中国移动王晓云谈通感:以点簇网多维协同设计方法(SCN)构建高质量通感网

数码
TIME
2023-12-09 10:25
中移科创前沿
分享

2023年12月5日,在2023全球6G发展大会上,中国移动副总工程师、集团首席科学家王晓云做题为“通感融合关键问题与系统设计思考”的报告,创新提出面向网络化通感一体(Integrated Sensing and Communication Network, SCN)的点簇网多维协同方法(Single node-level & Cluster-level & Network-level cooperation, SCN)。王晓云指出,网络化通感一体旨在基于网进行全局最优的系统创新,点簇网多维协同是网络化通感一体的重要设计方法,将助力实现‘可感知’到‘高质量通感网’的跃升”。

通+感+网:面临两大挑战

6G新技术、新业务驱动传统通信网络向新一代移动信息网络加速转型。感知与通信融合是未来网络的重要特征,在低空经济、车联网、智慧工厂等领域具有广泛应用前景。王晓云指出,通过“一网两用”,可充分利用移动通信网络规模和性能优势,提升通信性能的同时,低成本赋能网络泛在、高精度感知能力,高效助力万物智联。然而,在一张网中实现两个完全不同领域的能力面临着严峻挑战。

挑战一:通+感,目标与机理完全不同

通信与感知源于两套完全不同的技术体系,两者目标与机理不同导致融合设计挑战大。在有限资源下,通信追求更高承载效率,以香农容量为理论边界,而感知追求更高的探测精度,以克拉美罗界为理论边界。两者资源竞争,能力此消彼长,如何实现两者最佳折中是贯穿通感融合系统设计的重要命题。

挑战二:通+感+网,通感能力-网络效率-网络质量三角冲突

在移动通信领域,任何一项技术的价值最终要靠网络来检验,通信与感知两大技术亦是如此。王晓云及其研究团队结合多年移动通信网络的经验积累,最早提出了通信网络能力-网络效率-网络质量的三角冲突及三角均衡理念,并深度剖析了感知对网络三角冲突的影响:感知的引入加剧了三角冲突,网络效率与通感能力、网络质量间的平衡成为通感网系统设计的关键。

网络化通感一体(SCN):基于网进行全局最优的系统创新

王晓云指出,为破解通感融合设计和三角冲突,要以终为始,充分发挥网的优势,通过通感能力-网络效率-网络质量的三角均衡,基于网进行全局最优的系统创新,以实现帕累托最优。基于该设计目标与设计原则,通感网全局最优面临三大关键问题亟待突破:

一是,资源强约束下,如何设计高效的多维资源分配方法,破解效率与能力的矛盾。

二是,如何充分发挥网的优势,突破单节点通信性能、感知精度提升瓶颈,实现通感能力的提升。

三是,如何需要设计全局普适的动态干扰识别与控制方法,破解效率与质量矛盾。

点簇网多维协同(SCN):实现“可感知”到“高质量通感网”的跃升

王晓云认为,面向网络化通感一体,需要“点簇网多维协同”系统设计方法,从点拓展到网、从网反馈于点形成闭环全局最优设计:

“点协同”是通感一体的关键基石,其关键是通过单点内空口、硬件、算力等资源协同,实现通感资源高效调度。目前业界对“点”协同展开了一定研究,初步具备了“外挂式”的通感融合基础。面向未来,通信与感知能力的融合将从外挂到内生,从分立到共享,实现资源高效协同。

“簇协同”是提升性能的必由之路,其重点是通过簇内多节点间高效协同,突破精度提升瓶颈。“簇”协同具有更高直射径概率、更强接收能量,更优协作增益,将赋能感知精度成倍提升。为实现“簇”协同,仍需攻关高精度同步、动态簇构建、多层联合处理三大关键技术。目前,王晓云及其研究团队深耕协作基础理论,在同步误差消除、动态成簇及轻量化交互机制、多节点数据联合处理等“簇协同”关键技术方向布局了多项专利,并发表多篇高水平论文。

“网协同”是增强质量的核心要务,其核心是通过全局节点间高效协同,重点解决网络内的干扰问题。感知能力的引入打破上下行严格同步,造成上下行交叉链路干扰。王晓云及其研究团队结合近20年TDD运营经验,形成了一套完备、领先的时-频-空-码-功率多维干扰控制体系,通过识别与定位、干扰消除与智控以及统一的干扰管控架构,显著提升网络质量,为感知引入后的干扰控制奠定重要基础。

原型验证:“点”协同、“簇”协同初探,奠定可行性基础

在三大协同验证方面,中国移动持续攻关重点关键技术并开展网络化通感一体原型验证,取得了积极进展。目前,中国移动协同产业积极探索了“点”协同、“簇”协同,在提高硬件和资源共享、高精度同步验证等方面迈出重要的一步,完成了低空经济、车联网等感知场景化可行性验证。未来,中国移动将深化三大协同设计方法,加快推进网络通感一体化在“点”协同、“簇”协同、“网”协同方面更深层次的实践。

以终为始,面向网络化通感一体,需要点簇网多维协同形成全局最优的系统创新。中国移动将持续深化网络化通感一体系统创新,携手学术界、产业界共同做好网络化通感一体关键技术攻关,让通感根植于“网”,赋能于“网”,为6G高质量通感网发展作出重要贡献。

THE END
免责声明:本文系转载,版权归原作者所有;刊载之目的为传播更多信息,如内容不适请及时通知我们。

相关热点

  据《华尔街日报》北京时间今天中午报道,相关人士透露称,苹果公司及其位于印度的供应商定下了一个新目标:未来 2-3 年内,每年在印度生产超过 5000 万部 iPhone 手机,之后...
手机
  12月4日下午,长兴县中小学科创联盟工作交流会在煤山镇中心小学召开,会议主题为“从科普走向科创”。长兴县第一批中小学科创联盟学校分管副校长以及首席科创教师参加...
产经