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[资料] 面向B5G和6G通信的数字孪生信道研究

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发表于 2021-8-24 11:13:21 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省深圳市
为支撑 B5G、6G 通信产业发展和系统转型升级,将数字孪生技术与 B5G、6G 通信信道模拟的关键环节、关键场景、关键对象紧密结合,提出了数字孪生信道的技术内涵. 在此基础上,面向 B5G 和 6G 通信场景,建立了数字孪生信道的应用体系、功能体系、技术体系和标准体系,并从全生命周期视角对数字孪生信道在 B5G 和 6G 通信系统论证设计、研制生产、测试试验、运维管理等环境的应用进行了探讨. 上述研究有望为 B5G、6G 通信系统的产业发展和工程建设提供有益参考,推动数字孪生信道在 B5G、6G 通信领域和行业中应用,为实现 B5G、 6G 通信信道数字化、智能化、服务化、绿色可持续化提供技术支撑.

1、数字孪生信道技术内涵
数字孪生作为一种在信息世界刻画物理世界、仿真物理世界、优化物理世界、可视化物理世界的重要技术,自提出后就成为当前全球关注的热点,该概念是 2002 年 Michael Grieves 教授首次提出的.Gartner 公司在过去三年持续将数字孪生列为十大新兴技术之一,并预测在未来三到五年内,数十亿计的实物将通过数字孪生来表达,数字孪生概念是针对物理世界中的物理实体,以数字化的方式在数字世界中建立一个对应的多维、多尺度、多物理的虚拟实体,用来实现对物理实体的属性、行为、规则的刻画、分析、掌握和优化。数字孪生虚实融合与实时交互、迭代运行与优化以及全要素/全过程/全业务数据驱动的特点,使得其不仅被应用于产品的设计阶段,而且延展到了产品研制、生产、测试、运维阶段 ,贯穿了产品各个阶段 ;同产品生命周期管理(product lifecycle management,PLM) 的理念不谋而合,数字孪生技术的发展将 PLM 的能力和理念从设计阶段真正扩展到了产品全生命周期随着物联网、人工智能和虚拟现实等技术的不断发展,更多产品具备了智能的特征,而数字孪生技术和应用逐步扩展到了包括智能制造和信息服务在内的完整的产品周期阶段,并不断丰富着数字孪生的形式和概念.无线信道作为一种电磁物理实体,存在着“形态无法直观看见”“特征无法直接触摸”和“效应无法直接辨识”的特点,因此亟需引入数字孪生的技术创建无线信道的数字孪生模型,用于支撑 B5G 和 6G通信信道的可视化分析,优化系统设计,保障系统测试、验证以及运营、维护、管理等环节。

2、数字孪生信道应用体系
数字孪生在B5G和6G通信领域落地应用的首要任务是创建无线通信信道的数字孪生模型. 陶飞团队在 Grieves 和 Vickers 最初定义的三维模型基础上提出了五维模型,其核心要素包括:物理实体、虚拟模型、孪生数据、连接和服务. 根据数字孪生五维模型的概念,可定义通信信道的数字孪生模型如下:
M = (P,V,S,D,C). (1)
式中:P 表示物理信道;V表示虚拟信道;S 表示应用服务;D 表示孪生数据;C 表示各组成部分间的连接.根据式 (1),可构建数字孪生信道模型结构如图 1所示:
1.jpg
无线信道的数字孪生的认识与实践离不开具体对象、具体应用与具体需求,从应用和解决实际需求的角度出发,实际应用过程中不一定要求所建立的“数字孪生”具备所有理想特征,而是能满足用户的具体需求即可. 根据上述数字孪生五维模型体系,其可确定 B5G 和 6G 通信数字孪生信道应用体系,如图 2 所示:
2.jpg

2.1 物理信道 (P)
物理信道是数字孪生模型的构成基础,对物理信道的准确感知和掌握是建立数字孪生信道的前提.对于未来 6G 的陆海空天一体化网络,信道基础参数,如地形、地物、海浪、风、云、雾、雨、雪、电离层、磁层、太阳等可视为对应的通信信道的物理实体. 地形、地物、海浪等共同构成的地 (海) 面通信信道模型实体,风、云、雾、雨、雪等共同构成的低空信道模型实体,电离层和磁层共同构成的高空信道模型实体,太阳及其他星体可视为深空信道模型实体.根据不同应用需求和粒度对物理信道进行分层,是分层构建数字孪生模型的基础. 数字孪生信道模型通过对物理实体的交互与耦合关系进行描述,从而对陆海空天通信信道的变化进行分析与预测.

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发表于 2021-9-16 20:31:48 | 显示全部楼层 来自 四川省成都市
看看学习一下
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发表于 2022-11-6 19:46:11 | 显示全部楼层 来自 山东省济南市
分享资料价值无限
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发表于 2022-11-8 10:59:43 | 显示全部楼层 来自 上海市
B5G, 6G communication research and development
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发表于 2022-11-12 15:19:08 | 显示全部楼层 来自 广东省深圳市
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