面向卫星通信的6G通感算融合架构、技术与挑战

为了适应第六代移动通信(6G)技术在卫星通信领域的发展需求,亟需将感知、通信、计算(通感算)融合一体化,兼顾6G通信对于极低时延、极高带宽、极低功耗和极高算力的要求,发展通感算融合理论和关键技术。卫星通信凭借其覆盖面积大、成本低和算力强的特点,成为6G通感算融合的关键场景,其通过边缘计算、联邦学习等技术构建6G通感算融合网络,设计实现一体化终端功能结构,从而有效提升系统性能。目前面向卫星通信中的通感算融合研究还处于起步阶段,架构与关键技术的相关研究都在加速进行中。基于此,首先对6G通感算背景和研究现状进行介绍;然后提出面向卫星通信的6G通感算架构,概述其系统功能模块构成和关键技术;接着提出基于联邦学习的卫星通感算融合架构,并详细阐述架构组成和性能指标;最后探讨了面向卫星通信的6G通感算融合面临的挑战和未来的发展趋势。     

面向6G的通感算融合服务、系统架构与关键技术

5G系统主要面向通信服务而设计，并不是为原生支持通感算融合服务而设计的。6G将原生地支持通信、感知和计算服务，成为支撑未来社会高效可持续发展的网络信息底座，赋能丰富多彩的未来新业务。为此，解释了通感算服务以及服务用例，并定义了不同服务对应的性能指标和效率指标。为满足通感算融合服务及其指标，给出了一种通感算融合的系统架构及其关键特征。感知数据传输和计算数据传输既不同于通信的用户面数据传输，也不同于通信的控制面数据传输，进而提出了面向通感算融合的数据面，以解决通感算融合业务的数据传输需求。进一步地，面向通算融合，给出了6G通算融合基本流程，并给出了6G通算融合方案与算力网络协同的三种选项。面向通感融合，简要介绍了通感一体化的9个关键技术。还对感知和计算的“对外服务”和“对内服务”的逻辑关系进行了阐述。最后，给出了通感算融合的未来研究方向。     

面向6G的通感空口融合无线电接入网方案

通信感知一体化技术已经成为6G的重要研究方向之一。针对6G通信与感知在空口层面进行融合的必要性分析,指出通感空口融合不仅可以提升6G系统服务能力,还可以有效提升无线频谱的利用率。提出一种面向6G的通感空口融合无线电接入网方案,包括无线电接入网整体框架、无线感知与通信信号复用方式、一体化信道/信号设计等,为进一步开展研究提供参考。对通感空口融合所面临的挑战进行分析,并指出通感空口融合将对6G空口协议栈设计造成重要影响,需重点研究。     

6G通信感知融合指标仿真方法研究

如何针对不同的应用合理提供通信感知融合的性能,已经成为5G网络演进和新的6G网络技术的重要研究方向之一。通过对通感融合模式和关键绩效指标（key performance indicator,KPI）的分析,提出了两种不同的通感融合实现的模式,并针对不同模式提出了通感融合仿真系统的架构,描述了仿真系统架构实现的组成模块,以及各部分的实现技术。同时,结合通信频谱效率和感知分辨率等典型的通感融合关键指标,在一定条件下实现了关联仿真,并对仿真结果进行了分析,给出了仿真系统实现的案例。     

6G通感融合网络中的物理层安全：机遇与挑战

第六代无线通信（6G）网络对通信速率与感知精度均提出更高要求，通信感知融合技术引起了广泛关注。一方面，感知波形的强指向性使得通信感知融合系统的信息传输面临严峻的安全挑战，另一方面，系统的感知能力也为利用物理层安全技术提升系统安全性提供了新的契机。为了研究面向6G的通感融合网络中的物理层安全问题，首先对通感融合网络中潜在的窃听模型进行总结，随后探索了利用感知能力获取窃听方信道信息的可行性，展示了物理层安全技术在6G通感融合网络中的应用实例，例如感知辅助干扰、协作干扰等，最后讨论了新兴技术在物理层安全辅助的通感融合网络中的潜在应用方向。     

6G车联网中的通感算融合：现状与挑战

车联网通信-计算融合对满足高可靠低时延的应用需求具有重要意义。面对无人驾驶等新兴智能服务对多极致性能的需求，探究6G车联网中的感知-通信-计算融合体系，打破感知、通信、计算三大资源的独立分治局面，实现资源灵活互通与统筹管理，对智能交通的发展具有重大意义。首先，回顾了车联网中通信、计算技术的发展；然后，针对系统架构和关键技术两个方向对现有车联网通信-计算融合的相关工作进行了回顾和整理；最后，分析了6G车联网中通感算融合的未来应用及挑战，为车联网感知-通信-计算融合方向的研究提供参考。     

智能超表面辅助6G通感算深度融合关键技术

为支撑新兴业务实施和产业升级，未来无线通信网络将提供通信、感知、计算（通感算）的融合服务。智能超表面作为6G重要的备选技术，能有效提升系统的通信、感知、计算性能，具有构建通感算一体化系统的潜力，近年来得到广泛关注。为此，首先介绍了智能超表面辅助的通感算融合系统的研究现状，进一步介绍智能超表面辅助通感算融合的关键技术，最后分析了智能超表面辅助通感算融合网络的技术挑战。对智能超表面在通感算领域的应用做了系统地阐述，为未来通感算融合网络提供技术支撑。     

6G通感传算融合需求分析与关键技术研究

6G做为未来新一代通信,其架构和关键技术都将发生比较大的变化和演进,其中多种技术或多种应用集成在同一设备或系统的融合技术已经成为主要的发展方向。目前,较为主流的融合业务技术表现为两项业务的融合,如通信和感知融合技术、通信和无线传能的融合。基于此,从6G技术发展的可能性出发,首先从两个维度进行介绍6G通信-感知-传能融合的应用场景,然后阐述6G通信-感知-传能融合的典型技术,最后对6G通感传算融合的发展趋势进行了总结。     

6G通感智算一体化无线网络技术研究

6G将实现真实物理世界与虚拟数字世界的深度融合。为满足业务应用“智慧化、沉浸化、全域化”的发展趋势,未来网络发展需将网络世界、数字世界与物理世界无缝融合,构建通感智算一体化网络架构体系。通过研究6G通感智算一体化的技术需求、架构及方案等,提出了更具体的通感智算一体化无线网络演进方向和技术,分析了在通感智算一体化无线网络基础上的智能节能、智能编排、物理层智能等应用案例。     

通信感知计算融合在工业互联网中的愿景与关键技术

5G赋能工业互联网为工厂数字化、智能化、无人化提供了基础,但是也对网络提出了协同感知、通过感知信息的分布式协同传输与决策、通信精准QoS保障的要求,从而实现智能化生产与控制.针对工业互联网中的新型业务场景与网络的需求,提出了通信感知计算融合在工业互联网中的愿景,对通感一体化、通感算一体化的网络架构与协同机制和通感算一体...     

基于通信感知计算融合的低轨卫星网络体系架构与关键技术

低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星网络凭借其在发射成本、广域覆盖和高抗毁性等方面的优势,已成为下一代全球移动通信系统发展的焦点。为了进一步支撑未来空天地组网通信、协作遥感、星上计算等多维功能的协同演进,低轨卫星网络需要将通信、感知与计算功能进行融合,获取性能协同增益。然而,传统低轨卫星网络中通感算三者长期隔立分治,需要在架构、网元功能协议、关键技术等方面进行重新设计与突破。基于此,介绍了基于通信感知计算融合的低轨卫星研究意义和相关研究基础;提出了融合组网架构构想和网元与协议体系,并详细阐释了架构的组成和工作方法;同时,对星间链路组网、协作计算、感知融合和动态接入等关键技术进行了分析;对融合架构和理论、信息在轨融合方法、卫星算力网络和动态资源分配等未来挑战和发展方向进行了探讨。     

5G与Wi-Fi融合组网需求分析及关键技术研究

第五代移动通信技术(5G)与Wi-Fi(wireless fidelity,无线保真)技术实现融合组网可以很好地解决5G中流量飞速增长和用户体验较差的难题。提出多RAT(radio access technology,无线接入技术)、多需求、多互联的融合将成为面向2020年的5G的必然趋势。总结了5G与Wi-Fi融合组网过程中,融合组网应用场景和融合组网技术路线是必然需求,提出了无感知认证、组网安全性、绿色通信等将成为其关键技术指标。     

6G通感算一体化网络架构和关键技术研究

面向2030及未来，融合通信、感知和计算的6G网络成为社会数字化转型的基础。目前业界更多的开展通信感知一体化的研究工作，因此从网络系统架构设计和应用部署的角度出发，提出了通感算一体化网络架构设计方案，并介绍了系统功能、无线空口设计、多模态协同感知、算力供给、业务编排、网络调度、安全等关键技术；最后给出了面向通感算一体化服务的网络和服务性能指标体系设计。     

面向6G通感算融合的多粒度资源分配算法

面向6G通信-感知-计算(通感算)融合的发展需求,亟需突破其资源高效分配算法。提出一种面向6G通感算融合的多粒度资源分配算法,该算法根据感知的网络状态以及基站自身状态,在多时间粒度上调整资源分配策略时间。首先,该算法将通信、感知、计算资源联合优化问题建模为多时间粒度上的最大化效用函数问题;其次,采用决斗深度Q网络(Dueling Deep Q-network, Dueling DQN)算法关注重要状态,忽视不重要状态,可以较快地找到最佳动作;最后在所搭建的实验平台中,将所提算法与多种资源分配算法进行对比,提高网络频谱效率,并降低传输时延、处理时延和资源分配动作执行的成本。     

6G通感算深度融合导读

<正>随着智慧城市、无人机、自动驾驶、沉浸式扩展现实和工业互联网等新兴业务的不断涌现，为满足数据驱动的多样化智能服务与应用多维极致性能需求，第六代移动通信系统（6G）需要实现大数据、人工智能、区块链等技术交叉融合，通信、感知、计算（通感算）深度融合的研究迫在眉睫。具体而言，传统射频感知将和无线通信深度融合甚至一体化，同时融合广泛分布的分布式边缘算力进行协同处理，从而实现智能化、融合化、低碳化、高效能化，显著提升6G网络容量、能效和可靠性，     

6G算力网络:体系架构与关键技术

随着应用需求的不断拓展和科学技术的高速发展,现有网络逐步形成了较为成熟的无线感知、无线通信和泛在计算等多个功能体系,6G通信、感知、计算(通感算)融合趋势初现。其中,算力作为该融合系统的基石,为未来网络的发展提供了新的挑战和机遇。算力网络(Computing Force Networks,CFN)以“算网深度融合”为指导思想,利用发达的网络触角感知、连接和协同算力,提高算网资源利用率,满足网络智能化和新型业务的需求。首先概述了算力网络的发展历程和研究现状,总结了算力网络架构和关键技术,包括算力度量和建模、算力感知和路由、算力调度等,最后探讨了技术挑战和未来发展方向。     

面向6G的星地融合无线传输技术

随着5G移动通信网络走向商业化,围绕新一代移动通信系统(6G)的发展愿景、能力需求与关键技术开展研究正在成为新的热点。首先,该文概括了未来6G可能涉及的星地深度融合、新谱段通信、分布式协作MIMO和智能通信等关键技术方向,重点探讨了基于星地深度融合的天地一体化网络(SGIN);然后,针对可能存在的两种典型网络拓扑架构,分析了星间高速链路、星地馈电链路和星地用户链路的特点和技术要求,综述了3种不同类型传输链路的高速通信进展情况。最后,对未来6G天地互联网络亟需突破的光学相控阵多用户接入、高效能星地激光通信和光电一体化组网等关键技术进行分析与展望,以期为后续相关研究指明方向。     

面向6G的星地融合无线传输技术

随着5G移动通信网络走向商业化,围绕新一代移动通信系统(6G)的发展愿景、能力需求与关键技术开展研究正在成为新的热点.首先,该文概括了未来6G可能涉及的星地深度融合、新谱段通信、分布式协作MIMO和智能通信等关键技术方向,重点探讨了基于星地深度融合的天地一体化网络(SGIN);然后,针对可能存在的两种典型网络拓扑架构,分析了星间高速链路、星地馈电链路和星地用户链路的特点和技术要求,综述了3种不同类型传输链路的高速通信进展情况.最后,对未来6G天地互联网络亟需突破的光学相控阵多用户接入、高效能星地激光通信和光电一体化组网等关键技术进行分析与展望,以期为后续相关研究指明方向.     

面向6G的卫星通信网络架构展望

分析和研究了未来6G卫星网络架构并提出了设想。首先介绍国内外星地融合的研究现状,结合6G网络的愿景、需求和6G网络架构的当前研究成果,总结了6G网络架构的技术特征;然后通过对人工智能（AI）在通信领域的研究和应用分析,以及AI在6G网络中关键作用的深入挖掘,提出了AI赋能的6G卫星通信网络总体架构、接入网架构及核心网架构的设想,同时提出了分阶段演进和分步骤实现的建设思路,最后对基于区块链的6G卫星通信网络韧性鲁棒机制进行了技术探讨。     

5G行业专网组网方案和关键技术研究

5G通信技术具有大规模互联、低时延、高性能等特征,其与AI、边缘计算等技术的结合,有利于促进工业互联网的智能化发展。基于此,文中从工业系统构造改革着手,结合5G通信技术和工业互联网,全面分析了5G工业专网融合网络架构,如算力分布式、未来无线化、异构接入等,并提出了以业务感知层、网络资源层、网业协同层等构成的完整的网络逻辑架构。同时,文中研究了5G行业专网的组网方案和关键技术,对现阶段存在的一些问题进行了讨论,为相关领域提供了借鉴。研究发现,结合了5G通信技术和工业专网的组网方案,能提高5G行业专网组网方案的应用效果,促进工业结构的数字化转型,实现相关企业的可持续发展。