北邮、中国移动：6G信道精确建模重要进展

5G · 公众号 · · 2025-02-22 10:03

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重要信息

2月20日，北京邮电大学Li Yu、Yinghe Miao、张建华教授、Shaoyi Liu、Yuxiang Zhang，中国移动研究院6G首席专家刘光毅共同撰写的《通往6G数字孪生网络之路：多任务自适应射线追踪技术——关键赋能者》一文发布，围绕6G 数字孪生网络，5G与6G公众号（ID：angmobile）注意到其中提出面向6G的多任务自适应射线追踪平台（MART-6G），作为 6G 数字孪生网络的关键使能技术，以满足6G网络对无线信道精确建模的需求，推动6G网络智能化发展，案例研究结果展示了该平台在离线网络规划和在线车联网场景中的有效性。

主要内容：

1、研究背景与目的

6G通信系统旨在实现智能、可靠、泛在连接，但网络设计面临挑战。

数字孪生网络（DTN）被视为解决途径，精确的无线信道孪生是关键，而现有信道建模方法难以满足需求。

射线追踪（RT）技术基于几何光学近似，能高精度模拟多径分量，有望成为6G DTN关键使能技术，但现有RT模拟器存在支持技术有限、缺乏任务自适应机制等问题，因此亟需开发新的RT模拟器。

故提出MART-6G。MART-6G用于生成具有6G特性的信道，5G与6G公众号注意到其专为数字孪生网络的在线实时任务和离线高精度任务而设计。

2、MART-6G的作用

原文的图1（如下图）描述了MART-6G的作用，对此，5G与6G公众号总结为该图体现了通过MART - 6G平台连接物理世界与数字孪生网络，MART - 6G的独特之处在于其支持6G新特性、面向数字孪生网络任务定制以及基于测量的校准能力。

物理世界：包含城市街道、建筑物、车辆、基站等实体。在物理层有波束赋型、信号恢复、定位等操作；资源层涉及通信、计算和存储资源；网络层则有无线接入网（RAN）、传输网（TN）及核心网（CN）。

MART - 6G平台：从上图看来，5G与6G公众号注意到MART - 6G通过模拟信号的反射和衍射，获取环境信息、信道参数和统计分布等，为DTN提供数据支持。

数字孪生网络（DTN）：基于MART - 6G提供的数据，进行波束切换、资源管理和网络优化等操作，决策反馈又会作用于物理世界，形成一个闭环系统。

3、MART-6G平台设计与功能

①架构组成 上，如下图所示，MART - 6G由环境孪生模块、RT引擎模块和信道孪生模块构成。

环境孪生模块利用高精度数字地图构建静态孪生环境，校准材料电磁属性，并跟踪移动物体。分为离线和在线环境孪生。5G与6G公众号注意到离线时将真实环境转化为数字地图；在线时对真实环境进行动态更新，获取不同时刻（T0、T1）的数据。

RT引擎模块整合了传播、加速、校准算法以及6G特有的新特性，5G与6G公众号注意到其可依据任务需求设置模拟参数，运用自适应算法计算射线传播，考虑6G新信道特性。

信道孪生模块用于生成信道多径、参数、统计分布以及相应的三维环境信息。提取并输出定制化信道特征，支持可视化展示。

②独特功能 上，5G与6G公众号注意到MART - 6G支持6G新特性，针对不同6G技术采用特定模型模拟；面向DTN任务定制，离线任务追求高精度，在线任务平衡精度与复杂度；基于测量进行校准，利用机器学习校准材料参数，提供用户自校准接口。

此外，MART-6G通过自适应选择合适的感知方法、天线和材料库、传播模型以及校准策略等，为数字孪生网络任务量身定制。

4、MART-6G性能验证

为了验证MART-6G的性能，通过两个实际案例研究，展示了其在离线覆盖预测和在线实时信道预测方面的准确性、高效性和通用性。

离线任务验证：以北京邮电大学校园网络规划为例，在14.8GHz频段，校准后路径损耗误差从7.7dB降至4.5dB，有效预测覆盖范围，为网络优化提供依据。

在线任务验证：在北京亦庄车联网动态场景中，6GHz频段下，模拟的多径分量分布与测量结果匹配度高，5G与6G公众号注意到信道相似性指数达86%，平均更新时间70ms，满足实时性要求。

5、挑战与展望

MART-6G面临大规模模型验证与校准、与现有通信系统集成以及硬件能耗等挑战，5G与6G公众号了解到作者指出未来需探索高效校准方法、解决兼容性问题并平衡硬件负载与能效，以进一步提升MART - 6G对6G数字孪生网络任务的支持能力。

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