终端直连技术

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终端直连技术
 直连通信技术
从 3GPP NR Release 17 开始，具有高吞吐量、低时延、高可靠性需求的商业应用场景成为直连通信主要目标用例。6G 时代，直连通信将应用到更多的通信用例以及更多的垂直行业。例如，通过提供极高吞吐率、超低时延以及超高可靠性支持的直连通信链路，满足沉浸式云 XR、全息显示、远程触觉、车联网（车辆、无人机、飞机、高速列车）、智能工厂和智慧物联网的要求。这些应用都需要 Tbps 级传输速率、亚毫秒级延迟以及10-7 量级的传输错误率。
在 6G 直连通信链路上，可能的潜在候选技术包括：
• 新型频谱技术，如太赫兹通信技术；
• 增强 MIMO 技术。当前直连通信仅支持两发两收。随着 MIMO 阵列天线的持续演进，增强的超大规模天线 MIMO 的应用可以进一步获得直连通信链路上的阵列增益、分集增益、复用增益和干扰抵消等；
• 全双工技术。当前直连链路工作在半双工模式下，半双工模式不仅限制了直连通信数据速率上限，还降低了资源感知的可靠性。未来可以考虑在6G 直连通信链路引入子带全双工甚至同时同频全双工技术，在提升系统速率的同时，还可以获得更多的候选资源；
• 进一步支持物联网 IoT（Internet of Things）场景。支持低能力直连通信终端，并支持不同能力终端之间通信；进一步增强节能机制，实现直连链路通信超低功耗。

 直连蜂窝融合网络技术
一方面，高频技术如太赫兹通信技术，天然地可以提高数据传输速率；另一方面，高频通信具有路径损耗更大、阴影衰落更严重的特点。以太赫兹为例，为了能稳定提供超高速率的数据通信，传输距离通常要求控制在 100m 范围内。
严重的路径损耗和阴影衰落驱动了超密集无线网络节点部署的需求。然而，现阶段这样的需求却难以实现。其中最主要的是出于对商业上的可负担性的担忧。在人口密度最高的发达城市当中，目前的付费用户密度带来的收益都还不足以覆盖如此密集的网络节点的部署成本和运营成本。
通过将直连通信网络融合到蜂窝通信网络中，可以提高蜂窝通信网络覆盖率。由于高频的快速衰落，频谱可以在不同链路之间复用，系统容量亦可以得到提升。
直连蜂窝融合网络技术通过多跳中继，实现覆盖扩展。基站的数据和信令通过多个中继到达终端，终端的数据和信令通过多个中继到达基站，中继负责数据和信令的路由和转发。潜在的技术方向包括多跳中继发现、多跳中继选择、路由选择机制等。直连蜂窝融合网络支持多链路通信，终端通过两条以上的路径接入基站，基站的业务数据和信令可以通过多个路径传输到终端，终端的数据和信令可以通过多个路径传输到基站，从而可以提高单个终端的数据速率和可靠性。
直连蜂窝融合网络还需要考虑终端和中继节点的移动导致链路拓扑发生变化，需要设计机制实现快速和高效的链路转换和恢复，以实现尽可能短的中断时延，保证业务连续性。

 终端直连协作技术
通常来说，受壳体的体积限制，单个手持终端或可穿戴设备的能力是受限的，例如可集成的天线数量和传输功率。另一方面，单个终端的可靠性也是受限的。在终端直连协作技术中，终端通过直连通信技术连接到另一个终端，另一个终端可以作为当前终端能力的扩展，以及当前终端的备份。终端能力扩展：可能的应用场景包括智能手表、智能眼镜通过直连链路获得智能手机的协作，智能手机通过直连链路获得智慧交通工具（汽车、飞机、轮船等）的协作，以突破单个终端的传输功率限制以及天线数量限制，增强其通信性能，以满足6G 应用场景，如沉浸式 XR 的 QoS 需求。
终端备份：适用于有超高可靠性需求的工业场景，如智能电网故障检测、智慧工厂机械臂远程操作等。通常分为热备份和冷备份。热备份中，协作终端需要一直在线，被协作终端和协作终端传输相同数据。冷备份中，协作终端正常态下不在线，当被协作终端发生异常，需快速切换数据传输链路。
和直连蜂窝融合网络技术不同，终端直连协作技术中的协作终端和被协作终端通常为绑定关系，因此不需要考虑协作终端和被协作终端的移动导致的协作终端发现、重选等问题。另外，针对终端备份场景，在保证安全性和可靠性的基础上，需要考虑冗余传输对无线资源带来的负担，优化网络调度机制。

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