专题:6G新型无线网络

内容导读面向2030年及未来的6G网络,将与人工智能、大数据、先进计算等信息技术交叉融合,实现通信与感知、计算、控制的深度耦合,具备泛在互联、普惠智能、多维感知、全域覆盖、绿色低碳、安全可信等典型特征。6G无线接入网作为6G网络重要组成部分,将呈现出一些重要新特征和能力,以支撑未来6G网络的发展愿景。

面向6G网络融合的以用户为中心关键技术

6G将带来“全域覆盖、场景智联”的新时代网络发展愿景,面对新的趋势和挑战,移动通信系统的代际演进需要重新思考网络范式的转变。在继续提升性能指标的基础上,如何以简化的方式,解决5G发展中遗留的问题,实现多维度的跨域融合是未来网络设计的关键问题。在新场景、新业务和新技术的驱动下,以用户为中心成为业界关注的、能够助力未来网络建设、提升用户体验的研究方向。为此,提出了一种以用户为中心的系统框架设计方案,重点从统一接入和跨域协同两个关键特征展开,介绍包括状态管理、灵活空间等在内的关键使能技术,阐述以用户为中心如何更好的支持6G网络深度融合。最后,对以用户为中心技术在6G的发展进行了展望,其可以支撑未来6G高效网络赋能新场景、新业务下的完美用户体验,同时需要应对一体化空口设计、跨域功能管理和协同等方面的挑战。

低密度校验码在瑞利衰落信道中的性能分析

低密度校验 (L DPC)码具有编码增益高、译码速度快、可并行译码等特点 ,是当前编码界的一个研究热点 ,但是目前已有的研究成果都集中在高斯信道上 .该文分析和讨论了 L DPC码在瑞利衰落信道下的性能 ,应用联合界技术推导了一个规则码的性能限 ,并给出了仿真结果 ,且发现 L DPC码在瑞利衰落信道下也具有非常好的性能 .

低密度校验码研究及其新进展

对低密度校验 (LDPC)码的基本原理进行了介绍 ,包括了它的基本特性、编码方式以及可信传播迭代译码算法 .在非规则图上构造的低密度校验码和GF(q) 域上构造的低密度校验码是近年来新的研究成果 .文中对这两种性能优异的编码方法的性能和特点进行了分析 ,并对低密度校验码今后研究的重点和方向提出了展望 .

低密度校验码BP译码算法中量化问题的研究

本文对低密度校验 (LDPC)码BP译码算法的量化问题 (主要是接收比特信号和中间变量 )进行了研究 .着重讨论了量化范围、量化级数、均匀和非均匀量化等因素对译码性能的影响 ,给出了LDPC码BP译码算法的一些实用性的结论 .并进一步发现在对BP译码算法的中间变量进行高阶量化处理时 ,在高信噪比的情况下 ,能明显地减小译码的误码率 ,降低译码算法的错误平层 。

5G大规模波束赋形技术综述

大规模波束赋形技术是5G新空口(NR)满足增强移动宽带(eMBB)、超高可靠低时延(URLLC)以及海量机器间通信(mMTC)三大场景性能指标的核心技术。从学术研究和产业发展两个角度回顾了大规模波束赋形技术的发展历史,探究了大规模波束赋形技术性能增益的理论源头,分析了验证和测试结果,进一步说明了理论的正确性和大规模波束赋形技术的可行性;针对大规模波束赋形的关键技术展开讨论,从信道建模、传输/接收方案、反馈方案、参考信号设计和天线阵列设计等角度分析大规模波束赋形的技术瓶颈和可能的解决方案;介绍了大规模波束赋形技术在5GNR中的标准化方案,包括传输方案、信道状态信息获取机制、参考信号设计、协作方案和波束管理等,剖析其设计机理并指出了设计上的一些缺陷。最后对大规模波束赋形技术的演进方向做了总结和展望,梳理了进一步增强的技术方向。从产学研用等多个角度解析大规模波束赋形技术的发展脉络,希望为相关研究提供有益的指导和借鉴。

8进制星座下多层码调制的高斯信道容量研究

详细分析和比较了多种8进制信号星座对应的信道容量限;获得了适合于带限高斯信道中多层码调制的星座设计.结果表明,合适的信号设计可以最大化多层码的编码增益.

互联网数据可靠传输中前向纠错技术

前向纠错 ( Forward Error Correction)技术在互联网应用是近几年发展起来的一个新的研究课题 ,如何采用前向纠错技术保证大容量数据在互联网中实时可靠传输是目前的研究热点。以互联网中多址传输 ( Multicast)为例 ,介绍了纠删码在互联网中的应用背景 ,对目前采用的 RS纠删码和 Tornado码的编码方案进行了分析 ,比较两种方案在互联网应用中的优缺点 ,并提出了该技术今后研究的重点和方向。

26GHz室外微蜂窝毫米波信道测量与建模研究

在26 GHz室外微蜂窝场景测量数据的基础上,研究了毫米波段路径损耗、阴影衰落和大尺度参数的建模方法,提出优化的分簇方法和莱斯因子计算方法,比较了参数化和非参数化方法对信道建模的差异,对比分析了不同微蜂窝场景环境对路径损耗和大尺度参数的影响。结果表明,非参数化方法对路径损耗影响较小,对大尺度参数影响较大,如均方根角度扩展。建筑物上的玻璃窗和环境中的树木对大尺度参数有较大影响,对路损影响较小。毫米波频段簇的数目比6 GHz以下频段更少。为26 GHz室外微蜂窝场景毫米波链路和系统仿真以及系统设计提供了信道基础数据和模型。

快速低密度校验码迭代译码量化算法

提出一种低密度校验码快速量化置信传播译码算法 ,其中量化电平标号作为定点算术操作数 ,运算由寻址表完成 ,中间计算以较高精度包含在表中 .该算法具有明显低的时间复杂度 ,应用对称特性 ,可以显著降低所需存储容量 ;在不增加复杂度的前提下 ,可以方便地实现均匀及各种为改进性能而设计的非均匀量化方案 ;适当增加复杂度还可实现时变译码 .该算法使低密度校验码在实际通信系统中的应用成为可能 ,同时它也用于实现快速仿真系统 .仿真结果表明 ,6bit非均匀量化优于均匀量化 0 2dB ,低信噪比时已经接近连续译码 ,而高信噪比时比连续译码差 0 2dB .合适的高阶量化译码可以获得接近连续译码的性能 ,高信噪比时甚至优于连续译码 .

基于遗传算法的卷积码快速译码

本文提出基于遗传算法 (GA)的卷积码快速译码 ,进行格图上的单向 (U GA)和双向 (B GA)搜索译码 .它利用遗传算法的群体多样性好、搜索空间宽广 ,具有全局优化能力 ,提高译码质量 .通过模拟计算 ,分析了单向和双向的译码算法和群体规模M对误比特性能Pb 的影响 .模拟结果表明 :在相同译码复杂度下、Pb=10 -6时 ,与MA算法 (编码约束度K =19)相比 ,该译码算法约有 0 5dB性能增益 ;与VA算法 (K =7)相比 ,B GA大约有 1dB增益 .

基于容量相关字典的5G毫米波大规模天线单元选择算法

针对传统天线选择算法在大规模天线阵列应用中的局限性,该文在多用户场景下提出一种基于容量相关字典的5G毫米波大规模天线随机选择算法。该算法通过特定环境中不同位置处的多用户与基站的交互,快速提取大规模天线单元间容量的强弱相关特性,并建立相关字典;在天线选择时,先搜索最优信道容量单元连接射频链路,再随机选择相关字典中与最优单元容量相关大的天线单元接入其余射频链路。该方法大大降低了传统天线选择算法应用的复杂度,只与环境有关且较为稳定,当新用户加入时也无需重新建立相关字典。该方法通过损失一部分性能来换取较低的复杂度,适用于天线单元多的大规模天线阵列。此外,该文在室内开放式办公室开展了26 GHz视距和非视距下的大规模天线信道测试,分析了不同场景下的天线阵列行间单元间的容量相关性,并对该算法的系统信道容量性能进行了实验验证。

基于A*算法的快速软判决译码

指出最小序列增量译码等价于最小欧氏距离译码 ,并建立序列增量的广义门限 ;把最小序列增量译码转化为有向树上的搜索过程 ,采用带广义门限的启发式搜索A 算法 ,实现有向树上的最佳软判决译码 .模拟计算表明 ,该译码算法在保持最优译码性能的同时 ,能进一步加快译码速度 .

融合卫星通信的5G网络技术研究

首先介绍了5G网络的发展现状,概述了5G网络融合卫星通信的必要性;然后从网络架构方面总结了5G国际标准化组织3GPP针对卫星通信与5G网络融合所做的研究,详细阐述了支持目前卫星通信和5G网络融合所需增强的网络技术,主要包括移动性管理技术增强、QoS控制和策略控制增强以及NAS协议适配。根据目前卫星通信与5G网络融合的研究现状,进一步提出未来天地一体化网络是卫星通信与5G网络深度融合的发展趋势,并探讨了未来天地一体化组网后的网络架构特征,最后分析了天地一体化网络在网络技术方面面临的挑战。

关于线性时间复损码的研究

本文对基于随机二部图的复损码进行了深入的研究 .提出了给定度分布对的复损码成功译码时可接受最大损失δ的一上界 ,通过对此上界的详细分析提出了求解复损码度分布对的一种算法 .这就从理论上说明了具有如上算法选取度分布对的复损码 ,应该优于文 [2 ]所给度分布对的复损码 .

面向6G的天地一体化信息网络架构研究

通过分析6G网络愿景和天地一体化信息网络架构所面临的挑战,提出面向6G的天地一体化信息网络架构的需求,并在此基础上提出弹性可重构的天地一体化信息网络架构,实现简洁、敏捷、韧性和集约的天地一体化信息网络,可以按照业务和场景需求按需部署网络功能,保证网络按需确定性服务能力。基于所提的网络架构提出天地一体化信息网络智能网络管理和控制架构、天地一体化信息网络虚拟化技术和异构跨域网络资源管理架构,实现网络动态可重构特性,形成高效能、无阻塞的多维多域互联能力,实现按需组网、高效的多域多维度的网络管控。

面向5G增强的大规模天线技术

作为满足5G三大典型场景技术需求的核心技术,大规模天线技术在5G增强版本中依旧发挥着至关重要的作用。在对大规模天线技术的标准和产业进展进行总结的基础上,重点介绍分析了大规模天线技术面向5G增强的重点技术,包括高分辨信道状态信息反馈、多TRP传输、波束管理、上下行信道互易增强等。最后,对大规模天线技术的未来发展进行了展望。

基于遗传算法的快速软判决译码

本文采用遗传算法实现快速软判决译码（ＧＳＤ）。将软判决译码问题转化为相应的组合优化问题，利用遗传算法固有的并行特性和启发式搜索能力，进行快速优化计算，完成快速软判决译码。该算法适合于并行的译码结构，能够在保持译码性能不变的同时，加快译码速度。模拟计算表明：算法的译码性能和译码速度都比较好，具有较高的实用价值。

26GHz室内毫米波人体阻挡衰减特性研究

基于26GHz室内通信测量数据对人体阻挡衰减特性进行了研究。在Vogler多重刃形绕射场强计算的基础上，提出了包含二射线和四射线的多个人体阻挡绕射模型。结果表明，四射线人体阻挡衰减模型与实验数据非常吻合，信道测量带宽为1GHz时的人体绕射衰减略大于带宽为500MHz时的衰减。在人体沿发端（TX）和收端（RX）连线平移过程中，人体位于连线中间位置时衰减最小，人体离RX端最近时衰减最大。在多人体穿过视距线阻挡测量中，人体横向穿过视距线（人脸正面面向RX喇叭口）比人体侧向（人脸侧面面向RX喇叭口）穿过视距线时衰减大。此外，人体阻挡数目越多，衰减越大，人体阻挡数目每增加1人，阻挡衰减增加5-8dB。本文结果为分析26GHz人体衰减特性和该频段毫米波无线通信系统设计提供有用信息。

LTE/LTE-A系统自组织网络技术和标准化进展

文章指出利用自配置技术,每个基站可以在电信管理网络(OAM)节点允许的范围内,自主地选择物理小区标识并建立和维护邻区关系;利用自优化技术,每个基站可以根据当前的负载和性能统计情况,进行参数调整,优化系统性能;利用自治愈技术,OAM持续监测通信网络,一旦发现可以自动解决的故障,就启动对相关必要信息的收集,进行故障分析,并根据分析结果触发恢复动作。文章认为不断增加的基站数量、共存的2G/3G/4G系统、异构网络(HetNet)引入的分层网络架构等,导致网络变得越来越复杂,巨大的管理工作和高昂的运维成本,使得采用以自配置、自优化和自治愈为核心特征的SON技术成为LTE/LTE-A系统的必然选择。