面向6G的信道测量与建模（第三版）

一、6G信道研究背景与现状

• 6G发展愿景：实现物理世界与数字世界的深度融合，实现“万物智联、数字孪生”。
• 6G需求指标：速率、可靠性、时延、移动性、能耗等方面进一步提升。
• 6G业务应用场景：沉浸式云扩展现实（XR）、全息通信、感官互联、智慧交互、通信感知、普惠智能、数字孪生、全域覆盖等。
• 6G信道研究挑战：频率跨度大、通信场景复杂、技术多样。
• 6G信道研究现状：太赫兹通信、可见光通信、通信感知一体化、智能超表面、新型信道建模方法等方面。

二、太赫兹通信信道研究

• 太赫兹频段优势：资源丰富、带宽大、方向性好、保密性高等。
• 太赫兹信道测量：搭建了99-110 GHz室内大厅、132 GHz室内实验室、260-320 GHz暗室等测量平台，研究了太赫兹信道的大、小尺度衰落特性。
• 太赫兹信道特性分析：包括路径损耗、时延扩展、角度扩展、K因子、簇特性、稀疏特性、近场、空间非平稳和波束非对准特性、散射特性等。
• 太赫兹信道建模：提出了跨远近场路径损耗模型、基于深度学习的散射扩展模型等。

三、通信感知一体化信道研究

• 通信感知一体化应用场景：目标检测、识别、定位、追踪、成像、环境重构、手势及姿态识别、感知辅助通信等。
• 通信感知一体化信道建模需求：感知目标RCS建模、感知目标信道建模、环境目标信道建模、背景信道建模等。
• 通信感知一体化信道测量：进行了感知目标RCS测量、感知目标级联信道测量验证、感知背景信道测量验证等。
• 通信感知一体化信道仿真：进行了微多普勒模式识别仿真、背景信道仿真、双站感知信道仿真等。
• 通信感知一体化信道建模方法：基于3GPP标准研究的ISAC信道建模、6G ISAC毫米波大规模MIMO通信的三维信道和波束域信道模型、基于语义的无人机辅助ISAC系统信道状态信息反馈模型等。

四、大规模多输入多输出信道研究

• 大规模MIMO信道特性：分析了近场信道特性、平稳区间划分、散射模型等。
• 智能超表面信道测量：开展了工厂室内、暗室、室外等场景的RIS信道测量，研究了RIS辅助信道的路径损耗、角度PSD、LSPs、空间CCF、信道容量等。
• 智能超表面信道建模：提出了基于地图的混合信道模型（MHCM）的RIS信道模型、针对RIS级联信道中RIS架高的情形的建模框架和方案、基于空间一致性的近场信道参数生成方案等。

五、多样通信场景信道研究

• 物联网场景：研究了工业物联网、广域物联网等场景的信道特性，包括路径损耗、时延扩展、接收功率、发散效应和衍射效应等。
• 空地无线信道：研究了城市场景无人机空地信道视距概率预测模型、高铁场景无人机空地信道特性等。
• 低轨卫星通信：设计了基于射线追踪的低轨卫星对地通信信道模型，考虑了路径损耗、电离层闪烁、降雨衰减和多径效应等。
• 河海无线信道：研究了海洋场景、内河场景等无线信道测量和建模，包括大尺度路径损耗模型、小尺度衰落模型等。

六、总结

• 6G信道研究需要应对频率跨度大、通信场景复杂、技术多样等挑战。
• 需要结合学术和产业界力量，采集更多实测数据，构建真实场景环境和信道测量数据库，实现信道数据的开源共享。
• 需要利用人工智能技术深度挖掘信道大数据下的隐藏规律，建立高精度、低复杂度、高通用性的6G信道模型。