為下一代通信系統(tǒng)做準(zhǔn)備的愿景和計(jì)劃
近期,三星發(fā)布了一份白皮書,闡釋了三星為6G(下一代通信技術(shù))確保全球頻段的愿景。白皮書叫“6G頻譜:擴(kuò)展前沿”,探討了獲取所需頻譜的方法,以實(shí)現(xiàn)三星在2020年7月初發(fā)布的白皮書中所描述的6G愿景。
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我們很早就開始了解、開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化6G通信技術(shù)。我們致力于分享研究成果,傳播我們的愿景,將下一個超連接體驗(yàn)帶入生活的每一個角落。
——三星研究院執(zhí)行副總裁兼
高級通信研究中心負(fù)責(zé)人
Sunghyun Choi
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6G頻譜:擴(kuò)展前沿
6G將需要具有數(shù)百兆赫(MHz)至數(shù)十吉赫(GHz)的超寬帶連續(xù)帶寬的頻譜,以實(shí)現(xiàn)新服務(wù),比如高保真移動全息圖和真正的沉浸式擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(XR),其特點(diǎn)是超高速通信和大量數(shù)據(jù)。并且,對更大覆蓋范圍的需求也在不斷增加。針對這些要求,三星建議考慮所有可用的6G頻段——從1GHz以下的低頻段,到1-24GHz的中頻段和24-300GHz的高頻段。
三星還強(qiáng)調(diào)了為6G的商業(yè)部署確保新頻段的重要性,因?yàn)楫?dāng)6G開始部署時,5G網(wǎng)絡(luò)仍在運(yùn)行。7-24GHz的中頻段是一個可以支持更快數(shù)據(jù)速度和合理覆蓋的候選頻段。92-300GHz的亞太赫茲(sub-THz)頻段正被考慮用于支持超高速數(shù)據(jù)速率。
白皮書還提及,將用于3G、4G和5G網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有頻段重新分配至6G運(yùn)營,是獲取6G所需所有頻譜的另一種方式。此外,白皮書指出,研究頻譜利用相關(guān)的前瞻性法規(guī)和技術(shù),對于用有限的頻譜為6G和其他服務(wù)提供有效且靈活的支持至關(guān)重要。
6G候選技術(shù)最新研究結(jié)果
在發(fā)布6G頻譜白皮書的同時,三星還強(qiáng)調(diào)了一些對6G候選技術(shù)的研究結(jié)果,特別是關(guān)于亞太赫茲頻段通信、可重構(gòu)智能表面(RIS)、交叉雙工(XDD)、全雙工、基于AI的非線性補(bǔ)償(AI-NC)和基于AI的節(jié)能(AI-ES)。
亞太赫茲被認(rèn)為是6G通信的候選頻譜,預(yù)計(jì)將支持高達(dá)1Tbps的數(shù)據(jù)速率,比5G網(wǎng)絡(luò)的20Gbps快50倍。2021年6月,三星成功展示了室內(nèi)15米距離的6Gbps數(shù)據(jù)速率;今年,展示了室內(nèi)30米距離的12Gbps和室外120米距離的2.3Gbps。
RIS可提升光束清晰度,并使用超材料(metamaterial)表面,將無線信號轉(zhuǎn)向或反射至所需方向。它能減少高頻信號(如毫米波)的穿透損失和阻塞。三星展示了RIS鏡頭技術(shù),可將信號強(qiáng)度提升4倍,光束轉(zhuǎn)向范圍提升1.5倍。
在TDD系統(tǒng)中,通過在系統(tǒng)帶寬的一小部分中實(shí)現(xiàn)連續(xù)的上行鏈路傳輸,XDD可將上行鏈路信號的傳播距離提升2倍。因此,XDD能顯著增強(qiáng)經(jīng)常在高頻段使用的TDD系統(tǒng)的覆蓋范圍。三星展示了核心技術(shù),即基站自干擾消除。
通過全雙工,數(shù)據(jù)傳輸和接收可在相同頻率同時進(jìn)行,數(shù)據(jù)速率提升2倍。在基站和終端相距100米的情況下,三星在毫米波頻段進(jìn)行了一次成功的全雙工試驗(yàn),展示了超過114分貝(dB)的自干擾消除和1.9倍的數(shù)據(jù)速率提升。
通過在接收端利用AI來補(bǔ)償發(fā)射器功率放大器非線性造成的信號失真,AI-NC可顯著改善高速率數(shù)據(jù)信號的覆蓋范圍和質(zhì)量。三星展示了高速上行鏈路數(shù)據(jù)的覆蓋率提升了1.9倍,給定覆蓋率的傳輸速度提升了1.5倍。
在不影響網(wǎng)絡(luò)性能的情況下,AI-ES利用AI調(diào)整控制所選小區(qū)的電源開啟/關(guān)閉的參數(shù),將基站的能耗降至最低。在一個基于真實(shí)數(shù)據(jù)的基站復(fù)制模擬中,三星應(yīng)用AI-ES展示了超過10%的節(jié)能效果。