2023/3/3 08:45

专访彭木根教授：6G三大特征越来越显著，手机直连低轨通信卫星成新的亮点

 刘定洲

C114讯 3月3日消息（刘定洲）2023年3月22日-24日，2023全球6G技术大会以“6G融通世界，携手共创未来”为主题将在南京召开。

大会举办前夕，北京邮电大学信息与通信工程学院院长、网络与交换技术国家重点实验室副主任彭木根教授接受C114专访，对6G相关话题进行了深入分析。尤其是面向手机直连的低轨卫星通信和感知通信计算深度融合技术，被业界认为是6G时代的重要发展方向，彭木根院长和他的团队进行了深入研究。

对于“全球6G技术大会”举办，彭木根说，由未来移动通信论坛和紫金山实验室搭建起来的这个平台是6G领域覆盖最为广泛的著名国际学术和产业一体化会议之一，是全球6G技术研究力量沟通与合作的重要桥梁。过去两届会议围绕6G愿景与应用场景、6G网络架构、6G新型空口与高性能无线传输技术、6G网络覆盖扩展与天地融合技术等方向进行了深度交流，大会发布的多本白皮书获得热烈反响。

6G的三大特征越来越显著

当前正处于5G盛世，6G仍然云山雾罩。但移动通信有显著的代际特征，每十年就会更新换代，6G研究已经在学术界和产业界都如火如荼开展。彭木根指出，相较于5G，6G理论上将在传输速率、时延、可靠性、连接数、安全等性能方面会有显著提升。随着车联网、混合现实、元宇宙、工业互联网等新兴应用落地，6G的三大特征越来越显著，也越来越聚焦和清晰：

一是由面向人与人的通信演进为人-机-物智慧互联。原来在5G中提及的高清视频传输、工业互联网、车联网等应用，在6G中将进一步完善，全息通信、智慧车联网、智慧工业互联网等将逐渐成熟进入商用，全面推进垂直行业的信息化和智能化发展。

二是真实物理世界与虚拟数字世界间的界限越来越模糊。虚实结合，元宇宙、混合现实、脑机接口等应用，将深刻改变人们的生活和工作，也将重塑传统的制造业及其产业生态，推进数字经济的发展。

三是从陆地通信演进为空天地海一体化通信。基于低轨卫星、无人机、浮空平台的空地通信成为6G的重要组成，从而迈入全域无缝宽带无线通信时代。

彭木根表示，为了满足上述特征，6G急需学科和专业的深度交叉融合，包括通信感知一体化、通信计算深度融合、低轨卫星的通导一体化等。通过深度交叉融合，5G没有很好完成的预期任务和性能目标，在6G时代都能够很好的达到，从而实现“万物智联、融合智简”的美好愿景。

手机直连低轨卫星将成6G新的亮点

NTN（非地面组网）技术在2022年已经成为业界探讨的热点，基于NTN技术，业界畅想手机直连卫星的商用前景。彭木根介绍，传统的高轨通信卫星主要满足偏远地区和特殊行业用户的电视广播、卫星电话、紧急消息发送等通信需求，终端都是专门定制的“大块头”，无法实现6G时代个人宽带通信的愿景。截止到目前，基于高轨同步通信卫星，受限于移动卫星终端本身的天线增益和发射功率，上星链路的速率不高。“现阶段普通用户可以通过移动卫星终端，进行短消息和语音对讲等，但离宽带高速上网还有不小的距离，而且终端是专门定制的，和陆地的蜂窝手机不兼容，价格昂贵。”彭木根说。

为了实现单一手机畅游全世界无盲区，基于低轨通信星座，业界开始将视线转向手机直连技术。美国Space X、AST SpaceMobile、Lynk Global都开始了手机直连低轨卫星项目布局，部分公司已经发射了试验卫星，进行了性能测试；我国运营商也进行了符合NTN标准的手机直连性能评估，加紧进行手机直连关键技术的突破与低轨卫星研发。

考虑到低轨卫星通信相比高轨卫星时延小、路径损耗小的优势，彭木根预计，手机直连低轨卫星将成为6G时代NTN的新亮点和必备能力之一。此外，随着低轨卫星载荷计算能力的增强，可在星上直接部署基站、核心网、软定义交换路由、移动边缘计算功能等，构建无所不在的天基低轨卫星通信网络。

彭木根强调，所有的这些变化对普通用户来说都是透明的，将来用户在边远地区、远海深海和极地等可无感知的使用6G手机，进行移动互联网畅游、无阻碍的进行远程视频监控、超高清视频下载等，而不知道是接入陆地的基站，还是低轨通信卫星。

“北邮-银河号”收获颇丰

在低轨卫星领域，彭木根所在的信息与通信工程学院，前期已经做了大量的理论和技术研究工作。为推进低轨卫星的通信遥感融合，2022年3月5日，包括“北邮-银河号”在内的六颗低轨宽带通信卫星和一颗遥感卫星成功在西昌卫星发射中心用长征二号丙运载火箭发射升空，进入预定轨道。

“北邮-银河号”卫星依托国家重点研发计划项目“6G通信-感知-计算融合网络架构及关键技术”以及北京市科技计划项目“低轨卫星Q／V／Ka 频段宽带通信载荷样机研制与接入试验”，是低轨卫星通信遥感融合的一次重要尝试，拟验证面向单星和多星的低轨卫星通信遥感融合体系架构及关键技术的可行性及性能，相关成果有利于充分利用稀缺的轨道资源，减少通信和遥感卫星数量，推动我国低轨卫星通信遥感一体化技术的完善和应用模式创新。

彭木根指出，基于银河航天公司的“小蜘蛛网”和“北邮-银河号”卫星，未来将进一步开展低轨宽带卫星星座组网与星地融合，空间信息获取、处理、传输与组网，通信、遥感和计算深度融合等研究和试验，更好地服务国家“网络强国”战略和满足数字经济发展需求。

看好6G应用前景

目前，我们仍处在5G时代的早中期，6G的大规模商用还很遥远。尽管5G在网络规模、用户规模等层面取得了醒目的成绩，但真正的“杀手级应用”并未出现。彭木根认为，5G“杀手级应用”原来预期是的面向垂直行业的各种应用，包括工业互联网、车联网、临空互联网等，但由于垂直行业固有的特征，5G公网专用一直不太顺畅，而5G专网投入产出比不高，存在前期建网投入高、应用规模小等问题，目前为止还没有达到业界的期望。

6G应用场景、用户规模相比5G将继续扩大和提升。借助毫米波和太赫兹技术、算网融合、通信感知一体化、算力网络、星地融合等，6G可充分满足相关应用对移动通信网络提出的感知交互、实时计算处理、超大带宽传输的要求，相应的投入产出比也会大幅下降，在5G时代未能达到预期的面向垂直行业的“杀手级应用”，将真正爆发出预期的规模与效果。