交融的有利测验,后续会进一步展开无线云网络与卫星交融,推动5G上卫星;一同攻关卫星终端相控阵天线低本钱计划,下降运用门槛,推动工业展开。
信道丈量与建模是无线通讯体系规划、评价和产品研制的根底和条件,首要意图是研讨无线电磁信号的传达环境,然后使用数学模型来表述。我国移动从2008年开端投入信道丈量与建模作业,选取具有我国特色的密布城市、高铁等场景作为方针场景,与北京邮电大学一同树立了信道丈量渠道,经过外场丈量获得很多信道数据,并提取数据与场景的特色,先后树立了IMT-advanced信道模型、3D-MIMO信道模型,并推入ITU与3GPP国际标准安排,构成了国际标准。为了在6G年代获得先机,现在团队展开了针对感知通讯一体化、智能超外表、太赫兹、可见光等方向的信道特性研讨,部分成果已输入IMT-2030推动组中。
超资料是一种具有特别周期性结构的人工资料,与天然资料比较,具有超凡的电磁反射、透射特性。未来6G全掩盖、高质量、大容量通讯,需求对空间电磁信号进行智能调控,超资料具有巨大的潜在运用价值。我国移动根据对超资料的研讨,提出了场景需求和体系计划。在此根底上,联合东南大学规划硬件架构、开发样机、评价其运用功用。上一年6月,联合东南大学完结了智能反射面在现网中的测验,证明了其可以增强信号掩盖、进步通讯功用。一同,我国移动联合北京邮电大学展开了体系级规划、仿真,证明智能超资料可以有用增强信号和按捺搅扰,进步小区边际用户功用。智能超资料有望成为未来移动通讯的重要根底设备之一。
传统通讯是让用户“听得清楚、看得清楚”,而语义通讯则是让用户“听得理解、看得理解”。语义通讯优势是经过语义提取,极大紧缩信息传输带宽需求,然后减缓网络容量与带宽压力,保证信息服务质量,尤其是多媒体事务明晰流通的体会。我国移动布局语义通讯技能,提出了语义通讯的要害场景,构建了语义通讯体系架构,联合研制了低码率会话视频语义通讯体系与智简语义通讯体系原型,旨在为高清多媒体事务供给新的处理计划。语义通讯有望将在语音与图画传输、视频会话、视频会议、视频直播、交通监控、在线直播、在线教育等场景,以及AR/VR类事务和元国际事务中得到广泛而深化的运用。
面向6G的超高速率可见光通讯,旨在经过与照明相交融,以更低能耗供给更高的用户体会速率。我国移动研讨了未来可见光通讯的布置场景与通讯方针要求,并在根底理论方面完善了可见光通讯体系的噪声和容量模型,由此完结了蜂窝与可见光通讯的深度交融规划,以及大带宽、多灯协作传输计划的规划,处理了可见光通讯上行难、移动性差的问题,完结高速率、低中止的传输。此外,我国移动联合复旦、北邮、清华,研制了业界抢先的SLD(超辐射发光二极管)光源和可见光实时通讯原型基站。可见光通讯范畴的活跃探究为超高速率可见光通讯的标准化与工业推动打牢了根底。
太赫兹波是介于毫米波与红外光之间,频率介于100GHz与10THz之间的波段。比较传统的通讯频段,太赫兹通讯具有更大的带宽以及更高的速率,因而被视为未来6G移动通讯的可选技能之一,在未来超大容量无线回传、短距离无线通讯、通讯感知一体化以及星间通讯等场景具有运用潜力。2021年,我国移动结合不同的通讯运用场景,对光学太赫兹通讯体系的全体架构、多载波传输机制、高阶调制及复用技能等进行了深化的研讨,提出了多项技能计划。一同,依托东南大学-我国移动联合立异中心,树立了载波分别为101GHz和370GHz的样机体系。
通讯感知一体化,即用同一套设备,在同一段频谱上,一同完结通讯与感知功用的信息处理技能,使基站具有方针监测、测速、测距、定位、方针成像及辨认等才能,可以下降设备本钱,进步频谱使用率等。通讯感知一体化可满意一些新场景的需求:包含交通状况监控、无人机监控、自动驾驶环境的感知、机器人世的交互等。针对交通监测场景,我国移动联合华为协作研制了通讯感知一体化原型样机。该样机作业频段在26GHz,最高支撑400M带宽,最大可掩盖规模为500米。现在,咱们已经在海淀区北清路展开了开始测验,测验成果表明一体化样机可以到达0.5米的测距精度,很精准地完结了关于车辆状况的监测。
6G年代,基站渠道不只要承当多频段、多维度、高功用的通讯需求,还将交融通讯、感知、核算、人工智能等全新的才能于一体。我国移动协同协作同伴树立了6G通用样机原型渠道。根据该渠道,研讨人员将逐步研讨并构建面向6G的通用、敞开、云化、灵敏的基站渠道软硬件架构,然后探究工业途径。研讨团队也可根据该渠道验证技能计划的实践功用,对技能计划进行迭代优化。跟着才能的不断完善,渠道也会逐步向更多同伴敞开,经过构建公共实验验证渠道的方法,助力职业的高质量展开。
我国移动在6G新芯片、新器材方面活跃研讨布局,联合清华、东南、北邮展开了可重构核算芯片、毫米波太赫兹芯片和液态金属天线研讨,在中关村立异院联合复旦大学展开了可见光芯片的研讨。其间,可重构核算是一种新式的芯片架构技能,可根据不同的运用或算法来灵敏重构硬件资源,然后带来全体核算功用、灵敏性的进步,以及能耗体积的节约,但该技能运用于通讯还处于起步阶段。现在,我国移动联合清华大学正展开该项立异性作业:将可重构核算运用于未来基站,以进步基站的能效比;提出了根据异构的可重构核算硬件渠道需求,展开了要害算法剖析、算法映射流程规划和装备机制优化;完结了芯片架构规划和东西链的开发并联合展开了相关验证。
数字孪生人指的是物理国际中的人在虚拟国际中的完好映射,不只可以反映人的生命体征,还可以对健康状况进行猜测。数字孪生人分为三个层级:榜首层级是收集接纳,完结完好的体内、体外的体征的映射;第二层级是经过数据的转化,了解人的情感以及五官、视觉、嗅觉等通感的孪生;第三个层级是经过脑机接口等进行映射和操控,完结对实践国际的操控影响。现在,项目团队已构成了运动孪生、脑部孪生、体内孪生分阶段的研讨思路,把控其通用的会聚环节,开始树立了以脑机接口、通感互联、运动孪生为典型运用的数字孪生人多源数据交融渠道和未来理念演示原型体系,验证了多源数据交融要害技能计划的可行性。
结语:回望曩昔,展望未来。我国移动将联合产学研用各方力气,建造全球抢先的6G协同立异基地,经过需求和顶层规划为牵引,打通全工业链立异环节,孵化源头技能立异,培养自主可控、敞开的6G工业和运用生态。我国移动期望与国表里高校、科研机构、工业、职业同伴,携手共谋6G展开,协力共创杰出未来。