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通感算深度融合的服务化无线接入网试验平台

为了满足6G多样化的服务需求，搭建了面向6G通感算深度融合的服务化无线接入网试验平台。该平台采用服务化架构：首先，无线接入网的控制面与用户面解耦，为用户提供更好的服务；然后，将集中式控制面解耦为独立的网络功能，加快服务的响应速率；最后，按需编排与管理网络功能与资源，实现定制化服务。实验结果表明：与传统方案相比，服务化无线接入网服务响应时间降低约30%，平均信令开销减少约50%，可以为用户提供更好的服务。     

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。     

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通算融合网络架构

边缘计算在物理位置上部署在通信网络内,但是在逻辑上计算与通信拥有彼此独立的管控体系,协同是非实时的,在应对超低时延业务场景下用户信道状态、用户移动性等的动态变化时,存在技术挑战。因此,6G网络架构在设计之初,就需要原生的支持通信与计算的深度融合机制,基于此,提出了一种在无线网络内通信资源与分布式计算资源实时协同的计算面方案,来实现6G网络业务适配能力上的突破,提升综合资源能效。在终端和基站联合模型拆分推理场景下,通过仿真对比了控制面融合和管理面融合技术方案,验证了控制面融合方案能更好地应对终端空口连接带宽发生的变化,大幅降低业务时延抖动。     

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。     

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的卫星通感一体化

通信和感知一体化是6G的关键技术之一,但目前的研究主要聚焦于地面移动通信系统,针对卫星通感一体化的研究却鲜有涉及。介绍了通感一体化和面向6G的发展趋势,以及卫星技术的现状和6G天地一体化发展方向,对面向6G的卫星通感一体化及其关键技术,包括星地协作的通感一体化方案、新型通感一体化波形设计、波束赋形和干扰消除等关键技术进行了探讨和展望,为进一步开展6G卫星通感一体化研究奠定基础。     

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智能内生系统架构关键技术探究和展望

面对多类型业务、多领域场景、多维度资源、多方参与的新型应用需求和发展趋势,6G新网络需要能够和人工智能技术深度融合,智能内生作为未来6G新系统的核心特征之一,已在业界基本达成共识。目前研究侧重在6G智能内生的需求、面临的挑战以及应用场景等,对6G智能内生的设计原则、系统架构相关的关键技术还需深入探讨和统一。文章基于业界最新进展,提出并分析阐述6G智能内生的设计原则、系统架构关键技术等方面。     

6G车联网络面向多源感知的数据融合技术

为满足未来自动驾驶车辆全方位、高可靠的感知性能需求,6G需要对不同维度、来源、颗粒度的多源感知数据进行实时传输与全局融合处理。然而,由于激光雷达、摄像机易受环境影响,毫米波雷达分辨率有限,不同车辆多视角点云姿态估计不准确等问题,分布在车联网络中的多源感知数据难以实现精确融合,同时有限通信带宽难以支撑海量感知数据的协同共享。为此,基于通信-感知-计算融合(通感算融合)的思想,提出了一种6G车联网络面向多源感知的数据分级融合处理方法。首先车侧借助于激光雷达、毫米波雷达与摄像机之间的空间校准,实现多传感器优势互补的深度融合,之后多车自组织成簇,采用ICP算法融合多车感知数据,并通过压缩去冗处理降低通信上传开销,最后路侧在无线感知辅助下,通过两步配准方法实现多源感知数据的全局融合。通过搭建仿真平台对所提方法进行性能验证,仿真结果表明所提多源感知数据分级融合方法可在通信开销较小的前提下保证感知精度,扩展车联网络感知范围和感知维度,并能保证恶劣天气下感知可靠性。     

面向6G的星地融合网络架构

通过对卫星星座的发展和星地融合网络研究的回顾,明确了6G的星地融合网络的发展趋势,提出了智简赋能的6G网络体系架构和弹性可重构的6G星地融合架构,并分析了星地融合网络中的关键技术问题,包括星上轻量化虚拟化技术、星上边缘计算功能以及广播/多播技术。认为6G星地融合网络将通过星地协同实现网络资源和计算资源的统一调度,同时可以根据业务需求和网络状态智能实现网络功能的按需弹性部署。     

6G通感融合的愿景及典型技术探讨

通感融合是6G中一个较为突出的技术方向,它通过平衡通信和感知的需求,在继承现有网络架构或重构网络架构的基础上,实现通信和感知的一体化、设备能力的多样化和节能化.对6G通感融合的应用场景、愿景和典型技术进行探讨和分析.首先,从2个维度介绍6G通感融合的应用场景;然后,阐述6G通感融合的愿景及其典型技术;最后,对6G通感融...     

面向6G通感算深度融合的云-网-边智能协同

通信-感知-计算（通感算）深度融合对6G网络端到端传输时延、可靠性等通信指标提出了极高的要求,因此提出一种云-网-边智能协同方案。首先,将云-网-边智能协同系统抽象为“三域四层三面”分布式体系结构,包括：计算域、感知域、通信域;基础设施层、虚拟化层、功能层、应用层;智能面、控制面、管理编排面。然后,通过云-网-边协同训练与推理,以支撑通感算智能协同。最后,搭建面向6G通感算深度融合的云-网-边智能协同实验平台。实验结果表明：云-网-边智能协同可提高系统可靠性,降低传输负载和业务时延。     

通感算智一体化技术发展模式

面向5G-Advanced演进系统和未来6G新系统，与通感算智相关的新功能、新业务被不断地开发拓展并融入系统中。阐述了在5G-Advanced和6G不同阶段，通感算智一体化技术场景用例和未来技术模式功能的需求预期，从中提炼出其技术五大发展模式特征，并以此指导未来5G-Advanced系统开发和6G新系统的标准化开展，使通感算智一体化技术能得到有效的落地应用和未来商业价值最大化彰显。     

6G通感算资源按需调配：一种基于场景识别的架构

通过集成全域网络资源及普适智能,6G网络有望为用户提供泛在的个性化服务。传统资源调配方案通常基于已知场景或普适场景,无法真正实现服务的按需响应。因此,首先分析用户主观需求及客观环境需求对按需资源调配的影响。其次,设计一个集成主观用户需求和客观环境需求的6G通感算资源按需调配架构。最后,讨论分析架构特点及可行性,为未来6G网络资源按需调配研究的发展和应用提供参考。     

面向6G的车联网关键技术

从场景定义、性能指标等多个方面介绍了6G技术的研究情况,分析了6G赋能下智能车联网系统的发展方向。6G车联网系统的关键技术覆盖全域感知决策、空天地一体化通信、多层级边缘智能、数字孪生交通、边缘服务安全五大方面。6G新技术赋能的车联网系统,将进一步推动出行智能化、服务泛在化、管控全局化的新时代智能交通愿景的实现。     

6G通感一体化组网理念及关键架构研究

ITU已经明确将通感融合做为6G主要技术方向,因此需要将通信和感知的需求有机的融入6G网络架构中,需要在现有的5G架构上进行较大的调整,从而满足基于通信+感知+N的多种6G业务融合的需求。首先从6G通感一体化组网的需求进行分析,给出智能化、面向用户化的6G通感融合组网建议,然后开展多域/多层融合、多频协调、多节点部署的架构研究,分析其特点、适用范围和算力能力等,最后对面向通感融合的6G网络的空口技术开展研究。     

面向6G通感一体化网络的参考信号设计

通信感知一体化设计具有频谱复用、软硬件复用、低成本、高效率等多种优势,因此被视为6G网络的关键技术之一。在6G网络中利用参考信号来实现通感一体化可最大程度地实现对现有OFDM通信波形的兼容。本文将对面向6G通感一体化网络的参考信号设计进行探讨和研究。首先对利用参考信号实现通感一体化的原理进行介绍。然后讨论了针对通感一体化系统的参考信号设计准则,包括通信信道估计的影响、码间串扰和载波间串扰的影响、感知模糊函数的影响、功率分配与峰均比的影响等。基于上述设计准则,进一步介绍参考信号在结构设计和功率分配上的优化策略。最后将通过仿真来验证参考信号的设计性能。仿真分析了均匀参考信号结构的模糊距离和模糊速度,并提出了一种可根据实际情况灵活选择不模糊检测范围的机制;验证了参考信号和数据的功率分配可以提高通感一体化系统的能量利用效率,但会使得实际系统的峰均功率比有所上升。