專訪哈工大張欽宇：空天地一體化未來將與日常生活息息相關

4月10日消息（九九）4月16日至18日，由國家6G技術研發(fā)推進工作組和總體專家組指導，由未來移動通信論壇、紫金山實驗室主辦的2024全球6G技術大會將在南京召開。大會將圍繞6G愿景，探討6G技術和業(yè)務發(fā)展藍圖，凝練全球共識。

6G時代，衛(wèi)星通信在覆蓋、可靠性及靈活性方面的優(yōu)勢能夠彌補地面移動通信的不足，連通空、天、地、海多維空間形成一體化的泛在網絡格局，將為用戶提供更為可靠的一致性服務體驗，降低運營商網絡部署成本。

大會前夕，平行論壇“空天地一體化”論壇執(zhí)行主席、哈爾濱工業(yè)大學（以下簡稱“哈工大”）教授張欽宇接受C114專訪，就空天地一體化的應用場景、關鍵技術、實現(xiàn)途徑等方面進行深度交流。

空天地一體化與日常生活息息相關

去年6月，ITU（國際電信聯(lián)盟）發(fā)布《IMT面向2030及未來發(fā)展的框架和總體目標建議書》，標志著6G研究進入新階段。在這個關鍵窗口期，國際組織、高等院校、運營商以及核心企業(yè)正加速布局6G技術研究與合作，共同推動通信技術向“萬物智聯(lián)，數(shù)字孿生”邁進。

張欽宇認為，6G目前處于技術研發(fā)和標準制定的初期研究階段。行業(yè)內已經形成一些共識，認為6G將具備超高速率、超低延遲、全球覆蓋、海量連接、超高可靠、超低能耗等特征，并有望涌現(xiàn)出空天地一體化、通感算一體化、內生智能、量子通信等顛覆性技術。

就空天地一體化而言，當前已成為我國關鍵戰(zhàn)略發(fā)展方向，更是大國競爭戰(zhàn)略要地。今年1月，工業(yè)和信息化部等七部門發(fā)布的《關于推動未來產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》，明確將天地一體列入未來產業(yè)，作為我國未來產業(yè)的核心領域。

張欽宇稱，移動通信從1G到5G的演進帶來了生活方式的極大改變，但仍局限于地面移動通信。與此同時，占據(jù)全球71%面積的海洋、陸地上的無人區(qū)，以及一些極地地區(qū)、災難地區(qū)，地面移動通信無法提供支撐，只能通過衛(wèi)星來實現(xiàn)通信。6G時代，衛(wèi)星和地面通信相向而行，技術和產業(yè)逐漸融合，將逐漸形成天地一體網絡。

張欽宇進一步表示，空天地一體化涵蓋航空航天、遙感觀測、智慧交通、遠洋通信、應急救援等領域，未來將與我們的日常生活息息相關。例如，在海洋、沙漠、深山等偏遠地區(qū)，人們可以通過手機直連衛(wèi)星享受高質量數(shù)據(jù)服務；在自然災害發(fā)生時，救援人員可以更快獲取關鍵信息并采取行動；在城市出行方面，空中交通管理與自動駕駛可以提高交通效率與安全性。

團隊協(xié)作探索空天地一體化網絡新方法

隨著信息服務對多維綜合信息資源的需求逐步提升，國家戰(zhàn)略安全、防災減災、航空航天航海、教育醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、交通管理等領域的高效運行都依賴于空、天、地等多維信息的綜合應用。

但空天地一體化網絡面臨通信環(huán)境復雜不確定、異構網絡體系差異大、多維資源稀疏高動態(tài)、海量業(yè)務需求多樣化等難題。全球多國都在從多維立體組網架構、激光/太赫茲超高速傳輸、智能高效空口技術、星地融合資源管控、多星協(xié)同在軌計算等方面積極探索空天地一體化網絡新途徑和新方法。

已有超百年歷史的哈工大，被稱為“工程師的搖籃”，是我國大批航天技術領軍人才誕生的地方。在這所校園里，張欽宇教授的研究團隊已經在空天地一體化方面取得多項創(chuàng)新和突破：

提出面向空天復雜信道的鏈路預算方法和評估手段，探明了復雜環(huán)境下的信息傳輸能力邊界；建立信息驅動的空間自主網絡體系架構與基于多軌協(xié)同的空間網絡測控傳一體化機制，有效解決了動態(tài)組網問題；提出時-頻-空-極化-網絡等多域資源聯(lián)合優(yōu)化方法，提升網絡資源利用率與寬帶無線通信系統(tǒng)性能；設計面向需求的大規(guī)模接入、調度與計算方案，解決有限資源下差異化需求滿足問題。

張欽宇強調，未來空天地一體化將深度融合各層異構網絡，結合人工智能、大數(shù)據(jù)、先進制造等技術，朝著智能化、融合化、安全化和可持續(xù)化方向發(fā)展，提供更為廣域、智能、協(xié)同、高效的信息服務。

對于即將舉行的2024全球6G技術大會及“空天地一體化”論壇，張欽宇表示，期待大會和論壇能夠促進學術界和產業(yè)界的交流合作，共同探討空天地一體化的關鍵技術與應用場景，推動新理論、新方法的產生與發(fā)展。

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