多頻段協同通信專題導讀

通信的本質是把各種資源（頻譜、時間、空間等）轉換為能力（容量、延遲、連接數、可靠性等），因此，為了提升通信能力，我們不僅要利用更多的資源，還要實現這些資源的高效利用。本期專題為“多頻段協同通信”，旨在探討頻譜資源的挖掘與利用技術。當前單一的頻譜資源已經無法滿足5G時代的速率需求，因此我們一方面需要尋找新的頻譜資源，另一方面應充分挖掘可用頻譜的潛力，實現多個頻譜的協同通信。國際移動通信（IMT）2020和IMT 2030推進組均將多頻段接入和協同通信技術列為5G、6G的重要核心技術。

按照頻率或波長劃分，多頻譜不僅包含5G中已使用的Sub-6 GHz低頻段和毫米波（mmW）頻段，還包括6G中正在研究的太赫茲（THz）頻段，甚至紅外、可見光波段；根據授權狀態，多頻譜可分為授權頻譜與非授權頻譜；按照雙工類型劃分，多頻譜可分為對稱與非對稱以及頻分雙工、時分雙工、靈活雙工、部分全雙工、全雙工等；根據帶寬性質的不同，多頻譜分為連續頻譜和離散頻譜。

本期專題探討了多頻段協同通信的特性、應用場景、關鍵技術等，其中重點討論了以往研究中比較缺失的技術方向，例如新頻譜技術（THz、紅外、可見光）、非授權頻譜利用及其與授權頻譜的協同方式、新的雙工方式、離散頻譜利用技術，以及其他多頻段的協同通信——包括但不限于載波聚合（CA）/雙連接（DC）/動態頻譜共享（DSS）動態頻譜共享等。

在頻譜資源有限的情況下，多種頻段之間的高效協同就顯得尤為重要。《5G高低頻組網協同機制與策略》提出了一種綜合考慮業務需求、用戶體驗、終端能力、空口能力、網絡狀態的協同機制。該機制利用智能化手段預測多層目標網絡的用戶體驗預期，實現用戶與網絡的最優匹配。

非授權頻譜可以免費使用，但IMT長期以來缺失對非授權頻譜利用，而電氣和電子工程師協會（IEEE）WiFi則重點關注非授權頻譜。《5G與WiFi6的協同組網方案設計及應用》從多視角分析了兩者協同組網的必要性和可行性，提出了優化后的5G與WiFi6協同組網系統架構，設計了關鍵網元的軟件架構和網絡增強功能機制，并通過專網試點完成了組網方案的應用驗證，旨在為產業界的5G與WiFi6協同組網方案規劃和部署建設提供技術參考。

隨著低端頻譜資源的逐漸耗盡，未來移動通信必然走向更高的頻段，因此毫米波與太赫茲都將得到應用。《多頻段協同通信的新機遇——太赫茲通信感知一體化》提出面向THz通感一體化的多頻段協同技術，可以通過感知協同和通信協同來提升THz通信性能。此外，文章還通過兩個典型實例給出了面向THz通感一體化的多頻段協同關鍵技術和挑戰。

比太赫茲更高的頻段是紅外和可見光，它們也被認為是6G通信中的重要一環，具有高信道容量、低電磁輻射、高保密性等優勢。然而，高速發光二極管（LED）可見光通信系統受限于調制帶寬與高功率下的非線性。對此，《可見光通信星座整形與人工智能解調技術》提出了一種基于貪婪算法的幾何整形編碼方式，并使用一個3層隱藏層的深度神經網絡（DNN）作為接收端的解碼器，使系統的傳輸速率得到提升，且能夠承受更大的信號峰峰電壓和偏置電流。該技術是未來可見光通信中一項很有潛力和前景的技術。

《面向6G的多頻段智能融合組網》從網絡架構層次探討新的網絡架構適配多頻段融合的方法，并提出了一種新的面向6G的多頻段智能融合模型——Meta-cell元小區+Stackfree非棧式用戶面，以支持高中低任意頻段資源的智能編排組合，從而按需滿足組網目標。Meta-cell元小區和Stackfree非棧式用戶面通過在組件化、解耦、池化和虛擬化的基礎上疊加智能化可編排可配置，克服了現有多頻段組網技術不夠靈活高效的問題，有助于賦能6G豐富多樣的業務和組網場景。

未來6G業務對覆蓋能力提出了全面的需求。《面向6G全場景的多頻段協同覆蓋擴展技術》探究了多頻段協同使能的全場景覆蓋擴展技術，包括多頻段協同組網、多頻段協同感知與多頻段智能共享。

《雙智協同網絡：理念與技術》提出了一種多頻多制式移動網絡中基于雙層智能化互操作的新型協同方案，以滿足網絡發展不同階段及不同場景下的多目標優化要求。網絡不同階段用戶級智能與網絡級智能相結合形成的雙智矩陣，可實現商用網絡下差異化業務體驗的精準滿足，最大化網絡總體收益。

本期專題較為全面地反映了頻譜高效組合利用技術創新的最新成果。在此，對各位作者的大力支持和精心撰稿表示衷心感謝！希望本專題在多頻段協同通信的標準化和技術實現方面起到重要參考和積極推動作用。

2022年7月15日