5g a été entièrement commercialisé. Avec la pénétration continue de la 5G dans l'industrie verticale, l'idée que les gens se font de la 6G est progressivement mise à l'ordre du jour. Face à 2030+, la 6G soutiendra pleinement la numérisation du monde entier sur la base de la 5g, et combinera le développement de l'intelligence artificielle et d'autres technologies pour réaliser l'opportunité universelle de la sagesse, permettre pleinement tout, promouvoir la société à évoluer vers le " monde de jumeau numérique combinant virtuel et réalité, et réaliser la belle vision du « jumeau numérique et de la sagesse universelle ».

Autour de cette vision globale, le réseau 6G donnera naissance à de nouveaux scénarios d'application sous trois aspects : vie intelligente, production intelligente de Fu et société intelligente, comme les personnes numériques jumelles, l'interaction holographique, les super transports, l'interconnexion synesthétique, l'interaction intelligente, etc.

Ces scénarios nécessiteront un débit de pointe de térabits, une expérience de retard inférieure à la milliseconde, une vitesse mobile supérieure à 1000 6 km/h et de nouvelles capacités de réseau telles que la sécurité endogène, l'endogène intelligent et le jumeau numérique. Afin de répondre aux exigences plus élevées des nouveaux scénarios et des nouveaux services, la technologie et l'architecture de l'interface aérienne XNUMXG doivent être modifiées en conséquence.

 

01、Future technologie de réseau  

   

À l'heure actuelle, avec l'intégration profonde des technologies de l'information et de la communication, du big data et de l'intelligence artificielle, la poursuite de l'expansion de l'ubiquité des réseaux, l'amélioration continue de l'expérience utilisateur et de la demande de services personnalisés, ainsi que l'émergence continue de nombreuses nouvelles technologies habilitantes, le réseau va montrent également les principales caractéristiques et tendances de développement suivantes dans le futur.

1、Communication à spectre complet

Avec l’amélioration continue de la demande de communication, les réseaux de communication mobile ont besoin de plus de spectre. Étant donné que le spectre inférieur à 6 GHz a été attribué et que les bandes d'ondes millimétriques de 26 GHz et 39 GHz ont été attribuées à la 5 G, il est nécessaire d'étudier les bandes de fréquences plus élevées, telles que le THz et la lumière visible, pour répondre aux besoins de capacité plus élevée et d'ultra-haute fréquence. taux d'expérience.

La lumière visible fait généralement référence à l'onde électromagnétique dans la bande de fréquences de 430 ~ 790thz (longueur d'onde de 380 ~ 750nm), avec un spectre de fréquence candidat d'environ 400thz. Terahertz fait référence à l'onde électromagnétique dans la bande de fréquences de 0.1 à 10 THz (longueur d'onde de 30 à 3000 10 microns), appelée spectre de fréquence candidat d'environ XNUMX THz. Les deux ont les caractéristiques d’une large bande passante et sont faciles à réaliser une communication à très haut débit. Ils constituent un complément potentiel au futur système de communication mobile.

Distribution de fréquence

La perte de transmission spatiale de la lumière visible et du térahertz est très importante, elle ne convient donc pas à la transmission longue distance dans les communications au sol, mais à fournir une plus grande capacité et un débit plus élevé dans les scènes locales et à courte distance.

Afin d'améliorer la couverture, la communication par lumière visible peut tirer parti de ses caractéristiques de faible consommation d'énergie, de faible coût et de déploiement facile, et se combiner avec la fonction d'éclairage pour adopter un déploiement ultra dense afin d'obtenir une couverture plus étendue ; la communication térahertz est plus adaptée à la combinaison avec une communication à grande échelle antenne en raison de sa grande longueur d'onde, petite antenne Taille du réseau et faible puissance de transmission. Il forme un faisceau térahertz avec une largeur plus étroite et une meilleure directivité, supprime efficacement les interférences et améliore la distance de couverture.

Du point de vue du déploiement de l'ensemble du réseau de communication mobile 6G, il est nécessaire de prendre en compte de manière globale le coût, la demande et l'expérience commerciale, et d'utiliser efficacement toutes les ressources de fréquence disponibles dans différents scénarios. La bande de fréquences inférieure à 6 GHz jouera toujours un rôle important, notamment en assurant une couverture réseau transparente. Les ondes millimétriques joueront un rôle plus important. Les bandes de fréquences THz et visibles offriront une plus grande capacité et un débit plus élevé dans les scènes locales et à courte distance.

Par conséquent, une fois la lumière visible et la communication térahertz introduites dans le réseau de communication mobile, il est nécessaire d'envisager la mise en réseau d'intégration profonde de toutes les bandes de fréquences inférieures à 6 GHz, les ondes millimétriques, le térahertz et la lumière visible, afin de réaliser la complémentarité dynamique de chaque fréquence. bande passante, afin d'optimiser la qualité globale de service de l'ensemble du réseau et de réduire la consommation énergétique du réseau.

2、Intégration du ciel et de la terre

À l'avenir, tout en améliorant considérablement le taux d'expérience utilisateur, le réseau répondra également aux besoins de services réseau des avions, des navires et autres Internet à bord, assurera la continuité de service des véhicules terrestres mobiles à grande vitesse, des chemins de fer à grande vitesse et d'autres terminaux, et soutenir le déploiement d'équipements IOT massifs tels que le sauvetage en temps réel et les secours en cas de catastrophe, la surveillance de l'environnement, la prévention des incendies de forêt, l'inspection des patrouilles no man's land et le suivi des informations sur les conteneurs océaniques, Réaliser les besoins d'une couverture à faible coût dans les zones peu peuplées. Par conséquent, la principale forme à l'avenir consiste à étendre la couverture du réseau au réseau de couverture tridimensionnelle de l'espace naturel tel que l'espace, les montagnes profondes, les eaux profondes et la terre. Par conséquent, il est nécessaire de construire un réseau spatio-temporel intégré pour réaliser la « couverture omniprésente » tridimensionnelle du réseau de communication mondial.

Le réseau d'intégration de l'espace aérien comprend principalement trois parties : la partie spatiale composée de satellites en orbite différente, la partie spatiale composée de divers véhicules aériens et la partie terrestre composée de stations au sol par satellite et de réseaux au sol traditionnels. Il présente les caractéristiques d'une large couverture, d'un déploiement flexible, d'une consommation d'énergie ultra-faible, d'une ultra-haute précision et n'est pas facile à affecter par les catastrophes au sol.

Réseau d'intégration de l'espace aérien

L'intégration de l'espace aérien orientée 6G considère le réseau de communication par satellite comme un complément et une extension important du réseau de communication au sol, et intègre profondément les deux pour améliorer considérablement la capacité d'accès à l'interface aérienne de l'utilisateur et la capacité de couverture tridimensionnelle. Grâce à la planification coopérative des ressources au sol par satellite et à l'itinérance transparente au sol par satellite du réseau intégré air-espace, les utilisateurs peuvent bénéficier de services de cohérence non perceptuelle pour garantir la solidité du réseau, sa robustesse et ses ressources écologiques intensives.

3、Fusion de documents

La 6G est un système de communication mobile de nouvelle génération avec une intégration profonde des technologies de communication, des technologies de l'information, des technologies du Big Data, de la technologie de l'IA et de la technologie de contrôle, présentant de fortes caractéristiques de développement interdisciplinaires et interdisciplinaires. La vision de la 6G du « jumeau numérique et de la sagesse omniprésente » nécessite une conception de bout en bout à partir de multiples liens de collecte d'informations, de transmission d'informations, de calcul d'informations et d'application d'informations. La convergence Doict sera la tendance de développement du traitement de l’information et de l’architecture de services de bout en bout de la 6G.

L'intégration profonde des TIC favorise la pleine dimensionnalité du réseau, qui constitue la base des réseaux flexibles. L'intégration profonde des TIC favorise la pleine pénétration de l'intelligence artificielle et du big data dans le réseau, qui constitue la base du réseau intelligent. L'intégration profonde de Doict favorise le développement d'un réseau déterministe et constitue la base du système d'automatisation et du système de jumeau numérique.

Doict réalisera l'intégration profonde du cloud, du réseau, de la périphérie, de l'extrémité et de l'industrie sur la base du flux de données massives, créera un environnement de confiance au moyen de la blockchain, améliorera l'efficacité de l'utilisation des ressources de toutes les parties et améliorera conjointement la capacité de cloud computing et le réseau. capacité, capacité du terminal et capacité commerciale.

4、Reconfigurabilité du réseau

Avec le développement rapide de la technologie de communication mobile, les besoins et les scénarios des entreprises sont plus diversifiés et personnalisés. À l’avenir, le réseau 6G adoptera une conception d’architecture reconfigurable plus flexible.

D'une part, sur la base de ressources matérielles partagées, le réseau alloue les ressources réseau et d'interface radio correspondantes pour différents services de différents utilisateurs afin de réaliser des services à la demande de bout en bout, et de réaliser un partage de ressources tout en fournissant des services extrêmes, de manière à maximiser l'utilisation des ressources et réduire les coûts de construction du réseau ; D'autre part, l'architecture de réseau minimaliste et les caractéristiques de réseau flexibles et évolutives offrent une grande commodité pour la maintenance, la mise à niveau et l'optimisation ultérieures du réseau, et réduisent davantage les coûts d'exploitation du réseau pour les opérateurs. En outre, face aux exigences caractéristiques endogènes de l’intelligence 6G, elle met également en avant une puissance de calcul et une évolutivité accrues pour le réseau.

5、Intégration informatique de communication de perception

L'intégration informatique de communication par perception fait référence au cadre technologique de traitement de l'information de bout en bout qui effectue de manière synchrone la collecte d'informations et le calcul d'informations dans le processus de transmission d'informations. Cela brisera le cadre des services d'information en cheminée de la collecte d'informations sur les terminaux, de la transmission d'informations sur les réseaux et du cloud computing. Il s’agit de fournir des jumeaux immersifs et numériques sans pilote qui constituent les exigences techniques des services hautement couplés en communication perceptuelle et informatique.

L'intégration de la perception, de la communication et de l'informatique est divisée en deux niveaux : la collaboration fonctionnelle et l'intégration fonctionnelle. Dans le cadre de collaboration fonctionnelle, les informations perceptuelles peuvent améliorer la capacité de communication, la communication peut élargir la dimension et la profondeur de la perception, l'informatique peut effectuer une fusion de données multidimensionnelles et une analyse de mégadonnées, la perception peut améliorer les performances du modèle informatique et de l'algorithme, la communication peut apporter une omniprésence l'informatique, et l'informatique peut réaliser une communication à très grande échelle.

Dans le cadre de fusion de fonctions, le signal de détection et le signal de communication peuvent intégrer la conception et la détection de forme d'onde et partager un ensemble d'équipements matériels. À l'heure actuelle, la technologie d'intégration des communications radar est devenue un point chaud. L'intégration de la capacité de détection térahertz et de la capacité de communication, ainsi que l'intégration de l'imagerie et de la communication par lumière visible sont devenues une tendance technique potentielle de la 6G. La perception et le calcul sont intégrés dans un réseau de perception de puissance de calcul, et l'intégration informatique et réseau réalise l'architecture de microservices définissable de bout en bout du réseau.

À l’avenir, l’informatique de communication perceptuelle pourra réaliser une reconfiguration fonctionnelle basée sur le développement de la technologie des puces définies par logiciel.

Scénario d'application d'intégration informatique de communication de perception

Les scénarios d'application de l'intégration de l'informatique de communication par perception incluent des services sans pilote, des services immersifs et des services de jumeaux numériques. Dans le domaine des affaires sans pilote, il offre la capacité d'interaction d'agent et d'apprentissage automatique collaboratif ; dans le domaine des affaires immersives, il offre la capacité de perception et de rendu de XR interactif, la capacité de perception, de modélisation et d'affichage de communication holographique ; dans le domaine des affaires de jumeaux numériques, il offre la capacité de perception, de modélisation, de raisonnement et de contrôle du monde physique ; dans le domaine du réseau corporel, il assure la surveillance du personnel, la perception des paramètres humains et la capacité d'intervention.

 

02、Technologie habilitante sans fil  

 
   

Face aux nouvelles exigences d'indice apportées par les nouveaux scénarios d'application, tels que le débit de pointe des TBP, le taux d'expérience utilisateur en Gbps, le délai de connexion proche du câble et d'autres exigences, il est difficile de répondre en s'appuyant uniquement sur la technologie 5g existante. Par conséquent, l’industrie étudie également activement de nouvelles technologies, de nouvelles architectures et de nouvelles conceptions, dans l’espoir de réaliser de nouvelles percées. Ce chapitre analysera les technologies clés potentielles du futur réseau d'accès sans fil sous trois aspects : la technologie de transmission de base, la conception de protocoles et d'architecture et la technologie de réseau autonome.

Comme nous le savons tous, une bande passante plus large peut améliorer le débit de pointe du système, mais l'amélioration de l'efficacité spectrale dépend toujours du développement de la technologie de transmission de la couche physique.

1、Distribué à très grande échelleMIMO

Après l'introduction du MIMO à très grande échelle, la capacité du réseau 4G/5G a été considérablement améliorée. Cependant, en raison de la perte de trajet et des interférences intercellulaires, l’expérience utilisateur en bordure de cellule doit encore être améliorée. Le MIMO distribué à très grande échelle étend le mode de déploiement centralisé traditionnel au déploiement distribué, introduit une coopération intelligente entre plusieurs nœuds distribués et réalise une planification conjointe des ressources et une transmission conjointe des données, comme le montre la figure ci-dessous. Grâce à un déploiement distribué et à une coopération intelligente, d'une part, il peut éliminer efficacement les interférences et améliorer la qualité de réception du signal ; D'autre part, améliorez efficacement la couverture et offrez aux utilisateurs une expérience de performances sans frontières. Il présentera un grand potentiel d’application dans le futur réseau 6G, en particulier dans les bandes de fréquences plus élevées et dans les scénarios de déploiement intensif.

MIMO distribué à très grande échelle

L'industrie a démontré théoriquement les avantages du MIMO distribué dans l'amélioration de la capacité des canaux. L'analyse théorique montre que dans les mêmes conditions de nombre total de antennes, puissance de transmission totale et couverture, les performances du système MIMO distribué sont plus uniformes que celles du MIMO centralisé, en particulier pour les utilisateurs périphériques.

En raison de l’augmentation significative de antenne La taille et le nombre de nœuds, les défis du MIMO distribué à très grande échelle concernent la capacité d'interaction des informations entre les nœuds, la sélection conjointe des nœuds coopératifs et la conception du schéma de forme, la complexité des algorithmes, le traitement des interférences, etc. Dans le même temps, la transmission conjointe cohérente pose également des exigences plus élevées en matière de cohérence des canaux émetteurs-récepteurs entre les nœuds, et le schéma d'étalonnage de l'interface aérienne doit être étudié plus en détail.

2、Hypersurface intelligente

La surface intelligente reconfigurable (RIS) contrôle l'onde électromagnétique à travers les unités structurelles de la surface et ajuste les paramètres et la position de chaque unité structurelle pour ajuster l'amplitude de réflexion/émission et la distribution de phase de toute onde électromagnétique. Il a une importance positive dans la résolution des problèmes de la communication sans fil traditionnelle, tels que la transmission sans visibilité directe et la réduction des trous de couverture.

La figure suivante montre un schéma système de communication sans fil assisté par RIS. La station de base commande le RIS, et le RIS ajuste l'amplitude et la phase de sa propre unité structurelle sur la base de la commande, de façon à réaliser la réflexion contrôlée du signal transmis de la station de base. Par rapport à la communication par relais traditionnelle, RIS peut fonctionner en mode duplex intégral et offre une efficacité spectrale plus élevée. RIS n'a pas besoin de liaison RF ni d'alimentation électrique à grande échelle, et présentera des avantages en termes de consommation d'énergie et de coût de déploiement.

Système de communication auxiliaire RIS

L'effet d'application pratique des RIS dans les communications mobiles sans fil dépend de la maturité de la recherche sur les métamatériaux ainsi que de la précision et de l'efficacité du contrôle numérique des métamatériaux. Dans le même temps, la difficulté de l'estimation du canal super-surface causée par les caractéristiques passives, le schéma pratique de précodage conjoint entre la station de base et le RIS, ainsi que l'architecture et le schéma de contrôle du réseau RIS doivent être étudiés plus en détail.

3. Technologie de transmission Super Nyquist

Dans les systèmes de communication traditionnels, afin d'éviter les interférences entre symboles (ISI), le critère de Nyquist est généralement utilisé, ce qui limite le débit de transmission des symboles. La saveur d'erreur de la technologie de transmission Super Nyquist a été trouvée comme source de référence. Envoyez des symboles à un rythme plus rapide, introduisez artificiellement ISI pendant la transmission, puis utilisez un récepteur de niveau supérieur pour éliminer ISI via un suréchantillonnage au niveau du récepteur, comme le montre la figure ci-dessous, afin d'améliorer le taux de transmission réel et l'utilisation du spectre du lien.

Schéma fonctionnel de l'émetteur-récepteur du système de transmission Super Nyquist

La densité spectrale de puissance du signal de transmission Super Nyquist est uniquement liée à la fonction de réponse en fréquence du filtre de transmission et n'étendra pas la bande passante. Dans la figure suivante, la bande passante du système de transmission super Nyquist et du système Nyquist traditionnel est comparée. La forme d'onde du domaine temporel de la bande de base est une onde rectangulaire et le nombre de couches superposées du système de transmission Super Nyquist est de 4. On peut voir sur la figure que le système de transmission Super Nyquist ne changera pas la forme de distribution du spectre, c'est-à-dire qu'il n'étendra pas la bande passante.

Comparaison de bande passante entre le système Super Nyquist et le système Nyquist

En multi antenne antenne système, la technologie de transmission super Nyquist est utilisée pour générer un délai entre la transmission antennes, et le suréchantillonnage est utilisé pour créer une réception virtuelle antennes, ce qui peut améliorer le multiplexage spatial et le gain de diversité lorsque le nombre de antennecôté utilisateur est limité. Par conséquent, même un seul antenne l'utilisateur peut obtenir un gain de multiplexage spatial. On peut voir sur la figure ci-dessous que le multiplexage virtuel antenne Le système basé sur la transmission ultra Nyquist présente un gain évident par rapport au miso traditionnel à un rapport signal/bruit élevé, et peut obtenir un gain de capacité de plus de 40 % à un rapport signal/bruit de 10 dB.

Comparaison de capacité entre le système de transmission Super Nyquist et le système de transmission Nyquist traditionnel

L'algorithme de décodage optimal de la technologie de transmission super Nyquist est l'algorithme de décodage de Viterbi basé sur l'estimation de séquence à vraisemblance maximale. Cependant, sa complexité augmente de manière exponentielle avec l'augmentation du chevauchement. Par conséquent, la conception d'un récepteur à faible complexité est très importante pour le développement pratique du système. En même temps, les systèmes multi-porteuses et à grande échelle antenne Les technologies de transmission par bande passante multiple (DFM) sont toujours la technologie dominante dans le futur. La manière de combiner la technologie OFDM/MIMO et de prendre en compte l'impact du canal de décoloration multitrajet réel sur le système doit être discutée en profondeur.

4、Transformer la forme d'onde du domaine

La technologie des formes d’onde joue un rôle important dans la conception des interfaces radioélectriques des systèmes de communication sans fil des dynasties précédentes. Les performances des formes d'onde OFDM utilisées dans les systèmes 4G et 5g dépendent de l'orthogonalité entre leurs sous-porteuses. Si l'orthogonalité entre les sous-porteuses est détruite par des facteurs tels que le décalage de fréquence Doppler, les performances diminueront souvent de manière significative.

Diagramme schématique de la forme d'onde du domaine de transformation

La forme d'onde du domaine de transformation vise à surmonter les inconvénients ci-dessus de la forme d'onde OFDM. Différent du schéma de forme d'onde traditionnel, qui considère que le symbole de transmission est situé dans le domaine temps-fréquence classique, la forme d'onde du domaine de transformation considère que le symbole de transmission est situé dans d'autres domaines doubles (tels que la fréquence de retard, le Doppler variable dans le temps et autres). doubles domaines), comme le montre la figure suivante. Grâce à la transformation entre des domaines doubles, les symboles de domaine de transformation peuvent obtenir un effet de diversité multidimensionnel, de sorte que les facteurs défavorables tels que le décalage de fréquence Doppler dans la forme d'onde OFDM peuvent être utilisés efficacement comme degré de liberté de diversité pour améliorer les performances de transmission.

Comparaison des performances entre la forme d'onde du domaine de transformation et l'OFDM

La figure ci-dessus montre la comparaison des performances du taux d'erreur de bloc entre la forme d'onde du domaine de transformation et l'OFDM dans l'hypothèse d'une estimation de canal idéale dans un environnement mobile à 500 km/h. Dans la simulation, le modèle de canal CDL est pris en compte, l'intervalle de sous-porteuse est de 60 KHZ, le codage de canal est un code convolutif avec un taux de code de 1/3, le nombre de sous-porteuses est de 128 et le traitement conjoint de six symboles OFDM consécutifs dans le domaine temporel est pris en compte pour la forme d’onde du domaine de transformation. Les résultats montrent que la forme d'onde du domaine de transformation peut gérer efficacement le décalage de fréquence Doppler dans un environnement mobile à grande vitesse et obtenir de meilleures performances en matière de taux d'erreur de bloc.

Bien que des recherches connexes montrent que le schéma de forme d'onde du domaine de transformation peut réaliser un gain significatif par rapport au schéma de forme d'onde traditionnel basé sur OFDM dans les scènes mobiles à grande vitesse, la manière de récupérer avec précision le signal transmis à faible coût est un sujet important dans la recherche sur la forme d'onde du domaine de transformation. En outre, comment concevoir des signaux de référence efficaces pour obtenir avec précision des signaux multi- antenne Les canaux à faible surcharge nécessitent des recherches plus approfondies.

5、Lien physique piloté par l'IA

Depuis la communication 5G, l'intelligence des réseaux sans fil est devenue un sujet important, qui vise à parvenir à une allocation et une utilisation plus efficaces des ressources du réseau. En tant que l'une des principales technologies habilitantes de l'intelligence des réseaux sans fil, la technologie de l'IA pénètre dans le réseau central, la gestion du réseau, la couche physique et la pile de protocoles de haut niveau du réseau d'accès. Parmi eux, l'IA de la couche physique fait généralement référence au schéma technique permettant de réaliser ou d'améliorer la fonction de la couche physique du réseau sans fil en utilisant l'intelligence artificielle/la méthode d'apprentissage automatique.

L'IA dans la couche physique peut être principalement appliquée au traitement CSI, à la conception de récepteurs et à la conception de liaisons de bout en bout. Par exemple, le réseau neuronal dans l'apprentissage profond est utilisé pour apprendre la représentation compressée de CSI de haute dimension dans la communication sans fil, afin de réduire la surcharge de rétroaction CSI ; En utilisant un réseau neuronal artificiel pour apprendre le mappage inverse du signal d'interférence reçu au signal d'origine, il n'est pas nécessaire d'estimer et d'égaliser explicitement le canal ; En optimisant conjointement l'émetteur et le récepteur dans un environnement de canal spécifique, nous pouvons découvrir les effets non idéaux dans le canal et améliorer les performances de transmission.

Cependant, il est difficile de surpasser la conception traditionnelle en utilisant le module IA pour remplacer le module de couche physique traditionnel à la manière d'une « boîte noire ». En revanche, l’idée de combiner les méthodes d’intelligence artificielle avec les connaissances des experts humains est un meilleur choix pour absorber les avantages des deux côtés. De plus, afin d'exploiter pleinement le potentiel de l'IA dans la réduction des frais généraux et de la complexité, il est nécessaire de concevoir l'allocation des ressources du signal de référence et de l'interface radio en conséquence, ou même la conception conjointe entre les modules multi-liaison. Par conséquent, cela pourrait avoir un impact plus important sur le cadre de l’interface aérienne et la conception de la signalisation existants.

6. Contrôle de lien Plug and Play

Le réseau d'accès sans fil 6G doit avoir la capacité d'étendre automatiquement la couverture pour mieux compléter la couverture tridimensionnelle complète de la scène. Lorsqu'un nouvel organisme de service réseau rejoint le réseau, il peut rapidement se serrer la main et se connecter pour réaliser une extension de la couverture. La technologie de contrôle de liaison plug and play comprend les aspects suivants :

Conscience des processus : percevez différents types de demandes d'accès et démarrez les processus appropriés de prise de contact et de signalisation de contrôle. Pour différents types de points d'accès, il est nécessaire d'identifier avec précision, de compléter rapidement l'accès et de réaliser une extension flexible de la couverture.

Contrôle et coordination du cloud vers la périphérie : contrôle flexible et précis des points d'accès périphériques par le cloud, y compris le contrôle d'accès, l'allocation automatique des ressources de bande passante et la coordination entre les liaisons. La capacité d’IA peut être introduite dans le traitement cloud pour prendre en charge les fonctions ci-dessus.

Autogénération et auto-optimisation des points d'accès : utilisez le jumeau numérique/IA et d'autres technologies pour automatiser et surveiller entièrement tous les points d'accès tout au long de leur cycle de vie. Lorsque le point d'accès rejoint le réseau, il peut automatiquement terminer la configuration et réaliser l'auto-génération ; Lorsque le point d'accès est en cours d'exécution, les paramètres sont ajustés et automatiquement optimisés en fonction de la scène en temps réel, et le service est amélioré selon les besoins pour mieux répondre aux besoins des utilisateurs.

Contrôle de lien Plug and Play

Un canal de transmission rapide et efficace, ainsi qu'une large bande passante et une bande passante de transmission en temps réel élevée sont nécessaires entre le cloud et la périphérie pour garantir l'interaction des informations en temps réel entre les interfaces plug and play. Dans le même temps, de puissants jumeaux numériques et des algorithmes d’IA sont également nécessaires pour compléter le contrôle automatique des points d’accès à distance.

7、Contrôle QoS de l'interface aérienne adaptative

L’ère de la 6G sera une ère hautement numérique et intelligente. L'image holographique, le service XR, la perception et l'interaction de l'espace virtuel ainsi que d'autres nouveaux services mettent tous en avant des exigences plus extrêmes en matière d'assurance qualité de service du réseau 6G.

Le contrôle QoS de l'interface radio adaptative est basé sur les contraintes QoS de bout en bout et réalise la garantie QoS des données de transmission de l'interface radio en fonction des caractéristiques de transmission de l'interface radio en temps réel, des ressources d'interface radio relativement limitées et des contraintes de temps de retour de transmission. , etc., c'est la technologie clé du service d'interface aérienne à la demande et de la capacité de réseau efficace.

Le contrôle de la qualité de service de l'interface radio adaptative comprend les aspects suivants :

1. Mécanisme de détection QoS flexible : combinez la technologie IA/Big Data pour réaliser la détection, la modélisation et l'ajustement adaptatif de la QoS des services hébergés.

2. Intégration profonde de la QoS commerciale et de la capacité d'interface aérienne : explorez un nouveau mécanisme de QoS combinant la QoS commerciale et la capacité de service d'interface aérienne. Sur la base des exigences précises du service, le réseau d'accès sans fil fait correspondre les exigences du service avec l'état de l'interface radio en temps réel grâce à la planification et à la gestion des ressources sans fil.

3. Mécanisme QoS de bout en bout de la couche : le terminal effectue une gestion QoS plus détaillée en combinaison avec les informations QoS fournies par le réseau d'accès pour réaliser la transmission précise et efficace des données de liaison montante et descendante sur l'interface aérienne.

Face à l’avenir, les exigences de service du réseau 6G évoluent. Le mécanisme de qualité de service implique le réseau central, le réseau de transmission et le réseau d'accès. Le mécanisme de QoS unifié et coordonné de la couche de transmission et du réseau d'accès combiné au réseau central est un problème de suivi à considérer.

 

03、Technologie permettant le réseau  

   

1、Schéma de signalisation léger

Du processus de développement des 2G, 3G, 4G à la 5g, avec l'expansion continue de l'échelle du réseau et la complexité croissante, cela conduit à une redondance complexe de l'architecture du réseau. Selon la tendance actuelle en matière de développement des réseaux, la complexité du réseau 6G prenant en charge l'interconnexion de toutes choses augmentera géométriquement. Un système de signalisation léger est un choix inévitable pour la conception 6G.

Le réseau d'accès sans fil 6G doit être conçu selon le schéma de signalisation unifié, intégrer une variété de technologies d'accès à l'interface aérienne sous le contrôle de signalisation unifié, réaliser le contrôle unifié de l'interface aérienne et réduire la complexité du réseau d'accès aux terminaux. En termes de conception des fonctions de pile de protocoles, une conception différenciée des fonctions de protocole peut être envisagée, la distribution des fonctions de protocole et la conception de l'interface peuvent être optimisées, et la fonction de protocole peut être encore améliorée en combinaison avec la technologie d'IA.

En termes de fonction réseau, le réseau 6G peut être divisé en couche de signalisation à large couverture et couche de données à la demande. Grâce au mécanisme de séparation du plan de signalisation et du plan utilisateur, une couche de couverture de signalisation unifiée est adoptée pour garantir une gestion fiable de la mobilité et un accès rapide aux services ; Grâce au chargement dynamique de la couche de données à la demande, il peut répondre aux besoins commerciaux des utilisateurs du réseau. Les deux coopèrent de manière flexible pour réduire le nombre de stations de base déployées et améliorer l'expérience de perception du service des utilisateurs.

Contrôle de signalisation léger

Le système de signalisation léger nécessite le support d’un réseau de transmission présentant une fiabilité élevée, un faible délai et un faible coût. Le réseau de transmission a besoin d’une topologie flexible et d’une bande passante suffisante. La conception intégrée du centre de contrôle sans fil, du réseau de transmission et du point d'accès au réseau est requise. En outre, la signalisation et la séparation des services doivent coordonner la bande de fréquences disponible 6G afin de tirer pleinement parti des avantages d'une large couverture et d'une charge de service flexible.

2、Conception des services de bout en bout

Avec l'intégration profonde de la technologie doict et l'émergence d'un grand nombre de nouveaux services, les opérateurs ont besoin que le réseau ait la capacité de répondre rapidement aux nouvelles exigences afin de fournir rapidement des services réseau. La technologie cloud native orientée services est une technologie importante pour permettre les capacités ci-dessus, conduisant l'évolution des fonctions de protocole vers une architecture orientée services. La fonction de protocole basée sur l'architecture de service a la capacité d'exécuter la fonction de protocole selon les exigences commerciales. Les caractéristiques techniques se reflètent dans les aspects suivants :

1. Fonctions de protocole pilotées par la technologie de service cloud native : dans le but de respecter les contraintes logiques de chaque couche de protocole, les fonctions de protocole sont implémentées dans des modules qui peuvent être combinés de manière flexible. Chaque module peut être combiné, déployé et exploité de manière flexible selon les besoins pour réaliser la capacité de service des nouveaux services réseau.

2. Interface basée sur la technologie de service cloud natif : les interfaces internes et externes du réseau d'accès sont reconstruites sur la base de la forme d'interface de service cloud natif et du protocole d'interface, qui a pris en charge la combinaison flexible de modules de fonction de protocole et de capacité de réseau ouvert ;

3. Ouverture des capacités basées sur la technologie des services natifs cloud : fournir un mécanisme d'échange d'informations sur le réseau d'accès pratique, rapide et unifié et un mécanisme d'ajustement des politiques à des tiers pour obtenir des renseignements et des résultats gagnant-gagnant.

Protocole basé sur l'architecture de service

Les fonctions après reconstruction des fonctions de protocole comprennent des fonctions de base et des fonctions incrémentielles :

1. Les fonctions de base incluent des fonctions au niveau cellulaire, telles que la gestion des connexions, la gestion du plan utilisateur, la gestion des économies d'énergie de l'UE et les services réseau correspondants.

2. Les fonctions incrémentielles comprennent l'enregistrement des services de réseau d'accès, l'acquisition et le stockage de données, l'ouverture de capacité, l'analyse et la prise de décision de l'IA et les services réseau correspondants.

La haute flexibilité en temps réel et la grande flexibilité de la fonction du réseau d'accès imposent des exigences élevées en matière de stockage, de puissance de calcul et d'interaction d'informations en temps réel de la plate-forme. La question de savoir si la technologie de fusion profonde Doict peut répondre à cette exigence nécessite des recherches et des vérifications supplémentaires. Dans le même temps, le réseau d’accès présente un couplage fonctionnel étroit. Comment obtenir une « cohésion élevée et un faible couplage » raisonnable est une ingénierie système complexe. De plus, par rapport aux solutions traditionnelles, la technologie de service actuelle entraîne une augmentation du coût d'un équipement unique. Comment équilibrer les coûts et les revenus est un problème systématique.

Le protocole basé sur l'architecture de service s'exécute sur la plate-forme cloud et utilise le cloud natif pour réaliser le développement, le déploiement et la gestion basés sur un microservice. La plate-forme cloud native doit s'adapter aux caractéristiques du réseau et réaliser un déploiement efficace, ouvert et multi-cloud.

Tendance d'évolution de la technologie cloud

Au cours des 20 dernières années, la technologie informatique a connu un développement rapide, du bare metal aux machines virtuelles et aux conteneurs. Le cloud natif est devenu la pratique technique la plus adaptée à l'architecture cloud. Le cloud natif est une idée pour la conception d'applications cloud. Tirer pleinement parti des meilleures pratiques en matière d'efficacité du cloud peut aider les opérateurs à créer des systèmes de réseau élastiques, fiables, faiblement couplés, faciles à gérer et observables, à améliorer l'efficacité de la livraison et à réduire la complexité de l'exploitation et de la maintenance. Les technologies représentatives incluent une infrastructure immuable, une grille de services, une API déclarative et sans serveur. L'architecture technologique cloud native présente les caractéristiques typiques suivantes :

• L'élasticité extrême peut réaliser une réponse en quelques secondes, voire en millisecondes ;

• Un mécanisme de planification hautement automatisé peut atteindre une forte capacité d'auto-guérison ;

• Une grande adaptabilité permet un déploiement reproductible à grande échelle dans toutes les régions, plates-formes et même chez les fournisseurs de services.

  
  

Le cloud natif réduit considérablement le seuil du cloud computing, permet une collaboration interdomaine entre la R&D et l'exploitation et la maintenance, améliore la vitesse d'itération ouverte et permet l'innovation commerciale. À l'heure actuelle, les technologies de points d'accès cloud natives connaissent une explosion, notamment l'orchestration de conteneurs multi-cloud, le serveur cloud natif, le stockage natif cloud, le réseau cloud natif, la base de données cloud native, la file d'attente de messages cloud native, la grille de services, le conteneur sans serveur, la fonction en tant que service ( FAAS), back-end en tant que service (baas), etc.

Les services de télécommunications ont des exigences plus élevées en matière de performances, de faibles délais, de fiabilité, de sécurité et de coût de l'équipement. Celles-ci nécessitent que la technologie cloud native évolue en fonction des caractéristiques des services de télécommunications pour répondre aux caractéristiques des normes élevées des services de télécommunications.

3. Fonction de perception intelligente

Pour la 6G, il existe de plus en plus de services interactifs cloud puissants avec un délai ultra-faible et une bande passante élevée. Les conceptions existantes en « couches » et en « cheminée » de la couche application, de la couche transport de services et de la couche réseau mobile entraînent l'extension de la transmission des paquets de données et le déclin de l'expérience utilisateur.

Afin de réaliser une correspondance précise et en temps réel entre la capacité de transmission du service et la capacité du réseau, il est nécessaire d'introduire une mesure et un retour d'information en temps réel de haute précision de chaque couche de protocole du réseau de bout en bout pour permettre une optimisation collaborative, et introduire des fonctions de traitement intelligentes à l'extrémité du réseau, y compris une estimation et une prédiction intelligentes. D'une part, il prétraite les données mesurées et interactives pour réaliser une réduction et une compression de dimensionnalité. D'autre part, il s'abonne et notifie selon les exigences de la couche d'application et de la couche de transport de service, de manière à réduire la surcharge de transmission réseau.

Conception d'une architecture commune à plusieurs couches

En même temps, il réalise une perception intelligente et approfondie des exigences de transmission de la couche application, réalise la perception et la prédiction en temps réel des exigences de transmission au niveau des paquets dans le but de protéger pleinement la vie privée de l'utilisateur et fournit des informations fines. des conseils granulaires pour le contrôle de la congestion de la couche de transmission de services et la planification des ressources de la couche de réseau mobile.

Le système de services de réseau de perception intelligente nécessite une couche multiprotocole, des éléments multi-réseaux et une coopération sur le terrain multi-technologique. Il est confronté à de nombreux défis, tels qu'une vérification difficile du schéma technique et l'introduction de fonctionnalités non standard potentielles. Dans le même temps, étant donné que la conception conjointe des couches protocolaires et la normalisation des interactions impliquent plusieurs organismes de normalisation et groupes de travail, la promotion des nouvelles technologies en matière de normalisation est confrontée à de grands défis.

4、Système d'autonomie du réseau basé sur le jumeau numérique

La technologie des jumeaux numériques fait référence à l'établissement d'une entité virtuelle de l'entité du monde physique dans le monde numérique par des moyens numériques, de manière à réaliser l'observation, l'analyse, la simulation, le contrôle et l'optimisation dynamiques de l'entité du monde physique. La technologie des réseaux de jumeaux numériques comprend la modélisation des fonctions, la modélisation des éléments du réseau, la modélisation du réseau, la simulation du réseau, le modèle des paramètres et des performances, les tests automatiques, l'acquisition de données, le traitement du Big Data, l'analyse des données, l'apprentissage automatique de l'intelligence artificielle, la prédiction des pannes, l'optimisation de la topologie et du routage. Ainsi, les problèmes difficiles à chaque étape du réseau peuvent être transformés en monde numérique à résoudre, et l'autonomie du réseau peut être réalisée grâce à la surveillance, la prédiction, l'optimisation et la simulation.

Jumeau numérique pour réaliser l’autonomie du réseau

Basé sur la technologie du jumeau numérique et la technologie de l'intelligence artificielle, le réseau 6G sera un réseau autonome doté de capacités d'auto-optimisation, d'auto-évolution et d'auto-croissance. Le réseau auto-optimisé prédit à l'avance la tendance de l'état futur du réseau, intervient à l'avance en cas de dégradation possible des performances, optimise et simule en continu l'état optimal du réseau physique dans le domaine numérique, et émet à l'avance l'opération d'exploitation et de maintenance correspondante. pour corriger automatiquement le réseau physique.

Le réseau auto-évolutif analyse et prend des décisions sur le chemin d'évolution des fonctions de réseau basées sur l'intelligence artificielle, y compris l'optimisation et l'amélioration des fonctions de réseau existantes et la conception, la mise en œuvre, la vérification et la mise en œuvre de nouvelles fonctions. Le réseau auto-croissant identifie et prévoit les différents besoins de l'entreprise, organise et déploie automatiquement les fonctions réseau de chaque domaine et génère des flux de services de bout en bout pour répondre aux besoins de l'entreprise ; L'extension automatique de la capacité doit être effectuée pour les stations dont la capacité est insuffisante, et la planification automatique, le démarrage automatique du matériel et le chargement automatique des logiciels doivent être effectués pour les zones sans couverture réseau.

En tant que nouveau concept appliqué dans le domaine des réseaux, la technologie des jumeaux numériques doit faire l’objet d’un plus grand consensus dans l’industrie. Du point de vue de l'industrie et d'autres industries, cela prendra beaucoup de temps. Dans le même temps, la technologie des jumeaux numériques repose sur un grand nombre d'acquisitions de données, ce qui augmentera le coût de l'équipement, et le mode d'acquisition des données nécessite également une innovation révolutionnaire.

5、Transmission déterministe des données

Le concept de certitude a été proposé et normalisé pour la première fois dans l'IEEE. Le groupe de travail IEEE 802.1 a créé le groupe de travail AVB (audio video bridging) en 2007. Son objectif est de remplacer les câbles HDMI, les haut-parleurs et les câbles coaxiaux dans la maison par Ethernet. Avec l'application réussie de la norme IEEE 802.1avb dans les studios, les lieux de sport et de divertissement, cette technologie a commencé à attirer l'attention de l'industrie et de l'industrie automobile.

En 2012, le groupe de travail IEEE 802.1avb a été rebaptisé groupe de travail sur les réseaux sensibles au temps (TSN). La norme TSN étend la technologie AVB, dispose de mécanismes pour garantir des performances en temps réel tels que la synchronisation temporelle et la garantie de retard, et prend en charge la planification et la mise en forme du trafic, la fiabilité, la gestion de la configuration et d'autres protocoles associés. En 2015, l'IETF a créé le groupe de travail sur les réseaux déterministes (DetNet), qui s'engage à étendre la technologie déterministe basée sur Ethernet au réseau IP étendu, en fournissant les limites les plus défavorables en matière de retard, de perte de paquets et de gigue, de manière à fournir transmission de données déterminée.

Il ressort de ce qui précède que la transmission déterministe du réseau fixe est proposée depuis 10 ans, mais la recherche sur la transmission déterministe du réseau mobile vient de commencer, principalement parce que 1. L'interface aérienne est facile à affecter par l'environnement, et la qualité de la transmission est difficile à prévoir ; 2. Absence de mécanisme de garantie déterministe de bout en bout.

À l'ère de la 6G, la transmission de données déterministe deviendra la capacité représentative du réseau 6G à réaliser les caractéristiques d'un retard limité, d'une faible gigue, d'une haute fiabilité et d'une synchronisation temporelle de haute précision. Les difficultés à surmonter comprennent les aspects suivants :

1. Comment réaliser une réservation flexible des ressources et une planification en temps réel de l'interface aérienne sans fil. L’imprévisibilité de l’interface aérienne constitue le principal goulot d’étranglement pour réaliser une transmission déterministe de bout en bout. Cela nécessite tout d’abord qu’à l’ère de la 6G, les ressources de l’interface aérienne soient suffisantes et illimitées. Les paquets de données peuvent être programmés de manière flexible en temps réel dans le réseau d'accès pour garantir que les paquets peuvent être traités et envoyés dans le délai spécifié.

2. Comment réaliser un mécanisme de transmission déterministe à grande échelle. La technologie IEEE TSN est difficile à appliquer sur une vaste zone, principalement parce que la CNC dans le système TSN ne peut pas effectuer une opération de chemin à grande échelle ni une planification précise en temps réel, et que la précision de la synchronisation temporelle devient de plus en plus faible avec l'extension du chemin.

3. Comment réaliser l'intégration de mécanismes déterministes inter-couches et inter-domaines. À l’ère de la 5G, le réseau mobile est toujours un réseau en couches porté sur IP, ce qui pose un défi de taille en matière de planification de transmission déterministe collaborative entre domaines. À l'ère de la 6G, dès le début de la conception des réseaux, nous espérons réaliser un accès hétérogène, une intégration mobile fixe et une gestion collaborative. Les réseaux mobiles doivent absorber les protocoles de transmission déterministes à deux et trois niveaux des réseaux fixes existants pour réaliser l'intégration du déploiement, la prise en charge des protocoles et la planification collaborative, de manière à réaliser une transmission de données déterministe entre couches et entre domaines de bout en bout.

6、Réseau programmable

Le réseau 6G doit prendre en charge la programmabilité du réseau et réaliser la coopération de cinq réseaux : accès, périphérie, noyau, zone étendue et données, afin que le réseau de télécommunications puisse être personnalisé sur plusieurs services, plusieurs domaines et tout au long du cycle de vie. La programmabilité du réseau s'incarne à de nombreux niveaux, de bas en haut, la programmabilité des puces (telles que P4 et POF), la programmabilité FIB (telle que openflow), la programmabilité des nervures (telles que BGP et PCEP), la programmabilité du système d'exploitation du périphérique, la programmabilité de la configuration du périphérique (telle que comme cli, NETCONF / Yang et ovsdb), la programmabilité du contrôleur et la programmabilité du service (comme GBP et NEMO).

Le futur réseau doit répondre à la programmabilité sous quatre dimensions : élément de réseau, protocole, service et gestion :

1. Programmabilité des éléments de réseau de l'appareil : avec la diversification et la personnalisation des types de services de données, face à la demande sans fin des utilisateurs pour de nouvelles fonctions réseau, les fonctions réseau prises en charge par la pile de protocoles de l'élément de réseau de l'appareil sont limitées et le réseau La puce de la carte utilisée ne peut pas prédire toutes les fonctions réseau possibles dans les prochaines années. En tant que composant de base du réseau, l'élément de réseau a besoin de son architecture matérielle pour permettre aux utilisateurs de redéfinir les fonctions et de compléter le traitement de différents types de protocoles, l'encapsulation et le déballage selon les besoins.

Dans le même temps, l'architecture logicielle supérieure est composée de modules ou d'API avec une division claire des fonctions, ce qui permet aux utilisateurs de réorganiser ces modules ou interfaces d'appel pour atteindre des objectifs personnalisés, tels que la classification, la mise en forme, la QoS, etc. L'élément de réseau de périphériques prend en charge programmabilité, qui permet de prendre en charge efficacement la personnalisation des utilisateurs et l'évolution continue de nouveaux protocoles.

2. Programmabilité du protocole réseau : la division fonctionnelle du réseau de télécommunications et du réseau de données devient de plus en plus floue, et le protocole et l'architecture réseau s'infiltrent mutuellement. Avec l'évolution continue des scénarios d'application, de nouvelles exigences pour les fonctions de pile de protocoles réseau émergent les unes après les autres, et l'évolution et l'innovation des protocoles réseau émergent également (tels que newip, srv6, quic, etc.). Face à la coexistence à long terme des anciens et des nouveaux protocoles, il faudra nécessairement que les protocoles intra-réseaux et inter-réseaux de bout en bout puissent prendre en charge la commutation synchrone. Même en fonction du type de service utilisateur et des exigences de qualité, la tranche Le protocole réseau de bout en bout est sélectionné selon les besoins. Et puis réalisez le passage en douceur du réseau 5g + au réseau 6G.

3. Programmabilité du chemin de service : le réseau de bout en bout transporte des services de plus en plus abondants. Nous devons voir que le temps nécessaire au réseau ou à l'élément de réseau pour terminer la nouvelle mise à niveau du service est séquentiel. Il prend en charge la configuration de différentes données utilisateur à la demande et l'utilisation de différents chemins de traitement métier. Il peut non seulement adopter l'ancien schéma de transformation, mais également réaliser un drainage progressif et une transition en douceur vers une architecture de réseau innovante, afin de répondre à l'expansion illimitée des besoins des utilisateurs sur la base d'un coût limité. En outre, ce n'est que lorsque le chemin de transfert depuis le terminal, le réseau d'accès, le réseau central, le réseau étendu et l'ensemble du réseau du centre de données est mesurable et réglable que la coordination du service de bout en bout, du réseau et de la périphérie peut être véritablement réalisée. et une garantie de réseau de bout en bout soit réalisée.

4. Mode de gestion programmable : avec la complexité croissante du réseau de télécommunications, les coûts élevés d'exploitation et de maintenance du réseau et l'ouverture tardive des barrières d'exploitation et de maintenance inter-réseaux, la liquidité commerciale est insuffisante et la vitesse en ligne des nouveaux services ralentit. La programmation du cours en mode gestion signifie qu'en termes de mode de surveillance et de gestion, les éléments du réseau doivent prendre en charge une variété de moyens de gestion personnalisés pour promouvoir les trois améliorations de l'efficacité des ressources, de l'efficacité énergétique et de l'efficacité de l'exploitation et de la maintenance, de manière à atteindre un système de réseau autonome en boucle fermée orienté vers l’expérience utilisateur.

Nous avons précédemment signalé l’application de la 5g dans 21 secteurs verticaux. Avec la popularisation continue de la 5g, la demande future en matière de communication sera plus claire. De nouvelles activités, de nouvelles applications, de nouveaux services et de nouveaux matériaux se développent rapidement, et de nouvelles technologies telles que le cloud computing, le big data, la blockchain et l'intelligence artificielle s'intègrent constamment aux technologies de communication. Il est urgent de promouvoir en permanence la conception et la recherche sur la 6G en combinaison avec les derniers changements et tendances de développement. Bien que l'hypothèse de la 6G à ce stade semble un peu farfelue, la vitesse de développement de la technologie dépasse souvent les attentes des gens.

La marque « kinghelm » a été initialement enregistrée par la société Golden Beacon. Golden Beacon est un fabricant de vente directe de GPS antenne et Beidou antenneIl jouit d'une très grande popularité et d'une très grande réputation dans l'industrie de la navigation et du positionnement GPS Beidou. Les produits de R & D et de production sont largement utilisés dans la navigation et le positionnement par satellite BDS, la communication sans fil et d'autres domaines. Les principaux produits comprennent : réseau rj45-rj45, interface réseau connecteur, RF connecteur adaptateur, câble coaxial connecteur, type C connecteur, Interface HDMI, interface type C, broche et bus, SMA, FPC, FFC antenne connecteur, antenne transmission du signal étanche connecteur, Interface HDMI, Connecteur USB, ligne terminale, borne de bornier, barrette de connexion, balise RFID RF Navigation de positionnement antenne, communication antenne fil de connexion, tige en caoutchouc antenne, antenne ventouse433 ans antenne, 4G antenne, Module GPS antenne, etc. Il est largement utilisé dans l'aérospatiale, la communication, l'industrie, l'instrumentation, la sécurité, la médecine et d'autres industries.

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