4月10日至12日,由未來(lái)移動(dòng)通信論壇主辦的2025全球6G技術(shù)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)大會(huì)(原全球6G技術(shù)大會(huì))在南京隆重召開。來(lái)自全球的6G領(lǐng)域的思想領(lǐng)袖、技術(shù)先鋒和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人物齊聚金陵,共同探討6G技術(shù)創(chuàng)新與未來(lái)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的發(fā)展藍(lán)圖。10日下午,大會(huì)正式發(fā)布《6G近場(chǎng)技術(shù)白皮書2.0》(6G Near-field Technologies White Paper 2.0)。該白皮書在2024年4月發(fā)布的業(yè)界首部近場(chǎng)技術(shù)白皮書的基礎(chǔ)上進(jìn)行了大幅更新升級(jí),旨在深度推進(jìn)近場(chǎng)技術(shù)研究與標(biāo)準(zhǔn)化探討,為3GPP即將于2025年6月啟動(dòng)的6G標(biāo)準(zhǔn)化研究項(xiàng)目提供重要參考。
《6G近場(chǎng)技術(shù)白皮書2.0》封面
全球智慧鑄就權(quán)威報(bào)告
該白皮書由19個(gè)國(guó)家(含中國(guó)、美國(guó)、加拿大、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、意大利、西班牙、愛爾蘭、瑞典、日本、韓國(guó)、以色列、新加坡、沙特阿拉伯、澳大利亞、南非、阿聯(lián)酋、印度等)83家單位的253位專家聯(lián)合編纂。顧問團(tuán)隊(duì)包括中國(guó)科學(xué)院崔鐵軍院士、中國(guó)科學(xué)院尤肖虎院士、中國(guó)工程院張平院士、中國(guó)工程院外籍院士王江舟、以色列人文與科學(xué)院Yonina Eldar院士、中興通訊首席科學(xué)家向際鷹博士。編纂工作由中興通訊預(yù)研總工趙亞軍博士、清華大學(xué)戴凌龍教授、北京郵電大學(xué)張建華教授及西安電子科技大學(xué)李龍教授領(lǐng)銜,章節(jié)主編包括浙江大學(xué)黃崇文研究員、香港大學(xué)劉元瑋教授、中國(guó)移動(dòng)研究院首席專家袁弋非博士及中興通訊資深專家鄭爽。
來(lái)自全球18個(gè)國(guó)家的83家白皮書貢獻(xiàn)單位
(按國(guó)家及單位的拼音順序)
《6G近場(chǎng)技術(shù)白皮書2.0》概覽
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP將于2025年6月正式啟動(dòng)6G標(biāo)準(zhǔn)化研究項(xiàng)目,全球6G發(fā)展將從愿景規(guī)劃階段邁入以關(guān)鍵技術(shù)突破、標(biāo)準(zhǔn)化制定與實(shí)踐應(yīng)用為目標(biāo)的新階段?;诖耍覀冇?024年8月份啟動(dòng)了《6G近場(chǎng)技術(shù)白皮書2.0》撰寫工作。在延續(xù)第一版主要內(nèi)容的基礎(chǔ)上,結(jié)合本領(lǐng)域最新進(jìn)展,《6G近場(chǎng)技術(shù)白皮書2.0》對(duì)具體內(nèi)容進(jìn)行了擴(kuò)展細(xì)化,對(duì)已有章節(jié)進(jìn)行了全面修訂更新和優(yōu)化完善。此外,面向6G標(biāo)準(zhǔn)化,白皮書新增了專門的章節(jié),聚焦近場(chǎng)技術(shù)的工程實(shí)施挑戰(zhàn)、解決方案及標(biāo)準(zhǔn)化框架。白皮書的三個(gè)核心要點(diǎn)為:全面總結(jié)了15個(gè)典型的近場(chǎng)技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景,系統(tǒng)完善了近場(chǎng)技術(shù)的完整理論與技術(shù)框架,深入梳理了近場(chǎng)技術(shù)在工程實(shí)施中的技術(shù)瓶頸及其對(duì)6G標(biāo)準(zhǔn)化的潛在影響。
近場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景
近場(chǎng)技術(shù)體系
《6G近場(chǎng)技術(shù)白皮書2.0》主要內(nèi)容
現(xiàn)有無(wú)線通信系統(tǒng)(1G 至5G)主要依賴于電磁波的遠(yuǎn)場(chǎng)平面波的假設(shè),已經(jīng)深入地挖掘利用了該假設(shè)下的電磁空間維度的資源。未來(lái)6G網(wǎng)絡(luò)將配置更大規(guī)模的天線陣列(集中式、分布式),在高、中、低全頻段均可能顯著擴(kuò)展近場(chǎng)范圍,構(gòu)建準(zhǔn)泛在的近場(chǎng)傳播環(huán)境。進(jìn)一步探索和利用近場(chǎng)空間資源,有望為無(wú)線通信系統(tǒng)開辟新的物理空間維度。近場(chǎng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)未來(lái)6G網(wǎng)絡(luò)更高的系統(tǒng)容量、高精度的感知需求及物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳能需求的重要使能技術(shù)之一,有望成為未來(lái)6G無(wú)線空口關(guān)鍵技術(shù)之一。近年來(lái),產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界正積極推動(dòng)近場(chǎng)理論研究、關(guān)鍵技術(shù)突破及標(biāo)準(zhǔn)化。
電磁傳播的近遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域劃分
從空間資源利用維度分析,傳統(tǒng)遠(yuǎn)場(chǎng)系統(tǒng)僅能實(shí)現(xiàn)電磁空間的角度域信號(hào)分離,而近場(chǎng)技術(shù)的引入使未來(lái)無(wú)線系統(tǒng)在電磁空間的距離域開發(fā)方面獲得突破性提升。憑借多天線配置優(yōu)勢(shì),近場(chǎng)技術(shù)通過波束聚焦顯著提升數(shù)據(jù)傳輸速率,實(shí)現(xiàn)高精度角度-距離聯(lián)合定位與感知,并優(yōu)化無(wú)線能量傳輸效率。研究表明,電磁波傳播特性認(rèn)知正在發(fā)生范式轉(zhuǎn)變:近場(chǎng)電磁波需嚴(yán)格建模為球面波而非平面波,這一修正強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)建模中此前被忽視的空間非平穩(wěn)性、有限深度波束聚焦、三極化特性及倏逝波等物理效應(yīng)。突破傳統(tǒng)波動(dòng)模型后,非衍射波前(如自修復(fù)貝塞爾波束、彎曲艾里波束)等新型波場(chǎng)調(diào)控成為可能。值得注意的是,基于遠(yuǎn)場(chǎng)條件設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)在近場(chǎng)環(huán)境中性能受限,模型無(wú)關(guān)的算法亦難以充分釋放近場(chǎng)潛力。
遠(yuǎn)場(chǎng)波束(左)與近場(chǎng)波束(右)
《6G近場(chǎng)技術(shù)白皮書2.0》系統(tǒng)總結(jié)了近場(chǎng)技術(shù)在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)中的15種典型應(yīng)用場(chǎng)景,深入分析支撐近場(chǎng)效應(yīng)的電磁學(xué)基本原理及其對(duì)通信系統(tǒng)的重要影響,重點(diǎn)圍繞自由度與容量核心指標(biāo)闡述系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)約束與使能機(jī)制。針對(duì)信道表征這一通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)基石,從測(cè)量與建模雙重視角闡述近場(chǎng)信道研究范式,并進(jìn)一步探討信道估計(jì)、波束賦形、碼本設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí),白皮書分析了近場(chǎng)技術(shù)與通感一體化、無(wú)線輸能、物理層安全等方向的跨領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新路徑。在工程實(shí)踐層面,白皮書聚焦6G頻譜分配最新進(jìn)展、近場(chǎng)傳播技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑及網(wǎng)絡(luò)部署策略,同步探討近場(chǎng)技術(shù)對(duì)6G標(biāo)準(zhǔn)化的影響。白皮書旨在為近場(chǎng)技術(shù)構(gòu)建統(tǒng)一認(rèn)知框架,架設(shè)理論創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)與工程落地的橋梁。
近場(chǎng)對(duì)于未來(lái)6G系統(tǒng)的潛在價(jià)值
展望未來(lái),近場(chǎng)技術(shù)有望為無(wú)線通信系統(tǒng)開辟新的物理空間維度。作為實(shí)現(xiàn)大容量傳輸、高精度感知與高效無(wú)線傳能等方面的基礎(chǔ)技術(shù),近場(chǎng)技術(shù)在塑造6G無(wú)線空口核心功能方面頗具潛力。在6G標(biāo)準(zhǔn)化研究即將開啟之際,業(yè)界對(duì)近場(chǎng)技術(shù)充滿期待,預(yù)期該技術(shù)將在下一代6G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮關(guān)鍵的作用。