專題：6G的智能通信計(jì)算融合技術(shù)

武 剛

內(nèi)容導(dǎo)讀

目前，針對潛在6G關(guān)鍵技術(shù)的場景與需求研究成為學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)。面向未來更多類型終端的智能互聯(lián)與新興服務(wù)的需求，人工智能應(yīng)用于無線通信物理層的信道估計(jì)、編譯碼及接收機(jī)設(shè)計(jì)，解決基于大數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)自主優(yōu)化，基于泛在無線感知和邊緣側(cè)的強(qiáng)大算力構(gòu)成的多接入邊緣計(jì)算，已成為6G無線技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。在未來智能車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、有人/無人交互、全息通信等場景下，面向未來的智能通信計(jì)算融合需求，存在許多擬待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。其中，基于智能反射表面構(gòu)建的智能無線電環(huán)境成為研究熱點(diǎn)之一。此外，基于泛在感知、邊緣智能計(jì)算等新技術(shù)，如何解決感知關(guān)鍵性能瓶頸與通信信號設(shè)計(jì)及優(yōu)化、計(jì)算智能與無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化融合等矛盾也是未來潛在研究方向。

從2019年起，科技部在重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“寬帶通信和新型網(wǎng)絡(luò)”重點(diǎn)專項(xiàng)中，陸續(xù)開始發(fā)布與6G相關(guān)的項(xiàng)目征集。2021年2月，在科技部發(fā)布的“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)與通信”重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報指南征求意見中，也包括了6G感知-通信-計(jì)算融合方向項(xiàng)目指南建議。

本專題針對無線感知通信的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討，包括無線感知通信一體化場景與關(guān)鍵技術(shù)分析，基于可重構(gòu)智能反射表面的新型調(diào)制設(shè)計(jì)與應(yīng)用場景分析、車聯(lián)網(wǎng)側(cè)鏈(Sidelink)的資源分配和中繼技術(shù)、面向網(wǎng)絡(luò)精細(xì)化管控需求的業(yè)務(wù)識別、無線傳感網(wǎng)中低功耗低時延路徑式協(xié)同計(jì)算等問題，希望能引起讀者的共鳴和討論。

辨析無線感知通信一體化的場景與技術(shù)需求是開展理論基礎(chǔ)與具體技術(shù)研發(fā)工作的基礎(chǔ)，論文《無線感知通信一體化關(guān)鍵技術(shù)分析》通過辨析感知與通信一體化技術(shù)工作模式，分析針對3種技術(shù)場景的感知通信一體化方案可行性，介紹了一體化收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框架及針對智能體交互場景一體化的應(yīng)用思路。

針對網(wǎng)絡(luò)精細(xì)化管控需求的業(yè)務(wù)識別問題，《基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)識別》提出了一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)的分析業(yè)務(wù)流的統(tǒng)計(jì)特征的方法；還提出基于對抗生成網(wǎng)絡(luò)解決數(shù)據(jù)集獲取困難，以及數(shù)據(jù)集分布不平衡導(dǎo)致的過擬合問題，其給出的業(yè)務(wù)識別準(zhǔn)確率仿真研究結(jié)果驗(yàn)證了所提方法的高效及創(chuàng)新性。

面向支持高級自動駕駛的技術(shù)需求，5G車聯(lián)網(wǎng)基于新空口的側(cè)鏈(NR-V2X Sidelink)要求更高可靠性、更低時延的通信傳輸能力，《NR-V2X Sidelink關(guān)鍵技術(shù)研究》在總結(jié)V2X Sidelink技術(shù)特征的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析總結(jié)了其中資源分配和中繼技術(shù)問題，并展望了NR-V2X Sidelink的研究方向。

基于可配置反射表面(RIS)構(gòu)建智能無線電環(huán)境是智能感知通信的潛在方向之一，《可重構(gòu)智能表面輔助的四元數(shù)調(diào)制無線通信系統(tǒng)》介紹了由可重構(gòu)智能表面輔助的四元數(shù)調(diào)制(QMod)系統(tǒng)，完成了對該系統(tǒng)平均誤碼率理論上界的理論推導(dǎo)，及在瑞利信道中的BER性能仿真，較好地揭示了QMod應(yīng)用于RIS輔助通信系統(tǒng)的潛力。

論文《WSN低功耗低時延路徑式協(xié)同計(jì)算方法》針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供時延敏感型業(yè)務(wù)需求，提出了一種基于云霧網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、利用離散二進(jìn)制粒子群優(yōu)化實(shí)現(xiàn)WSN低功耗低時延路徑式協(xié)同計(jì)算的方法，分別從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)與算法設(shè)計(jì)層面達(dá)到了降低業(yè)務(wù)處理時延的目的。

本專題的推出希望達(dá)到兩個目的:一是報道在包括無線傳感網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、RIS等6G感知通信計(jì)算融合領(lǐng)域的最新研究成果和進(jìn)展；二是給廣大讀者提供有益的啟示和參考，旨在拋磚引玉。最后，對各位作者的辛勤工作和精心撰稿表示衷心的感謝。