中国信科陈山枝：面向6G的星地融合和高效传输

陈山枝博士基于对卫星通信发展历程的分析，早在2018年就提出了“5G体制兼容、6G系统融合”的技术发展路径，并深入剖析了弹性可重构网络架构、网络轻量化、移动性管理、多波束协同传输、通导融合、频谱共享等关键技术。

陈山枝博士提到，星地融合通信成为新一代移动通信技术和产业发展方向，手机直连卫星为特征的星地融合组网已经进入快速发展期，其不同于传统卫星通信的行业应用，重点是解决个人移动通信问题，受到业界的广泛关注。星地融合的技术发展路径，正从5G体制兼容（即星地独立网络、卫星通信体制借鉴5G）走向6G系统融合（即卫星通信和地面移动通信成为统一系统，在体制、网络、管理、频谱、业务、平台、终端等多个方面全面融合）。星地融合的关键技术，涉及到星地融合的网络架构、星地融合的空口传输、星地融合的组网方式、星地融合的频率管理等多个方面。

陈山枝博士进一步深入剖析了多项星地融合关键技术，指出弹性可重构网络架构能够满足用户定制化服务需求，实现天地节点间、高轨和低轨间的合理功能划分，减少冗余。针对星上资源受限、难以支持复杂的网络协议的问题，可以轻量化网络功能，虚拟化基础设施。针对星间切换、星地切换等移动性管理，可以通过更低的延迟和更高的可靠性来提升用户体验。多波束协同传输能够有效提升卫星通信的频谱效率和系统容量，常用方法有单星极化多流传输、多星多波束协同传输、星间多连接、星地多连接等。低轨星座的大规模部署为通信导航融合提供了基础实施，使得通信和定位的融合带来新的价值，主要技术手段有多时刻的单星定位和同时刻的多星定位。此外，面对频谱短缺挑战，需要研究星地融合的频率共存、复用和共享技术，提升频谱效率。

陈山枝博士基于对多天线技术发展历程的分析，提出了多天线向空间维度、智能维度、功能维度、能效维度扩展的超维度天线技术，并深入剖析了集中式超大规模天线、分布式超大规模天线、智能化超大规模天线、新型智能超表面天线阵列及基于RHS的多流传输的技术原理和性能。

陈山枝博士提到，多天线及波束空间复用提升通信速率与系统容量，从3G开始在移动通信中发挥了至关重要作用。针对6G，超维度天线技术从空间、智能、功能、能效等多个维度，提升性能，降低成本、复杂度和能耗。从集中式超大规模天线来看，随着基站的天线数和/或通道数提升，系统性能明显提升，当然也对信道状态信息获取与参考信号设计等信号处理带来新挑战需要去克服。分布式超大规模天线协同传输能够让更多节点服务于同一个用户，极大提升用户速率，但需要考虑站点之间的时频同步和天线校准，以及与干扰管理等组网方式相结合，形成以用户为中心的智简无线网络。针对通信链路的收发各个环节，例如超大规模天线系统的传输、检测、波束管理、信道信息获取、能效优化等，均可以采用人工智能，提升系统性能。基于智能超表面的新型天线阵列，能够降低发射功率，降低天线成本。陈山枝博士指出，中国信科先后研发了基于空馈RIS及基于线馈RHS的智能超表面天线阵列，实现了多流MIMO传输，峰值速率高达5Gbps以上。

陈山枝博士也介绍了中国信科在6G的布局和贡献。他提到，中国信科自2019年正式成立6G预研团队，一直在围绕融合技术创新、无线技术增强、网络技术演进开展6G科研攻关，已连续5年发布7本6G白皮书，出版专著1本，并累计发表了50余篇学术论文和申请了相关发明专利等。除6G技术研究之外，中国信科打造6G技术验证平台，全面开展6G关键技术研究与验证，已连续3年参与IMT-2030（6G）推进组的6G关键技术验证，成功完成了智能超表面、通信感知一体化、无线AI、星地融合、分布式自治网络、算力网络、数据服务共7项技术的测试验证工作。此外，陈山枝博士进一步呈现了中国信科提出E-MIMO并开展的研究与验证工作，以及牵头制定多项NTN国际标准和5G卫星互联网设备研制与技术验证工作，并介绍了近期出版的《星地融合移动通信系统与关键技术》书籍，自出版以来一直连续荣登京东通信图书热卖榜榜首。