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迈向无处不在的智能6G网络

导读 第六代(6G)网络的设想是支持不断增长的互联网连接,要求更高的传输速率、更高的可靠性、更低的延迟等。传统方法难以满足这些需求,新兴技术

第六代(6G)网络的设想是支持不断增长的互联网连接,要求更高的传输速率、更高的可靠性、更低的延迟等。传统方法难以满足这些需求,新兴技术、人工智能(AI) ),是一种很有前途的赋能6G通信系统的方式。近年来,对智能6G的研究越来越多,包括全频谱和扩大覆盖范围的无线技术。此外,边缘学习、可重构智能表面和无细胞技术已被提出作为智能6G的重要使能技术。为推动该领域的研究,中国科学信息科学研究院组织了智能6G的频谱、覆盖、使能技术专题。

边缘学习是未来6G时代典型的新兴研究领域,对时延、可靠性和容量提出了严苛的要求。满足这一要求的一种方法是应用集成传感、计算和通信 (ISCC) 技术。在题为“将 AI 推向无线网络边缘:面向 6G 的集成传感、通信和计算的概述”的文章中,Zhu 等人。通过介绍集中式边缘学习、联合边缘学习和边缘推理三种应用场景的代表性工作,全面概述了 ISCC 对 AI 应用的影响。

全频谱是6G无线网络支持泛在连接、实现Tbps级数据速率的关键技术。在题为“ SpectrumChain:6G 的颠覆性动态频谱共享框架”的文章中,Wu 等人。引入基于区块链的动态频谱共享 (DSS) 框架。利用区块链去中心化、透明、可追溯等优势,频谱提供者和请求者无需第三方代理即可实现频谱共享。此外,作者提出了一种分层区块链 DSS 框架,以利用更广泛的频谱并实现更低的延迟。目前,基于区块链的DSS研究还处于初级阶段,需要对基于区块链的DSS进行更多的研究。

6G 卫星地面综合网络 (STIN) 有望改善无线覆盖范围。在题为“ 6G 卫星地面综合网络的覆盖增强:性能指标、星座配置和资源分配”的文稿中,Sheng 等人。重点提升6G STIN的无线覆盖能力,总结服务覆盖结构的性能指标和关键技术。他们研究了卫星星座配置的影响并提出了合适的网络结构。此外,还对智能资源调度和星地协同计算进行了研究,提出了研究挑战和未来发展方向。

可重构智能表面 (RIS) 已被公认为 6G 网络的重要使能技术。在题为“通过智能表面为 6G 重新配置无线环境:反射、调制和安全性”的文章中,Xu 等人。详细阐述了 RIS 的两个功能,即反射和调制,以及它们对无线通信系统的好处。此外,作者还提出了一个典型的案例研究来举例说明 RIS 对安全通信的好处。

无小区大规模 MIMO (CF-mMIMO) 被认为是帮助实现 6G 极高频谱效率和超可靠低延迟传输的关键技术。在“ 6G 系统的全频谱无细胞 RAN:系统设计和实验结果”的贡献中,Wang 等人。提出全频谱无小区无线电接入网络 (CF-RAN) 架构以平衡性能和复杂性。引入关键传输技术,包括信道信息获取、收发器设计和动态资源分配,以支持全频谱CF-RAN。

此外,还提供了原型系统的实验结果,以证明所提出架构的卓越性能。除了使能技术研究,与智能6G相关的理论研究也越来越多。在题为“ 6G extreme connectivity via exploriing spatiotemporal exchangeability ”的投稿中,你揭示了 6G 对极低延迟通信的要求导致了一种称为信道容量崩溃效应的现象。基于MIMO信道的时空可交换性理论,讨论了多信道和稀疏信道下的时空二维信道编码。它有望成为实现 6G 极端连接的一种有前途的方法。

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