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    发展6G要坚持需求导向,天地融合不是简单相加

    发布日期:2021/9/1 9:27:26    来源:通信全媒体    阅读次数:

    8月30日,2021世界5G大会未来信息通信技术国际研讨会召开,中国科学院院士、国家自然科学基金委副主任陆建华发表题目为“需求导向,守正创新,一步一个脚印迈向6G”的主题演讲。

    陆建华指出,发展6G要坚持需求导向、战略谋划不可或缺,要不失时机地布局6G面临的广域通信、天地融合、新型信息服务等研究,谋求长远发展优势,坚持守正创新,谨防路径依赖的负面效应。

    6G需要超前谋划

    以需求定义6G,由此布局6G的研究和发展,此为守正。陆建华表示,现在对6G也有急迫的需求,急迫的需求来源于市场,需要通过市场凝炼真正的需求,解决实际的问题。再就是长远需求,需要通过战略研判发展趋势预测,提出构想性需求,避免太过遥远,脱离社会经济的基本面,特别要注意避免陷入技术演进的路径依赖。

    现在一个非常重要的需求就是填补数字鸿沟。比如新疆、西藏等边远地区仍然普遍缺乏宽带覆盖。广域和全球覆盖也是一个非常重要的需求,我国近海信息覆盖基本上是空白,离岸几公里基本没有任何信息,智慧海洋现在已经成为国家的战略,海洋产业的进一步发展也是急需宽带信息覆盖。

    在行业赋能方面,陆建华认为各行各业的赋能需要智简,即智简适应性赋能,尊重特殊性、客观认识多样性和差异性,特别慎重统一性理论,避免无边界的夸大单个技术和系统的作用,避免刻意追求横向纵向的兼容。

    5G可以用于很多地方,但不是万能的,用于不同的地方都要有适应的裁减。考虑到覆盖率、安全性、低功耗、小体积的通信体系,目前并没有系统性的方案。“满足低延迟、高速率、抗干扰、高安全性的多种需求,以及城市、山区、海域、航空多种环境,需要承载文字、声音、图像、视频等等复杂内容的系统框架,也不能是现在单一的框架,要有适应性的框架。”陆建华表示,移动通信流量的增长,呈指数性,香农理论是对数的,按照传统信息理论,建设系统以及信息服务技术可以说非常难以长久满足通信需求的发展,所以6G现在确实需要超前谋划。

    天地融合不能简单地做加法

    陆建华表示,现在移动通信是侧重带宽,卫星通信侧重广域,现行范式下是一条双曲线。天地融合不是简单地做加法,按照需求来说,地面网络和卫星网络还是有很大不一样的,地面网络是面向城市密集区,卫星网络面向的是山区、海域、空域和应急通信等等。信道特性也很不一样,无论是信号格式、网络协议还是服务方式,天地网络都存在根本性的差异。

    天地融合关键在融,怎么融呢?陆建华指出,天网是卫星地面站专用设备,地网是基站、光纤、手机,天地融合不是引入简单的网关做天网+地网,也不是把卫星的覆盖和地面的覆盖简单地相加,就是一个覆盖互补,不是运营商简单的合作,就是两个运营商相加。实际上未来的需求用户不希望感到在用什么网,用户是无感用网,所以天地融合不能简单地做加法。

    天地网络的融合需要解决什么问题呢?一个是在哪里融,服务层、网络层还是空口,另一个是怎么融,需要解决网络差异性,也要克服技术、成本和性能的约束,还有就是融了以后天网和地网一定要相互制约,延迟速率制约需要有新的算法,这就需要足够的、充分的基础研究,就是所谓的守正创新。

    陆建华认为天地融合有三个层次:服务层融合只是在服务提供商的融合,不同的网络可以使用相同的服务。网络层融合是中层,就是网络协议的融合,比如大家都做IP,不同的网络可以做统一的通信。空口融合是底层,不同的网络可以使用统一的终端。将来有了天网以后,还是希望用现在的手机,不要变。但是,越接近底层网络资源的效率是越高的,实现的复杂度也会越高,需要大量的智能算法。

    目前来看,天地融合的创新空间还是非常大的。低轨卫星是基于IP接入地面网络,现在StarLink就是利用大规模星座发展全球均匀覆盖,但没有考虑到业务分配的极不均匀性,可以说大规模低轨星座成本还是过高,设计里面规模换能力还是会导致效费比太低。高轨卫星的问题主要是回传延迟,高轨资源也非常不充分,特别是我国无法服务高维度的区域,高轨卫星只能用于国土周边,所以也有问题。未来的天地网络融合一定要从应用的需求出发,要做足够的基础研究,实现体系架构的创新。