北美6G联盟:五类6G无线技术
产业动态 | 2022/2/14 20:29:17
6G的元宇宙(XR、全息通信等)以及面向服务的机器人等用例,将对6G无线网络的数据速率、容量、时延、谱效、可靠性、移动性、覆盖范围、连接密度和能源效率等提出(相比于5G无线网络)更为严格的要求。北美6G联盟认为,从而需要以下新的6G无线技术。
1、能实现频谱扩展和谱效提升的6G无线技术
①太赫兹/亚太赫兹:太赫兹频段中数千兆赫带宽的可用性有可能将使能诸多6G高吞吐量的(下行)大数据率(数Gbps)新应用。
②毫米波增强:5G将商用毫米波无线技术。预计毫米波无线技术在6G时代将继续演进,以通过增强的波束赋型、波束跟踪和拓扑增强(包括低成本的毫米波密集组网)来提高覆盖范围、鲁棒性和功效。
③频谱共享:以缓解带宽可用性方面的限制。
④高级MIMO技术:MIMO是提高谱效的关键技术。用于6G的高级MIMO技术可能包括对较低频段的增强、大规模MIMO、分布式MIMO、可重构智能表面(RIS),以及全息波束赋型和轨道角动量等。
⑤高级双工方案:全双工等高级双工方案有望提高6G系统容量、时延和覆盖范围。
⑥波形、编码、调制和多址接入:波形、编码、调制和多址接入技术有望在6G无线系统中继续得到演进,以提高覆盖率和吞吐量,以及频效、功效和成本效率。
2、基于人工智能和分布式云的6G无线技术
人工智能和分布式云技术有望在6G通信系统中发挥关键作用:
①AI原生之空口:人工智能可以被集成到6G网络的设计中,与5G网络相比,可能会产生性能提升和成本降低。网络生成的大量数据可用于 AI原生6G空口的训练/测试模型。
②跨设备和网络的分布式计算和智能的空口使能:应研究具有分布式计算和智能功能意识的高效空口特性和协议,以降低不完善的无线电信道条件的影响。
3、绿色6G通信无线技术
“节能通信”是6G系统的一个关键目标。
①绿色网络:节能网络将涉及时间、频率和空间(Tx/Rx链/端口)的动态适应、PA效率、AI/ML辅助、节能信号和协议设计。
②设备节电:设备节电技术考虑了对于功率与性能的权衡、跨设备和基站的联合功率优化,以及跨层的功耗优化。
③零能耗通信:零能耗通信技术将使得基站或终端以极低或净零能耗进行通信。
④超低分辨率通信系统:具有大带宽、高采样率和大量天线的系统的低分辨率通信技术可以节省功耗和组件成本。
4、具有先进拓扑和网络的6G无线技术
要实现6G预期的多样化和集成网络拓扑,需要研究与网状网络、设备到设备通信、协作通信、非地面通信和无线极端网络。还需要研究能够增强工业领域6G应用的无线电技术。
5、通-感一体化(JCS)的6G无线技术
在新的商业和工业领域,6G无线系统对周围环境(其中包括智能家居、工厂、城市和高速公路等)的认知变得越来越重要。环境感知对于交互式游戏、汽车安全、医疗保健、工业自动化等6G应用很重要。
无线感知和定位包含广泛的功能和技术,包括确定物体的距离、角度和速度等基本功能,而高级功能则包括成像和3D映射功能。虽然目前深度相机、激光雷达等专有技术被广泛用于提供此类功能,但是为了实现更加无缝和高效的演进,需要重用和扩展现有的数据通信技术和资源,以实现无线感知和定位,6G的JCS技术应运而生。JCS的无线技术将涉及MIMO传感、RIS辅助传感、RF传感、以UE为中心的传感、以基站为中心的传感、协作传感、双工方案、新波形以及通信和传感之间的频谱共享。
1、能实现频谱扩展和谱效提升的6G无线技术
①太赫兹/亚太赫兹:太赫兹频段中数千兆赫带宽的可用性有可能将使能诸多6G高吞吐量的(下行)大数据率(数Gbps)新应用。
②毫米波增强:5G将商用毫米波无线技术。预计毫米波无线技术在6G时代将继续演进,以通过增强的波束赋型、波束跟踪和拓扑增强(包括低成本的毫米波密集组网)来提高覆盖范围、鲁棒性和功效。
③频谱共享:以缓解带宽可用性方面的限制。
④高级MIMO技术:MIMO是提高谱效的关键技术。用于6G的高级MIMO技术可能包括对较低频段的增强、大规模MIMO、分布式MIMO、可重构智能表面(RIS),以及全息波束赋型和轨道角动量等。
⑤高级双工方案:全双工等高级双工方案有望提高6G系统容量、时延和覆盖范围。
⑥波形、编码、调制和多址接入:波形、编码、调制和多址接入技术有望在6G无线系统中继续得到演进,以提高覆盖率和吞吐量,以及频效、功效和成本效率。
2、基于人工智能和分布式云的6G无线技术
人工智能和分布式云技术有望在6G通信系统中发挥关键作用:
①AI原生之空口:人工智能可以被集成到6G网络的设计中,与5G网络相比,可能会产生性能提升和成本降低。网络生成的大量数据可用于 AI原生6G空口的训练/测试模型。
②跨设备和网络的分布式计算和智能的空口使能:应研究具有分布式计算和智能功能意识的高效空口特性和协议,以降低不完善的无线电信道条件的影响。
3、绿色6G通信无线技术
“节能通信”是6G系统的一个关键目标。
①绿色网络:节能网络将涉及时间、频率和空间(Tx/Rx链/端口)的动态适应、PA效率、AI/ML辅助、节能信号和协议设计。
②设备节电:设备节电技术考虑了对于功率与性能的权衡、跨设备和基站的联合功率优化,以及跨层的功耗优化。
③零能耗通信:零能耗通信技术将使得基站或终端以极低或净零能耗进行通信。
④超低分辨率通信系统:具有大带宽、高采样率和大量天线的系统的低分辨率通信技术可以节省功耗和组件成本。
4、具有先进拓扑和网络的6G无线技术
要实现6G预期的多样化和集成网络拓扑,需要研究与网状网络、设备到设备通信、协作通信、非地面通信和无线极端网络。还需要研究能够增强工业领域6G应用的无线电技术。
5、通-感一体化(JCS)的6G无线技术
在新的商业和工业领域,6G无线系统对周围环境(其中包括智能家居、工厂、城市和高速公路等)的认知变得越来越重要。环境感知对于交互式游戏、汽车安全、医疗保健、工业自动化等6G应用很重要。
无线感知和定位包含广泛的功能和技术,包括确定物体的距离、角度和速度等基本功能,而高级功能则包括成像和3D映射功能。虽然目前深度相机、激光雷达等专有技术被广泛用于提供此类功能,但是为了实现更加无缝和高效的演进,需要重用和扩展现有的数据通信技术和资源,以实现无线感知和定位,6G的JCS技术应运而生。JCS的无线技术将涉及MIMO传感、RIS辅助传感、RF传感、以UE为中心的传感、以基站为中心的传感、协作传感、双工方案、新波形以及通信和传感之间的频谱共享。
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