5月30日，在中關(guān)村論壇期間，中國(guó)移動(dòng)研究院院長(zhǎng)黃宇紅受邀發(fā)表《面向6G天地一體的路徑思考和核心技術(shù)攻關(guān)》的主題演講，介紹了中國(guó)移動(dòng)在6G天地一體的愿景目標(biāo)、關(guān)鍵技術(shù)及路徑等方面的最新研究成果。
天地一體技術(shù)發(fā)展迅速，全球高度關(guān)注手機(jī)直連、星地融合
習(xí)近平總書(shū)記2021年強(qiáng)調(diào),“加快建設(shè)高速泛在、天地一體、云網(wǎng)融合、智能敏捷、綠色低碳、安全可控的智能化綜合性數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施”。近年來(lái)，全球天地一體技術(shù)研究及應(yīng)用進(jìn)入全新快速發(fā)展階段，我國(guó)出臺(tái)相關(guān)政策積極推進(jìn)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，加快5G地面移動(dòng)通信與衛(wèi)星通信的融合，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)天地產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。各國(guó)衛(wèi)星和地面移動(dòng)通信巨頭在政策及市場(chǎng)需求推動(dòng)下亦開(kāi)始實(shí)質(zhì)性合作，加速手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)的成熟和商用。
黃宇紅表示，中國(guó)移動(dòng)高度重視5G NTN和6G天地一體的技術(shù)發(fā)展。一是在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面：依托3GPP、ITU、CCSA等開(kāi)展天地一體技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系研究。在3GPP提交250余篇提案，牽頭構(gòu)建ITU全球首個(gè)“固定、移動(dòng)、衛(wèi)星融合”標(biāo)準(zhǔn)，牽頭在CCSA通過(guò)業(yè)界首個(gè)NTN衛(wèi)星接入網(wǎng)設(shè)備技術(shù)要求等9個(gè)天地一體領(lǐng)域立項(xiàng)。二是在產(chǎn)業(yè)推進(jìn)方面：2022年8月發(fā)布全球首個(gè)運(yùn)營(yíng)商5G IoT NTN終端直連衛(wèi)星外場(chǎng)驗(yàn)證，2023年5月完成國(guó)內(nèi)首款5G NTN手機(jī)終端直連衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，支持雙向語(yǔ)音對(duì)講和文字消息，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)加速成熟。三是在生態(tài)構(gòu)建方面：天地一體是復(fù)雜系統(tǒng)工程，產(chǎn)學(xué)研用需跨領(lǐng)域深度協(xié)同，共同攻關(guān)“硬骨頭”。中國(guó)移動(dòng)勇?lián)咴吹睾同F(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)鏈鏈長(zhǎng)，加強(qiáng)與清華、星網(wǎng)等高校、企業(yè)的合作，積極建設(shè)協(xié)同創(chuàng)新基地，打造中低軌協(xié)同技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和天地一體化實(shí)驗(yàn)室，加速構(gòu)建開(kāi)放健壯的生態(tài)。
6G天地一體目標(biāo)：全方位一體融合，為用戶提供統(tǒng)一終端、全球無(wú)縫的一體服務(wù)
黃宇紅介紹，網(wǎng)絡(luò)天地一體作為6G的核心基礎(chǔ)技術(shù)之一，目標(biāo)應(yīng)該是支持終端融合一體、連接全球無(wú)縫的信息服務(wù)能力。為最大化產(chǎn)業(yè)規(guī)模、最高效網(wǎng)絡(luò)組織，要求天地一體支持架構(gòu)、空口、頻率、多軌四大融合關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建泛在通信、立體感知、導(dǎo)航定位、算力協(xié)同四大核心業(yè)務(wù)能力，最終實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用的全方位融合，為大眾客戶和千行百業(yè)提供統(tǒng)一終端、一體服務(wù)。
6G天地一體技術(shù)路徑：穩(wěn)定推進(jìn)四大融合，由淺入深分階段實(shí)現(xiàn)最終一體融合
黃宇紅詳細(xì)解讀了架構(gòu)融合、空口融合、頻率融合和多軌融合四大關(guān)鍵技術(shù)的最新研究進(jìn)展和成果。
架構(gòu)融合方面：攻關(guān)動(dòng)態(tài)協(xié)同和分布式處理技術(shù)，打造高效、無(wú)縫的一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。星地網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)且差異大、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓咚賱?dòng)態(tài)變化、單星能力受限，需要設(shè)計(jì)一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)星地覆蓋、資源、調(diào)度等高效協(xié)同，最大化網(wǎng)絡(luò)效率和降低網(wǎng)絡(luò)成本，同時(shí)保障用戶無(wú)縫的星地切換能力和業(yè)務(wù)連續(xù)性體驗(yàn)。
黃宇紅介紹了中國(guó)移動(dòng)正在攻關(guān)的兩個(gè)重要技術(shù)：一是星地智能動(dòng)態(tài)協(xié)作的高效新型無(wú)線組網(wǎng)架構(gòu)。基于星地智能動(dòng)態(tài)協(xié)作網(wǎng)元，實(shí)現(xiàn)星地動(dòng)態(tài)感知、快速交互、統(tǒng)籌調(diào)度、協(xié)同控制，在降低協(xié)同復(fù)雜度的同時(shí)保障服務(wù)質(zhì)量。二是集中和分布協(xié)同的自治網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)分布式部署，解決單星能力受限問(wèn)題;基于位置的IPv6編址尋址機(jī)制保持動(dòng)態(tài)連接下地址的穩(wěn)定性。
空口融合方面：攻關(guān)衛(wèi)星載荷受限難題,統(tǒng)一設(shè)計(jì)既兼顧星地差異又最小化衛(wèi)星復(fù)雜度的空口技術(shù)。為使衛(wèi)星能夠最大化共享地面大規(guī)模產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，天地一體應(yīng)使衛(wèi)星空口與地面網(wǎng)絡(luò)共用技術(shù)體系和框架，兼顧星地和地面?zhèn)鬏數(shù)牟町愋裕纬山y(tǒng)一空口協(xié)議。針對(duì)星地信道環(huán)境差異大、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓咚賱?dòng)態(tài)變化、衛(wèi)星平臺(tái)能力受限、手機(jī)一體化設(shè)計(jì)等空口設(shè)計(jì)難題，6G需在天線、波形、雙工、多址接入、星地傳輸、移動(dòng)性管理、快速接入及資源管理等物理層和高層技術(shù)上持續(xù)攻關(guān)。
黃宇紅介紹了中國(guó)移動(dòng)提出的基于地面控制的衛(wèi)星波束管理全新技術(shù)路徑，以及相關(guān)的星地交互動(dòng)態(tài)關(guān)系構(gòu)建、端星地三方精準(zhǔn)波束控制同步等核心技術(shù)，該路徑將能夠促進(jìn)地面網(wǎng)絡(luò)深度參與衛(wèi)星資源的管理調(diào)度來(lái)提高星地協(xié)同覆蓋效果，提高透明轉(zhuǎn)發(fā)架構(gòu)的性能，從而減少星上基站的數(shù)量，降低星座成本。
頻率融合方面：攻關(guān)干擾難題，提升天地一體頻譜使用效率。現(xiàn)階段低頻段資源緊張、衛(wèi)星頻譜資源利用率相對(duì)不高，星地頻率融合有利于提升衛(wèi)星和地面網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合頻譜利用率，增加衛(wèi)星的容量和更好支持手機(jī)直連衛(wèi)星應(yīng)用。頻率融合技術(shù)的關(guān)鍵是解決星地頻率干擾問(wèn)題，涉及頻譜感知、干擾規(guī)避和抑制以及頻譜資源分配等多項(xiàng)技術(shù)。中國(guó)移動(dòng)基于空、時(shí)、頻多域展開(kāi)動(dòng)態(tài)電子圍欄、面向跳波束的動(dòng)態(tài)頻率干擾規(guī)避等創(chuàng)新方案研究，希望業(yè)界能夠共同攻克技術(shù)難題。
多軌融合方面：攻關(guān)分層協(xié)作難題，實(shí)現(xiàn)多軌一體提升全局性能和建設(shè)效率。著眼未來(lái)，考慮打破傳統(tǒng)低、中、高軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立發(fā)展的模式，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)多軌異構(gòu)混合星座組網(wǎng)，有效利用高軌和中軌星座在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜?jiǎn)單穩(wěn)定、覆蓋能力強(qiáng)等特點(diǎn)，降低組網(wǎng)、星間鏈路復(fù)雜度和測(cè)控難題，進(jìn)一步提升天地一體網(wǎng)絡(luò)的全局系統(tǒng)性能和降低星座建設(shè)成本。
黃宇紅還分享了對(duì)6G天地一體技術(shù)發(fā)展路徑的思考，基于技術(shù)難度將星地融合可劃分為三個(gè)階段由淺入深推進(jìn)：從5G開(kāi)始經(jīng)5G-A演進(jìn)階段，實(shí)現(xiàn)從空口初步融合到架構(gòu)、頻率初步融合，在6G階段實(shí)現(xiàn)空口、架構(gòu)、頻率、多軌一體融合。
最后，黃宇紅院表示，天地一體是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，成功的關(guān)鍵在于跨領(lǐng)域、跨環(huán)節(jié)各方深度協(xié)同和開(kāi)放創(chuàng)新，中國(guó)移動(dòng)愿與大家攜手共筑天地一體數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施，共創(chuàng)“網(wǎng)絡(luò)無(wú)所不達(dá)、算力無(wú)所不在、智力無(wú)所不及”的美好未來(lái)。
