2022年9月第二期-6G 跨越人联、物联，迈向万物智联

2022 年 9 月｜华为研究｜ 1 ｜华为研究｜2022 年 9 月2跨越人联、物联，迈向万物智联6G2022 年 9 月｜华为研究｜ 1编者按毫无疑问，6G研究之旅已经启航。许多国家已把6G作为重要的国家战略，所有的长期研究项目都加大了对6G研究的投入，这已成为一个全球势头。因此，我们可以肯定地说：6G已经在路上。然而，6G的诞生需要革命性的创新技术，6G的成功需要创新的应用，二者是6G发展进程中不可或缺的必要条件。本期《华为研究》聚焦的正是6G技术的创新。作为工程师，我们正在探索实现6G的具体技术，也欣喜地发现探索的方向日渐清晰。6G要考虑商业演进节奏，不可能一蹴而就。同时，6G创新的本质在于聚变出更多超乎想象的创新。换言之，6G不仅仅是技术创新，而是力求通过技术创新带动各产业发展、创造更大的社会价值。基于此，6G-原生智能、6G-通信感知一体化、6G-极致连接、6G-卫星、6G-可信、6G-绿色将成为6G发展的技术支柱，从根本上支撑移动通信网的转型，从而真正把6G网络打造成连接物理世界与数字世界的智能桥梁。在6G推进的同时，移动通信的重心也在演进：从网络走向终端，从低频迈向高频，从2C转向2B。这些变化，既是挑战，更是机遇。作为面向未来十余年的ICT基础平台——特别是移动通信基础平台——6G的大厦一定是扎根于丰沃的理论土壤，立足于尖端的工程技术之上。建造这座大厦，需要广博的技术积累和深厚的专业功底。只有加大对移动技术的攻坚和投入，才能完成6G这项如此巨大的系统工程。历史经验告诉我们，6G的成功，必定是开放合作的结果，必定要拥抱、包容所有的伙伴和参与者。国际合作已成为移动通信行业传统，本期《华为研究》也秉承了这一传统，衷心感谢所有业界同行朋友们赐稿。最后，本期《华为研究》仅代表我们6G研究之旅的起点，而非终点。谨以此与诸位共勉！童文华为无线 CTO ｜华为研究｜2022 年 9 月2华为研究内部资料，免费交流准印证号：( 粤 BL）022060040主编：廖恒 本期责任主编：童文 编委会：廖恒，童文，肖新华，胡邦红，周慧慧，鲍丰，Jeff Xu，陈海波，陆品燕，张小俊，李瑞华，白博 索阅、投稿、建议和意见反馈，请联系：HWResearch@huawei.com 印刷数量：4000 本印刷单位：雅昌文化（集团）有限公司印刷地址：深圳市南山区深云路 19 号印刷日期：2022 年 9 月 15 日 版权所有 © 2022华为技术有限公司，保留一切权利。Alireza Bayesteh，何佳， 陈雁，朱佩英，马江镭，Ahmed Wagdy Shaban，余子明，张云昊，周知，王光健通信感知一体化——从概念到实践 4李顼，张航，彭程晖，刘哲，王飞NET4AI：6G 支持 AI 即服务22刘斐，Rob Sun，王东晖，Chitra Javali，刘鹏6G 原生可信78罗禾佳，施学良，陈莹，孟贤，赵斐然，Michael Mayer，Peter Ashwood Smith，Bill McCormick，Arashmid Akhavain，刘大庆，温怀林，汪宇，王晓鲁，杨若男，李榕，王斌，王俊，童文6G 超低轨卫星网络34王光健，顾欢欢，李先进，余子明，李欧鹏，刘乔，曾昆，何佳，陈雁，卢建民，童文，David Wessel面向未来智能互联网络的太赫兹感知与通信46Petar Popovski, Federico Chiariotti, Victor Croisfelt, Anders E. Kalør, Israel Leyva-Mayorga, Letizia Marchegiani, Shashi Raj Pandey, Beatriz Soret6G 物联网：时间、空间、智能与价值的相互作用68前瞻2022 年 9 月｜华为研究｜ 3童佳杰，王献斌，张其蕃，张华滋，李榕，王俊用于 Tbps 吞吐率通信的快速极化码92葛屹群，史无限，王坚，李榕，童文面向深度学习的联合消息传递与自编码器102Fabian G¨ottsch, Giuseppe Caire, Wen Xu, Martin Schubert面向 6G 的以用户为中心的无蜂窝无线网络：通信理论模型与研究挑战114Rahim Tafazolli，Yi Ma，Jiuyu Liu，Pei Xiao，Alexandr Kuzminskiy，Fabien Heliot，Mohsen Khalily，汪凡超大孔径天线阵列与可重构智能表面：mMIMO 演进关键技术130Fayez Hyjazie，童文，陈大庚，张碧军，李波杰，金黄平，张关喜，肖伟宏四臂螺旋天线（QHA）：使能 5G与未来的高效 Massive MIMO 144庞继勇，郭志恒，金黄平，彭金磷，唐臻飞，汪少波5G-Advanced：上行超宽带通信（UCBC）162Maxim Kuschnerov，Talha Rahman，林友熙，Nebojsa Stojanovic，Stefano Calabro，Jinlong Wei，史文俊，蔡念，李志伟，郑建宇，周蒙，胡立辉，于飞，曾金林，黄沁辉，马会肖，梁伟光，Changsong Xie，张乐伟800 Gbit/s 和 1.6 Tbit/s 数据中心光模块技术174技术研究6G 太赫兹通信感知一体化，开启无线新可能182超低功耗高速短距无线，使能 6G沉浸式体验1846G 光无线通信感知一体化，拓展无线通信频谱新边界185技术验证前瞻 ｜华为研究｜2022 年 9 月4通信感知一体化——从概念到实践Alireza Bayesteh 1，何佳 2， 陈雁 1，朱佩英 1，马江镭 1，Ahmed Wagdy Shaban 1，余子明 2，张云昊 2，周知 2，王光健 21 渥太华无线先进系统能力中心2 无线技术实验室摘要6G 将构建分布式神经网络，连接物理世界与数字世界，真正开启智通万物、慧达千行的“万物智联”时代。网络感知与原生 AI 将成为 6G 两大全新的应用场景，这意味着，6G 将感知与通信能力融入同一套系统，利用无线电波超越人眼、“观察”物理世界，并在虚拟世界中构建数字孪生。本文介绍了通信感知一体化（Integrated Sensing and Communication，ISAC）的概念及其典型应用，并举例说明如何使用 6G ISAC 提高定位精度以及用便携式终端进行太赫兹毫米级成像。此外，本文还探讨了 ISAC 在实际应用中所面临的挑战。关键词通信感知一体化（ISAC），定位，太赫兹成像，感知精度，感知分辨率，原型样机物理 - 生物世界数字世界边缘神经网络中枢神经网络XR触感推理感知学习2022 年 9 月｜华为研究｜51 引言在 6G 移动通信系统中，更高的频段（毫米波乃至太赫兹）、更宽的带宽、更大规模天线阵列使高精度、高分辨感知成为可能，从而可以在一个系统中实现通信感知一体化（Integrated Sensing and Communication，ISAC）， 使通信与感知功能相辅相成。一方面，整个通信网络可以作为一个巨大的传感器，网元发送和接收无线信号，利用无线电波的传输、反射和散射，可以更好地感知和理解物理世界。通过从无线信