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6G通信网络的新型编码技术:挑战与机遇

时间:2023-06-28 05:57:30 信息发展

随着5G网络的全球部署和应用,人们对下一代移动通信系统的期待也越来越高。6G网络将是一个集通信、感知、计算等能力于一身,深度融合物理世界、生物世界和数字世界,真正开启“万物智联”的新时代。为了实现6G网络的愿景,需要突破一系列的技术难题,其中之一就是新型编码技术。

编码技术是无线通信系统的核心技术之一,它通过在发送端对信息进行冗余处理,在接收端利用冗余信息进行检错或纠错,从而提高信道利用率和传输可靠性。编码技术的发展总是伴随着无线通信系统的演进,例如在地面移动通信中,从2G使用卷积码,3G与4G使用Turbo码和多天线MIMO编码,发展到5G使用LDPC码和Polar码。

面向6G网络,新型编码技术需要满足更高的性能要求,例如Tb/s 的吞吐量、GHz为单位的大信道带宽、太赫兹(THz)信道特性、空天海地网络架构下基于复杂场景干扰的传输模型特征等。同时,新型编码技术也需要适应更多样化的应用场景,例如人工智能、沉浸式云XR、空天地一体化、通信感知一体化、全息通信、数字孪生等。

为了应对这些挑战和机遇,业界正在积极探索新型编码技术在6G网络中的应用与创新。以下是一些可能的研究方向:

1.基于深度学习的自适应编码技术。利用深度学习的强大表达能力和自适应能力,设计基于数据驱动的自适应编码方案,根据不同的信道条件、用户需求和业务类型,动态调整编码参数和策略,实现最优化或次优化的性能。

2.基于非二进制的高阶编码技术。利用非二进制的高阶符号集合,设计基于非二进制低密度奇偶校验(NB-LDPC)或非二进制极化(NB-Polar)等高阶编码方案,提高频谱效率和传输速率,降低误比特率和解码复杂度。

3.基于量子信息理论的量子编码技术。利用量子信息理论的基本概念和原理,设计基于量子纠错(QEC)或量子密钥分发(QKD)等量子编码方案,提高传输安全性和鲁棒性,抵抗量子攻击和噪声干扰。

新型编码技术是6G通信网络的重要支撑技术之一,也是当前国际信息编码领域关注的重点,也是我国实现无线通信技术从跟跑、并跑到领跑的重大需求。我们期待新型编码技术能够在6G网络中发挥更大的作用,为人类社会带来更多的便利和价值。