由中國移動研究院主辦的 “遇見未來”——6G協同創新成果發布會 在北京召開，發布了中國移動研究院在6G方面的階段性成果。中國移動研究院主任研究員夏亮對《6G可見光通信技術白皮書》進行了解讀。可見光通信助力6G網絡性能指標提升
為什么需要可見光通信？夏亮表示，隨著通信需求的不斷提高，移動通信網絡需要更多的頻譜，以滿足更高容量和超高體驗速率的需求。可見光通信（VLC）作為一種可以與照明相結合的新型通信模式，是現有無線通信的一種有效補充手段。
夏亮介紹，可見光通信具有諸多顯著特點。頻譜豐富：可見光通常是指頻段380~790太赫茲的電磁波，有約400太赫茲候選頻譜，具有大帶寬的特點，易于實現超高速率通信。部署簡單：可見光通信收發器件體積小、成本低，易于與照明設備結合實現超密集部署。綠色節能：可見光光源發光效率高，可兼具照明與通信等功能，具有低功耗、高能效的特點。電磁免疫：可見光和射頻信號之間不會相互干擾，可以用于對電磁輻射較為敏感的場景。
“然而，可見光也存在著一些短板。”夏亮表示，現階段商用的可見光器件的帶寬較低，可見光傳播易受阻擋、傳播損耗比較大。此外，用戶終端發光在日常使用中會帶來很大的不便，因此可見光上行鏈路的應用場景受到限制。
結合可見光通信的特點，可見光通信的主要應用場景主要分為移動通信場景與垂直行業通信場景。
具體來看，移動通信場景包括面向傳統通信用戶的熱點高容量場景、小型室內場景等。在這類場景中，需要考慮高速率、高流量密度、連續覆蓋等要求，以滿足無中斷的較高的用戶體驗速率。垂直行業通信場景包括交通場景以及電磁嚴苛場景等。在這類場景中，需要考慮場景特點、業務特點，對可見光通信的可靠性、定位能力、功率控制等進行特殊設計。
目前來看，6G通信總體需求包括用戶體驗速率、峰值速率、流量密度、網絡能效、定位精度等方面，而可見光通信的能力有望助力這些指標實現有效提升。
夏亮強調，為了更好地滿足未來6G的場景需求，可見光通信首先要滿足移動性要求，與傳統的射頻通信（如中低頻、毫米波、太赫茲等）一起，支持移動用戶連續的高速率通信業務，從而可以更好地支持消費者終端的應用，擴大可見光通信的產業規模；其次，在通信性能上需要達到調制帶寬達到5GHz，峰值速率達到50Gbps，覆蓋距離大于5米，流量密度大于100Mbps/m?等通信指標。
產學協同，盡早規劃可見光通信研究
夏亮表示，綜合考慮可見光通信的特點與面向6G的應用場景及需求，可見光通信還面臨以下四大挑戰。
第一、信道建模的挑戰：一方面目前缺乏符合實際部署場景的可見光空間信道建模，另一方面需要針對不斷演進的高速率可見光器件進行器件特性建模。
第二、材料與器件的挑戰：需重點攻克可見光收發關鍵器件，提升器件的帶寬、發射功率、靈敏度，降低非線性，全面提升器件的通信性能指標。另外還需兼顧照明的要求。
第三、空口傳輸的挑戰：在調制波形選擇上，需克服器件頻響特性的影響，提出大帶寬、高譜效、較遠距離的傳輸方案；在可見光MIMO方面，需考慮可見光信道空間相關性大，具有光功率約束等特點。
第四、組網的挑戰：需要解決上行難實現、下行易中斷的痛點問題，支持移動性管理與干擾管理以滿足高速率低中斷的要求。
夏亮指出，針對以上挑戰，可見光通信需要在信道建模、關鍵器件、傳輸技術與組網技術等四方面開展研究工作。
第一、信道建模方面：建立空間傳播模型，考慮環境光、光源密度、光反射特性等因素對信道模型的影響；建立器件噪聲與響應模型；建立可見光信道測量平臺。
第二、關鍵器件方面：重點關注超輻射發光二極管、激光二極管、微LED、多色LED等能實現高速率傳輸的光源器件，通過材料、結構、陣列等設計提升器件的通信指標要求。
第三、傳輸技術方面：針對可見光信號的非負實數特性、信號非獨立噪聲等特性進行傳輸理論研究；針對非負實數約束、降低峰均比與削波優化等問題研究高譜效的調制波形；通過預均衡、自適應比特能量加載等技術提升系統帶寬；綜合利用非成像MIMO、成像MIMO、基于發送透鏡的MIMO、預編碼等技術提升可見光MIMO的性能。
第四、組網技術方面：通過射頻與可見光融合接入、傳輸、連接管理等技術實現無線光融合組網，進而實現無線與可見光傳輸互補，滿足一致的用戶體驗需求；通過無定形蜂窩網絡架構與形成機制實現可見光超密集組網，滿足高流量密度的需求。
最后，夏亮表示，面向2030年6G商用的時間點，中國移動倡議學術界和產業界盡早啟動面向6G的可見光通信總體研究，規劃可見光通信的產業推動方向與標準化研究方向，共同建立并完善可見光信道模型、完成關鍵器件技術路線選擇與攻關、形成傳輸與組網等關鍵技術框架，為面向6G的可見光通信的標準化與產業應用奠定基礎。
【來源：C114通信網】【作者：水易】
關鍵詞： 中國移動
