面向6G的通信感知一体化车联网研究综述

通信感知一体化是第5.5代、第6代移动通信、无线局域网的研究热点,与此同时物联网,以及车辆与一切互联的车联网技术正在蓬勃发展,车联网与汽车自动驾驶作为通信感知一体化技术的典型应用场景,相关关键技术需要深入研究,以推动智能交通系统、智慧城市的发展。本文首先介绍通信感知一体化车联网的研究背景与应用场景,然后对国内外近期通信感知一体化车联网的相关研究进行梳理,从网络架构、波形设计、干扰与资源管理、波束管理、硬件设计与验证等五个方面展开综述,最后对通信感知一体化车联网领域的未来研究趋势以及相关的技术挑战进行展望,提出车联网通感一体化基础研究、车联网专用一体化波形设计、车联网通信感知计算一体化等三个建议的研究方向并总结全文。

6G潜力映射的未来世界和军事应用

随着第5代移动通信技术(5G)向大规模商用方向发展,以智能泛在为标志的第6代移动通信技术(6G)应用也越来越广泛。首先,分析了5G优缺点,提出了发展6G的条件已成熟且势在必行的思路;然后,从全频接入、立体覆盖、深度融合、异构集成和应用拓展5个方面梳理了6G优势,勾勒出包含通信面、数据面、计算面、感知面、智能面和安全面的网络应用场景;最后,阐述了当6G与未来战争相遇时,新一代无线通信技术将强力赋能态势共享、联合指挥控制和装备运用等军事应用。

6G新型时延多普勒通信范式:OTFS的技术优势、设计挑战、应用与前景

在未来的通信网络中,被广泛期待的第6代移动通信系统(The Sixth Generation of Mobile Communications System,6G)技术将面临诸多挑战,其中包括在高速移动场景下的超高可靠通信问题。正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制技术克服了传统通信系统在高速移动环境下多径和多普勒效应的影响,为实现6G超高可靠通信提供了新的可能性。该文首先介绍了OTFS的基本原理、数学模型、干扰与优势分析。然后,归纳分析了OTFS技术在同步、信道估计、信号检测技术上的研究现状。接着,从车联网、无人机、卫星通信、海洋通信4个典型应用场景分析了OTFS的应用趋势。最后,从降低多维匹配滤波器、相位解调和信道估计、硬件实现的复杂度和提高对时频资源的高度利用4个角度探讨了未来研究OTFS需要克服的困难和挑战。

稀疏码多址接入多用户检测算法综述

稀疏码多址接入(SCMA)是一种非正交多址接入技术,具备高频谱效率和大连接特性。多用户检测是SCMA系统的关键问题,而如何降低检测算法的复杂度成为多址接入领域的研究热点。该文从影响算法复杂度的不同因素入手,分类综述了现有多用户检测算法并对几种典型算法进行了原理剖析和性能对比。同时,指出了SCMA多用户检测算法的改进思路。最后总结并探讨了SCMA检测算法未来的发展趋势和面临的挑战。

面向6G的多维扩展通感一体化研究综述

面对第6代移动通信(6G)网络立体覆盖的互联感知需求和无线设备广泛接入造成的频谱稀缺问题,基于无人机(UAV)的机动性和智能反射面(IRS)重构无线传播环境特性的多维扩展通感一体化可实现立体网络空间中通信和感知功能的相互协同,有效提升频谱效率和硬件资源的利用率,满足6G万物智联的无线网络愿景。该文针对6G多维扩展通感一体化网络架构展开综述。首先,概述了6G网络愿景和通感一体化的理论基础,并讨论基于UAV和IRS多维扩展通感一体化的应用场景、发展趋势和性能指标。然后,探讨了超大规模多输入多输出天线、太赫兹、无线携能通信、人工智能、隐蔽通信和有源反射面等6G关键前沿技术在基于无人机和智能反射面多维扩展通感一体化网络中的潜在应用。最后,展望了未来6G多维扩展通感一体化的发展方向及关键技术挑战。

通信-感知-计算融合:6G愿景与关键技术

无人驾驶、无人机应急通信、沉浸式拓展现实、工业互联网等新兴智能服务依赖于环境多维信息感知和超强算力,对传输速率、端到端时延、可靠性和功耗等都提出了极高的要求。为了提升第6代移动通信系统(6G)的网络内生智能感知和算力自适应能力,急需对通信-感知-计算(通感算)融合理论和关键技术进行研究。首先概述了面向6G通信-感知-计算融合的应用需求;然后提出了通感算融合链路级和系统级的关键技术,包括通感算一体化融合技术、多源信息数据处理、多维资源管理等,阐述了这些关键技术的原理、方法和性能等;最后探讨了技术挑战和未来的发展方向。

智简6G无线接入网:架构、技术和展望

移动通信系统每十年演进一代,为了更好地满足人机物智能高速、低时延和大连接的通信需求,特别是提升垂直行业的信息化和智能化水平,急需向智能内生的第6代移动通信系统(6G)演进.为了实现智能内生,提出了一种极智极简的无线接入网体系架构,探讨了相应的基础理论和关键技术,对未来的6G特色业务和应用进行了展望.

人工智能在6G空口物理层的潜在应用

为充分支持万物互联,第6代移动通信系统(6G)必须满足垂直行业严苛的物理层通信需求,而人工智能技术是提升物理层通信能力的有力手段。首先介绍了人工智能技术原生理论;然后归纳了人工智能技术在信道估计、信号检测、无源波束赋形和索引调制技术上的应用;最后梳理了未来人工智能技术潜在应用面临的技术挑战,探讨了该领域的研究趋势,展望了其在6G空口物理层中的应用前景。

6G愿景、业务及网络关键性能指标

面向2030年,对第6代移动通信系统(6G)的总体愿景和典型业务场景进行了探讨,并提出了6G网络关键性能的指标测算方法.根据预测的6G典型业务场景及推算的性能指标得到了业务模型,结合业务模型和用户模型的特征参数,对典型应用场景下的关键性能指标进行了测算.

面向6G的极化编码调制

第6代移动通信系统(6G)的通信指标将显著提升,应用场景也将更加多样化,对编码调制方案提出了更高的要求。面向6G,探讨了极化编码调制在应用中的优势。针对高谱效和低时延传输场景,阐述了多级码极化编码调制和比特交织极化编码调制的原理。在编码调制系统中,现有极化码构造方法存在复杂度高、灵活性差的问题,对此,提出了极化编码调制系统中的通用构造框架,详细论述了该框架在多级码极化编码调制和比特交织极化编码调制2种方案下对应通用构造方法的操作流程。这种构造方法基于和速率近似的准则为极化分量码分配码率,不依赖实际信道状态,可显著降低系统构造的复杂度。仿真结果表明,所提方法更具灵活性和通用性,并可获得比第5代移动通信系统低密度奇偶校验编码调制更好的性能。

面向6G边缘网络的云边协同计算任务调度算法

提出了一种分布式的第6代移动通信系统(6G)云边协同计算架构,设计了基于近似雅可比交替方向乘子法的云边协同计算任务的调度算法.将云边协同计算任务的调度问题建模为综合考虑时延、能耗、带宽成本及服务质量损失等因素的系统开销最小化问题,并通过高效的分布式并行计算方式进行求解.仿真实验结果表明,该算法可在保障用户服务质量的同时降低网络运营成本的开销,收敛速度快,执行效率高.

从5G到6G的思考:需求、挑战与技术发展趋势

面向第5代移动通信系统(5G)到第6代移动通信系统(6G)的演进,从5G指标增强、混合场景多目标优化、新业务场景的新需求和网络运营4个方面,探讨了6G网络的需求和挑战.通过对5G性能满足度及条件分析,给出了现有5G标准潜在性能可提升之处,并据此提出了6G需求指标建议,探讨了相应的技术发展趋势和初步解决思路.

多天线无人机通信系统中的安全波束成形方案

针对第6代移动通信系统中多天线无人机通信下行链路传输系统,在有多个合法用户和单个窃听者的场景以及已知窃听者统计信道状态信息的情况下,提出了2种安全波束成形方案:一种是基于迫零算法的波束成形方案,在系统传输总功率受限条件下最大化系统可达安全速率,得到了波束成形权矢量和功率分配因子的闭合解;另一种是基于增强信漏噪比算法的波束成形方案,采用一种分式规划和交替方向乘子法(ADMM)相结合的迭代算法,实现波束成形权矢量和功率分配因子的设计.仿真结果表明,相比较于迫零算法,基于ADMM的增强信漏噪比算法能够有效地提升系统的安全性能.

基于DRL的6G多租户网络切片智能资源分配算法

未来第6代移动通信系统(6G)网络服务支持虚实结合、实时交互,亟需快速匹配多租户个性化服务需求,对此,提出了一种两层递阶的网络切片智能管理方案,上层部署全局资源管理器,下层部署面向不同租户的本地资源管理器.首先,考虑不同租户多类型切片请求的差异性,基于端到端切片的实时状态描述建立服务质量评估模型.结合服务质量反馈,利用深度强化学习(DRL)算法,优化上层全局资源分配和下层局部资源调整,提升不同域多维资源的使用效益,并使能租户资源定制化.仿真结果表明,所提方案能够在优化资源供应商长期收益的同时,保障服务质量.

智简无线网络赋能行业应用

针对第5代移动通信系统赋能行业应用时在通信、控制、计算与安全方面面临的需求和挑战,提出了面向行业应用赋能的移动通信系统向第6代移动通信系统演进的形式——智简无线网络.基于信息论并以系统论为指导,强调利用语义信息的原生智能以及内生简约架构,以实现移动网络赋能行业应用的系统优化,智简无线网络为移动通信系统向第6代移动通信系统的发展提供了演进路径.

基于改进双层LT码的天基物联网数据收集方法

将卫星网络、无人机集群引入物联网应用,为第6代移动通信系统提供了参考的应用场景.对天基物联网中各层的数据收集方法进行了分析,提出了天基物联网中的数据收集策略.融合当前网络编码和多层分布式LT码的优势,提出了一种基于改进双层LT码的数据收集策略.该策略采取自适应分组编码机制,避免了因多路径交叉导致的数据丢失.仿真实验结果表明,该策略能够在网络连接不稳定的情况下,有效提升数据传输的成功率和吞吐量.

星座成形在超奈奎斯特传输中的应用

为了满足第6代移动通信系统对编码调制的更高要求,提出了基于星座成形的超奈奎斯特传输方案.研究了概率成形和几何成形在超奈奎斯特传输中的应用,对平均互信息进行理论分析.仿真结果表明,所提基于概率成形的正交幅度调制超奈奎斯特传输方案具有更好的平均互信息性能及更低的错误率.

基于SiGe工艺的28GHz变压器匹配差分Cascode功率放大器

针对第6代移动通信系统(6G)设计了一款基于锗硅(SiGe)工艺的28 GHz高功率、高效率毫米波功率放大器.利用高性能异质结双极晶体管形成差分共射-共基极(Cascode)放大器结构,Cascode结构中的共基极管基极的低阻抗可显著提高耐压能力,能够在很大程度上增大输出电压的摆幅,得到更高的输出功率.利用变压器实现了阻抗匹配,相比普通的LC匹配网络有更小的插入损耗和更宽的带宽,适合应用在毫米波频段.从仿真结果可知,功率放大器输出1 d B压缩点为18.6 d Bm,功率附加效率为28.9%,功率增益为17.3 d B.将功率放大器应用于6G的仿真实验中,构建出了89路的基站天线驱动系统,达到了1.34 Tbit/s的下行传输速率.