中兴通讯首席科学家向际鹰:深层次创新和融合应对六大发展墙

发布时间:2022-12-28

近日,中兴通讯举办了未来网络发布会。首席科学家向际鹰在主题演讲中阐述了当前ODICT向后发展过程中面临的六大发展墙以及中兴通讯面向未来的创新技术发展理念。

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ODICT向后发展面临的六大发展墙

当前ODICT的发展面临多重不确定性,六大发展墙耸立在我们面前:首先我们面临所谓应用墙,也就是杀手应用长期以来可遇而不可求;其次VR\AR等的天文数字需求又产生了性能墙;摩尔定律越来越接近极限;算力又过于依赖存储,从而受制于存储墙和功耗墙;业界多次尝试突破香农极限,但最终只突破了香农边界条件,而香农限本身仍然是一堵牢不可破的理论墙。

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为应对这些挑战,新技术如雨后春笋般涌现。通过对这些技术在原理,工程,应用价值和产业链等多方面评估和筛选,中兴通讯给出未来技术创新突破的两大理念:第一,深层次创新,必须主动进入深水区,挑战最难的事;第二,拒绝简单粗暴,要做真正的而不是浅层的融合。

 

深层次创新,例如深层次空分复用

在时间、功率以及优质频点都接近用尽的情况下,空间资源将成为容量最重要的来源。早期的空分技术比较粗放,例如物理小区分裂、定向天线隔离等,后来越来越精细,例如MIMO,Massive MIMO,未来Massive MIMO规模将进一步扩大。然而,它们都属于集中式架构,而且只利用了空间资源的一小部分。空间资源理论上是于无穷的,未来空分复用会是多种形态共存的,例如分布式MIMO,平滑虚拟小区SVC,多用户虚拟聚合MIMO等。

 

RIS也是一种基于大规模天线的空分复用技术,我们原先被动地适配信道,现在可以主动去改变它。我们主张作RIS和基站间的动态协同,但又不需要象全动态模式那么复杂,即保持高增益,又受益区域显著增加,推动RIS快速步入实用化。

 

此外“电磁信息学”“全息无线电”是更精细化的空间维度的利用,虽然理论上天线采样越密,容量越高,连续采样容量最高,但随着采样加密,容量会趋于饱和。

 

我们正与学术界一起对这些技术作深入研究,重点致力于寻找其与工程的结合点,在这方面挑战仍然很大。

 

更深层次融合

· 波形和制式

我们以卫星和感知功能为例:非地面网络NTN将成为地面网络的有效补充,对卫星信道,多径、衰落等不占主导地位,功率和增益更重要;再如通信与感知,由于二者特点不同,目标不同,因此在这种场景下优化的波形、制式与地面有所不同。如果简单地划分一部分独立的时频资源,或独立制式,只在帧格式层面统一,会造成资源共享效率低下,实现困难等问题。如何使星地波形、制式做更深度的融合?是摆在面前的一道难题。中兴在这方面已经有了初步的想法,并正与学界和业界一起推动相关研究的深化。

 

同时,全双工则是FDD和TDD的另一条融合路径。真正的全双工在组网方面挑战很大,子带全双工技术是一种被认为近期能够推动的折衷方案,我们探索了如何通过一步可行,可达的技术手段,尽早在实现层面统一不同的制式。

 

· AI内生与传统解析方法结合

未来的系统必然是AI内生的,但这种内生并非对传统方法的全面替代,因为AI作为数据驱动的统计方法,并不擅长空口多数个体性问题和瞬时性问题。而诸如功放的非线性失真校正(DPD)、带干扰的解调、FDD多天线等,则属于AI的优势场景。总之,在合适的场景使用AI,AI与传统解析方法融合,而不是盲目替代。

 

· 多址方式深层次融合

从1G到5G多址方式虽然千差万别,但无一例外是所谓“正交”的,正交方法即能达到香农限,又特别简单。但分析表明,当存在远近效应,在用户公平性约束下,非正交方法始终优于正交,正交方法只是非正交的一个特例。我们对正交研究已经持续几十年,相当深入,现在是时候对性能更优的,更通用的非正交投入更多的研究力量。在此基础上,我们主张用“常态下的非正交+特例下的正交”深度融合来统一下一代多址技术。

 

我们针对未来技术的思考,结合市场需求、技术趋势及产业链等多方面分析,形成了《B5G技术白皮书》并于11月在意大利做了全球发布。深厚的技术积累也广泛地外溢到周边行业,对操作系统,数据库,下一代半导体、新能源等都有深入的理解和研究,上半年我们推出了面向行业数字化转型的数字星云整体解决方案。

 

面对六大发展墙,中兴将持续坚持自己的创新特色,致力于寻求全局性的,工程化的次优解,在价值场景应用合适的技术。主动进入深水区,做更深层次的创新,做更深度的融合,在不确定中把握确定性价值路径。