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王志勤指出,B5G存在一些潜在关键技术:无线关键技术和网络关键技术。
无线关键技术主要是超大规模天线、先进编码调制、太赫兹通信和AI与通信融合;网络关键技术即网络架构、空天地网络、算力网络和确定性网络。
在超大规模天线方面,多天线技术是提升系统频谱效率最有效的手段之一,随着新材料和新技术的出现,天线阵列规模将进一步扩大,并可支持新场景,提供新服务,获取更高的频谱效率,更大的网络覆盖和更定位,满足未来移动通信的要求。其应用场景主要是宏覆盖、热点覆盖、立体覆盖、高速移动场景和定位。
在先进编码调制方面,B5G在大幅提升数据传输速率的基础上,将实现与垂直行业的深度融合,更加多样化的复杂业务场景对信道编码及调制技术等基础技术提出了新的挑战。其应用场景主要是大规模通信、扩展现实(AR/MR/VR)、智赋农业/工业、智能医疗、智慧城市和智能交通。
在人工智能与通信的融合方面,网络智能化是B5G的发展方向和重要特征,人工智能与无线通信相结合,通过构建新型无线AI网络架构和空口协议,可支持全场景、全维度、全过程深度感知和学习,显著提升网络智能。其应用场景主要有两个:一是实现极智通信,二是支持智能分布应用(分布式感应、分布式控制和分布式计算)。
至于太赫兹通信,太赫兹是只0.1-10THz频段的电磁波,具有丰富的频谱资源,可作为中低频段的有效补充,满足特定场景下大容量短距离通信需求,提供感知与通信融合、高精度定位等新服务,产业成熟度及业务应用需求将成为太赫兹在B5G大规模应用的决定性因素。
太赫兹技术有三个优势:首先是太赫兹频段频谱资源丰富,可提供10GHz以上连续频谱,支持数百Gbps以上的超高数据传输速率。其次是太赫兹通信与感知的融合,太赫兹极短波长可提升对周围环境的感知能力,借助环境感知信息科极大提升通信网络性能。第三是太赫兹有助于实现高精度定位,由于其频段波长极短,易于超大规模天线集成,形成极窄波束,同时借助极大的带宽,可有效提升定位精度。
“不过优势与挑战并存,太赫兹技术也存在四个方面的挑战,”王志勤说,“从传播特性来看,太赫兹频段高,路径损耗大、覆盖范围小,易受障碍物遮挡;从信道模型来看,缺乏全场景、高精细感知的标准信道模型;从产业来说,成熟度不高,芯片、器件难以满足大规模商用需求;从天线看,太赫兹天线仍面临材料、结构及加工等方面难题。”