5G不足,6G来补:6G网络中的卫星通信

1、国际6G现状

5G网络无法实现“全球全域”、“万物互联”,6G将有效弥补5G不足,满足需求,ITU已启动6G研究。

  • 6G将向数字化和全连接的方向发展,真正实现随遇接入,万物互联。
  • 全新频谱、颠覆性的技术、无小区网络、网络虚拟化、高能效和人工智能将成为6G驱动力和主要特征。

全球已掀起6G研究热潮

  • 美国ATIS于2020年5月发布6G报告,欲将美国确立为6G理念、开发、采用和快速商业化的全球领导者。
  • 中国于2019年11月成立国家6G技术研发推进工作组和总体专家组,正式启动6G技术研发,科技部等单位启动了对6G关键技术开展研究的相关项目。

2、6G的需求和愿景

  • 6G愿景:打通虚实空间泛在智联的统一网络
  • 接入方式:6G将包含多样化的接入网,如移动蜂窝、卫星通信、无人机通信、水声通信、可见光通信等多种接入方式。
  • 覆盖范围:6G愿景下将构建跨地域、跨空域、跨海域的空—天—海—地一体化网络,实现真正意义上的全球无缝覆盖。
  • 性能指标:6G无论是传输速率、端到端时延、可靠性、连接数密度、频谱效率、网络能效等方面都会有大的提升,从而满足各种垂直行业多样化的网络需求。
  • 智能化程度:6G愿景下网络和用户将作为统一整体,AI在赋能6G网络的同时,更重要的是深入挖掘用户的智能需求,每个用户都将通过AI助理(AIA,AI assistant)提升用户体验。
  • 服务边界:6G的服务对象将从物理世界的人、机、物拓展至虚拟世界的”境”,通过物理世界和虚拟世界的连接,实现人— 机—物—境的协作,满足人类精神和物质的全方位需求。

3、卫星与5G的融合

卫星通信的发展趋势:GEO高通量卫星、LEO/MEO卫星星座。

ITU提出的卫星与5G融合应用场景

  • 中继到站:主要为偏远或者地面通信难以到达的地方提供通信服务
  • 小区回传:卫星可以为无线塔、 接入点和云提供高速多播回传通信服务
  • 动中通:为移动用户包括飞机、 火 车、轮船和车辆等提供直接或补充通信连接服务
  • 混合多播:能作为地面宽带的补充,为一个区域例如家庭或办公区域提供多播服务。多播内容包括视频、高清电视和非视频类内容。

4、6G卫星通信关键技术

基于6G网络架构及对卫星通信的应用需求,有关大学和科研机构已经开始对6G卫星通信关键技术进行研究,主要包括如下一些方面:

  • AI赋能的卫星网络架构
  • 卫星网络的韧性鲁棒
  • 多址接入
  • 极简接入
  • 极智接入
  • 泛在覆盖网络移动性管理
  • 新型高效传输
  • 按需确定性服务
  • 高效天基计算

报告节选:

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