在5G/6G網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)和量子通信等新興場(chǎng)景中,通信資源分配正面臨前所未有的挑戰(zhàn):高頻段信號(hào)易受干擾、量子鏈路容量受限、邊緣節(jié)點(diǎn)算力異構(gòu)化等問題,使得傳統(tǒng)基于規(guī)則的資源分配算法難以滿足動(dòng)態(tài)需求。AI技術(shù)的引入,通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策模式,正在重塑通信資源分配的技術(shù)范式。
量子通信以其絕對(duì)安全性與信息傳輸?shù)母锩詽摿?,成為全球科技?jìng)爭(zhēng)的核心領(lǐng)域。而量子態(tài)調(diào)控作為實(shí)現(xiàn)高效量子通信的關(guān)鍵技術(shù),通過精確操控量子疊加與糾纏特性,正在突破傳統(tǒng)通信的物理極限,為構(gòu)建全球量子網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。
毫米波通信憑借其高頻段、大帶寬特性,成為5G/6G、衛(wèi)星通信和自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域的核心技術(shù)。然而,毫米波信號(hào)在傳播過程中易受多徑效應(yīng)影響——信號(hào)經(jīng)不同路徑反射后疊加,導(dǎo)致信號(hào)失真、誤碼率上升,甚至產(chǎn)生虛假目標(biāo)。這一挑戰(zhàn)在復(fù)雜城市環(huán)境中尤為突出。本文將系統(tǒng)解析毫米波多徑效應(yīng)的抑制技術(shù),結(jié)合理論分析與工程實(shí)踐,揭示其技術(shù)突破路徑。
在全球碳中和目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下,綠色通信已成為信息通信行業(yè)轉(zhuǎn)型的核心方向。作為支撐5G基站、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵技術(shù),鋰電池與氫燃料電池憑借各自優(yōu)勢(shì),在儲(chǔ)能領(lǐng)域形成互補(bǔ)格局,共同推動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)向零碳化演進(jìn)。
認(rèn)知無線電(CR)通過動(dòng)態(tài)接入空閑頻譜資源,有效緩解了頻譜稀缺問題。其核心環(huán)節(jié)——合作式頻譜感知(CSS),通過多節(jié)點(diǎn)協(xié)同感知主用戶(PU)信號(hào),顯著提升了檢測(cè)可靠性。然而,傳統(tǒng)CSS面臨感知性能與能耗平衡、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥m應(yīng)性、惡意節(jié)點(diǎn)干擾等挑戰(zhàn)。本文結(jié)合最新研究成果,探討CSS的優(yōu)化策略,涵蓋算法創(chuàng)新、拓?fù)湓O(shè)計(jì)、安全機(jī)制及能耗管理四大方向。
量子通信衛(wèi)星通過突破傳統(tǒng)通信的物理限制,構(gòu)建起基于量子力學(xué)原理的遠(yuǎn)距離安全傳輸體系。中國“墨子號(hào)”與“濟(jì)南一號(hào)”衛(wèi)星的相繼突破,標(biāo)志著人類在全球化量子通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中邁出關(guān)鍵一步,其核心機(jī)制可從三個(gè)維度展開。
光子集成電路(PIC)憑借其高帶寬、低功耗的優(yōu)勢(shì),正成為5G基站、數(shù)據(jù)中心光模塊的核心組件。而FPGA以其靈活可編程特性,在數(shù)字信號(hào)處理、通信系統(tǒng)等領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。兩者的混合集成被視為突破算力與帶寬瓶頸的關(guān)鍵路徑,但技術(shù)融合過程中仍面臨多重挑戰(zhàn)。
在5G/6G通信系統(tǒng)中,自適應(yīng)調(diào)制與編碼(Adaptive Modulation and Coding, AMC)通過動(dòng)態(tài)調(diào)整信號(hào)傳輸參數(shù),實(shí)現(xiàn)頻譜效率與可靠性的平衡。傳統(tǒng)AMC方案依賴瞬時(shí)信道質(zhì)量指示(CQI)映射,但在高動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中存在時(shí)延大、精度低的問題?;谏疃葘W(xué)習(xí)的AMC方案通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建模,突破了傳統(tǒng)方法的性能瓶頸,成為提升通信系統(tǒng)效能的關(guān)鍵技術(shù)。
毫米波通信憑借30GHz-300GHz的頻譜資源優(yōu)勢(shì),在5G/6G網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)每秒數(shù)十G比特的數(shù)據(jù)傳輸速率,但其短波長特性導(dǎo)致信號(hào)穿透能力不足,成為制約其大規(guī)模部署的核心挑戰(zhàn)。本文聚焦毫米波穿透增強(qiáng)技術(shù),從材料創(chuàng)新、智能反射面、多頻段協(xié)同三大維度展開分析。
在6G通信技術(shù)向全域覆蓋、超高速率、超低時(shí)延演進(jìn)的過程中,智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)技術(shù)憑借其主動(dòng)調(diào)控?zé)o線信道的能力,成為突破傳統(tǒng)通信瓶頸的核心突破口。該技術(shù)通過動(dòng)態(tài)重構(gòu)電磁波傳播環(huán)境,為6G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了“智能可控?zé)o線環(huán)境”的新范式,其系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)需攻克信道建模、硬件架構(gòu)、算法優(yōu)化三大技術(shù)維度。
在綠色通信技術(shù)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下,數(shù)據(jù)中心作為信息社會(huì)的核心基礎(chǔ)設(shè)施,其能效提升已成為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心因設(shè)備能耗高、制冷系統(tǒng)效率低等問題,導(dǎo)致能源消耗與碳排放居高不下。本文將從硬件優(yōu)化、制冷革新、智能管理三大維度,探討數(shù)據(jù)中心能效提升的創(chuàng)新方案。
在5G向6G演進(jìn)的過程中,移動(dòng)通信基帶處理面臨著Tbps級(jí)傳輸速率與微秒級(jí)時(shí)延的雙重挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)架構(gòu)受限于馮·諾依曼瓶頸,難以滿足實(shí)時(shí)信號(hào)處理需求。嵌入式FPGA憑借其動(dòng)態(tài)可重構(gòu)性、低延遲并行處理能力及硬件級(jí)加速特性,成為突破基帶處理性能瓶頸的核心技術(shù)。
在5G與物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,頻譜資源稀缺性與設(shè)備能耗問題日益凸顯。認(rèn)知無線電(Cognitive Radio, CR)通過動(dòng)態(tài)感知空閑頻譜提升利用率,但傳統(tǒng)頻譜感知算法的高能耗成為制約其大規(guī)模部署的關(guān)鍵瓶頸。本文從算法優(yōu)化、協(xié)作感知策略、硬件協(xié)同設(shè)計(jì)三個(gè)維度,探討認(rèn)知無線電頻譜感知的能耗優(yōu)化路徑。
在5G與AI算力需求激增的當(dāng)下,全球數(shù)據(jù)流量正以每年40%的速度增長,傳統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)面臨帶寬瓶頸。波分復(fù)用(WDM)技術(shù)通過光波長復(fù)用實(shí)現(xiàn)單纖多路傳輸,成為突破帶寬限制的核心手段。本文從技術(shù)原理、系統(tǒng)架構(gòu)、關(guān)鍵策略三個(gè)維度,解析WDM技術(shù)在光通信模塊中的帶寬擴(kuò)展路徑。
在金融反欺詐場(chǎng)景中,1000個(gè)銀行節(jié)點(diǎn)訓(xùn)練BERT模型時(shí),單輪通信量高達(dá)400GB,100輪訓(xùn)練總數(shù)據(jù)量突破40TB——這一數(shù)據(jù)揭示了聯(lián)邦學(xué)習(xí)規(guī)模化部署的核心矛盾:數(shù)據(jù)隱私保護(hù)與通信效率的雙重約束。AI驅(qū)動(dòng)的通信優(yōu)化框架通過智能壓縮、動(dòng)態(tài)調(diào)度與機(jī)制創(chuàng)新,正在重構(gòu)聯(lián)邦學(xué)習(xí)的技術(shù)范式,實(shí)現(xiàn)"通信量降低90%以上、模型性能損失小于1%"的突破性進(jìn)展。