迎接6G:從霧里看花到目標(biāo)場景與關(guān)鍵技術(shù)|全球百事通

在日前舉行的第31屆中國國際信息通信展覽會上，工信部部長金壯龍指出，全面推進6G技術(shù)研發(fā)，搶占未來發(fā)展新優(yōu)勢。金壯龍部長的講話，為通信業(yè)6G研發(fā)提出新要求，按下提速鍵。與此同時，隨著國際電信聯(lián)盟無線電通信部門5D工作組如期完成了《未來技術(shù)趨勢研究報告》的撰寫，標(biāo)志著6G研究方向在全球達成初步共識，關(guān)鍵技術(shù)逐漸聚焦，業(yè)界圍繞6G的部署探索進入實質(zhì)性開拓階段。

作為國家信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要部分，移動通信網(wǎng)絡(luò)在國家經(jīng)濟發(fā)展和社會生活中正發(fā)揮著越來越重要的作用。從2G到5G，我國在技術(shù)上逐步實現(xiàn)了從跟隨到領(lǐng)跑，在技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制訂和商用落地等方面都處于全球前列。那么，面向6G時代，我國圍繞目標(biāo)場景與關(guān)鍵技術(shù)該如何布局與搶跑？

定方向：搶跑布局關(guān)鍵技術(shù)

(相關(guān)資料圖)

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為不同使能技術(shù)提供基礎(chǔ)框架、支撐目標(biāo)服務(wù)與應(yīng)用，是6G移動系統(tǒng)的基石。面向6G總體技術(shù)愿景，從6G系統(tǒng)設(shè)計角度看，6G新技術(shù)根據(jù)功能特性和定位可分類為無線通信、無線網(wǎng)絡(luò)、功能與架構(gòu)和系統(tǒng)組網(wǎng)四大方向。

其中，無線通信定位在點對點通信，目標(biāo)是提升頻譜效率、峰值速率和接入用戶數(shù)；無線網(wǎng)絡(luò)定位在多點對多點組網(wǎng)，目標(biāo)是支持多頻段多制式，拓展微域、盲區(qū)覆蓋能力和網(wǎng)絡(luò)感知能力；功能與架構(gòu)定位在信息通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)理論體系，通過平臺化、結(jié)構(gòu)化、服務(wù)化、內(nèi)生設(shè)計等技術(shù)手段，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)至簡和結(jié)構(gòu)熵減，以及與5G的平滑代際演進和前后雙向兼容，面向全場景，融合全要素，實現(xiàn)全領(lǐng)域資源和能力貫通，實現(xiàn)信息流的全過程服務(wù)；系統(tǒng)組網(wǎng)定位在貫通物理和數(shù)字空間，在系統(tǒng)層面實現(xiàn)自生長、自優(yōu)化、自演進。中國電信研究院移動通信技術(shù)研究所教授級高工蔣崢指出，6G主要技術(shù)趨勢，包括分層分布式自治網(wǎng)絡(luò)、全服務(wù)化網(wǎng)絡(luò)、通算一體、智簡網(wǎng)絡(luò)等新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以及空天地一體化、通感一體化、智能超表面、多載波融合、超大規(guī)模MIMO、近域中繼通信、智能內(nèi)生、內(nèi)生安全等關(guān)鍵技術(shù)，同時面向6G的候選頻段，開展典型頻段、典型場景的傳播模型研究與仿真建模，支撐6G關(guān)鍵技術(shù)的研究與測試驗證。

目前，針對這些研究領(lǐng)域，中國IMT-2030推進組已經(jīng)開展布局研究，并針對通信感知一體化、智能超表面、算力網(wǎng)絡(luò)、分布式自治網(wǎng)絡(luò)、智能內(nèi)生等關(guān)鍵技術(shù)逐步開展測試驗證。同時，作為5G建設(shè)的主力軍，我國三大運營商也都積極開展6G研究工作。

中國電信在6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究方向，牽頭國家項目“6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)”，提出“三層四面”的數(shù)據(jù)驅(qū)動分布自治的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈開展原型系統(tǒng)的技術(shù)攻關(guān)；中國聯(lián)通搭建6G網(wǎng)絡(luò)仿真平臺，攻關(guān)6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、6G內(nèi)生安全等關(guān)鍵技術(shù)，牽頭成立毫米波太赫茲聯(lián)合創(chuàng)新中心；中國移動不僅在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面依托3GPP、ITU、CCSA等開展天地一體技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系研究，牽頭構(gòu)建ITU全球首個“固定、移動、衛(wèi)星融合”標(biāo)準(zhǔn)，并且在產(chǎn)業(yè)推進方面，在2022年8月發(fā)布全球首個運營商5G IoT NTN終端直連衛(wèi)星外場驗證。

中國移動研究院院長黃宇紅指出，網(wǎng)絡(luò)天地一體作為6G的核心基礎(chǔ)技術(shù)之一，目標(biāo)應(yīng)該是支持終端融合一體、連接全球無縫的信息服務(wù)能力，為最大化產(chǎn)業(yè)規(guī)模、最高效網(wǎng)絡(luò)組織，要求天地一體支持架構(gòu)、空口、頻率、多軌四大融合關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建泛在通信、立體感知、導(dǎo)航定位、算力協(xié)同四大核心業(yè)務(wù)能力，最終實現(xiàn)衛(wèi)星和地面網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用的全方位融合，為大眾客戶和千行百業(yè)提供統(tǒng)一終端、一體服務(wù)。

中國信科集團副總經(jīng)理陳山枝指出，對于星地融合，由于無線傳播特性不同，衛(wèi)星的高速移動會帶來包括傳播距離，時延對于星號波形、傳輸?shù)挠绊懙仍S多基礎(chǔ)性問題，還有立體的、彈性的可存擴網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)待突破。因此，隨著技術(shù)的進步、應(yīng)用的發(fā)展，頻率管制的政策也會發(fā)生變化，對于發(fā)展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)路徑，要做到5G兼容、6G融合。

找抓手：ICDT升維目標(biāo)場景

移動通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)在建，關(guān)鍵在用，信息技術(shù)的發(fā)展，是一個新技術(shù)不斷涌現(xiàn)和融合的過程。當(dāng)前，5G已經(jīng)基本完成了信息通信技術(shù)ICT的融合，面向6G演進趨勢，ICT進一步與大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)融合，呈現(xiàn)ICDT（Information，Communication，big Data Technology）融合特征。

ICDT融合的6G是一個端到端的信息處理與服務(wù)系統(tǒng)，是強連接、強算力、強智能、強安全“四強”融合的移動信息網(wǎng)絡(luò)。大量新技術(shù)與新功能成為6G設(shè)計候選方案，方案性能在理論、仿真和原型等不同層面得到驗證。事實上，6G應(yīng)用場景分為“增強5G應(yīng)用場景”和“6G全新應(yīng)用場景”兩大類，6G的大部分應(yīng)用場景是在5G時代已經(jīng)存在的，但在6G階段希望能得到更好的支持。蔣崢認為，6G將在5G原有的三大典型場景基礎(chǔ)上拓展深化，全面支持以人為中心的沉浸式交互體驗、高效可靠的物聯(lián)網(wǎng)場景，其服務(wù)范圍將擴展至全球立體覆蓋。比如，在超高速寬帶下滿足視頻監(jiān)控、遠程全息課堂、云端渲染XR、工業(yè)機器人觸覺反饋等業(yè)務(wù)的需求；高移動性寬帶滿足移動高清視頻直播等業(yè)務(wù)，涉及飛機、高鐵等快速移動時的寬帶通信需求；超低時延高可靠性滿足移動機器運動控制、遠程全息手術(shù)、超高壓繼電保護等業(yè)務(wù)的需求。

在OPPO標(biāo)準(zhǔn)研究部部長楊寧看來，6G也將讓寬帶多媒體娛樂、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居等5G時代的應(yīng)用場景實現(xiàn)蛻變。其中，寬帶多媒體娛樂在6G系統(tǒng)中，除了更好地支持高清視頻外，還希望能更好地支持XR等“娛樂元宇宙”業(yè)務(wù)；車聯(lián)網(wǎng)方面，基于蜂窩的4G、5G車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模部署，但面向智能駕駛的車-車直通的V2X技術(shù)仍未普及，6G系統(tǒng)在V2X能力未能體現(xiàn)；智能家居上，5G D2D技術(shù)已經(jīng)可以用于智能家居業(yè)務(wù)，但其速率相對5G蜂窩和Wi-Fi沒有顯示出速率優(yōu)勢；如果6G能實現(xiàn)基于毫米波等高頻段技術(shù)的D2D通信，將在智能家居場景實現(xiàn)競爭優(yōu)勢?！?strong>這些應(yīng)用場景是5G時代沒有考慮到的，可能是6G明顯區(qū)別于5G的殺手級應(yīng)用。”楊寧說。面向未來，ICDT融合6G將進一步向新感知、新終端、新算力、新安全、新低碳、新材料、新仿生、新組網(wǎng)、新設(shè)施、新范式跨界融合延伸，為 6G 帶來更多創(chuàng)新路徑。其中，量子計算以其并行計算優(yōu)越性將給6G網(wǎng)絡(luò)帶來顛覆性機遇。

中國工程院院士鄔賀銓指出，從移動通信的發(fā)展來看，6G發(fā)展不僅僅是技術(shù)驅(qū)動，更多是需求牽引，對大多數(shù)的應(yīng)用，6G的頻效、能效、時效、成效等比峰值速率更重要，6G網(wǎng)絡(luò)要在這些方面改進，使得在5G-A商用五年以后也有必要建設(shè)6G網(wǎng)絡(luò)，即便對于大眾的應(yīng)用，也許6G還不見得能呈現(xiàn)比5G和5G-A顯著不同的體驗，但使用6G網(wǎng)絡(luò)是值得的。V2X公共交通體驗線，加速高級別自動駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)汽車等場景發(fā)展。

面向2030：平滑演進

移動通信技術(shù)的普及取決于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大規(guī)?？焖俚?。從4G開始，我國在移動通信網(wǎng)絡(luò)迭代上已經(jīng)處于絕對優(yōu)勢，從占全球4G網(wǎng)絡(luò)用戶規(guī)模的一半到占全球5G網(wǎng)絡(luò)用戶規(guī)模的二分之三。而6G與5G很可能不是完全替代，而是長期共存互補的關(guān)系。因此，我國在5G網(wǎng)絡(luò)、用戶存量上的巨大規(guī)模優(yōu)勢將成為我國發(fā)展6G的重要基礎(chǔ)。

目前，3GPP的在研的R18版本仍然是5G-Advanced特性的演進及增強，根據(jù)目前進展及計劃，3GPP大概率會在2026年開始6G愿景、技術(shù)、需求方面的工作，在R21或以后階段開始進行6G標(biāo)準(zhǔn)化工作，但目前的5G-Advanced中包含的智能化研究、通感模型研究等，有較大可能平滑過渡到下一代移動通信系統(tǒng)。當(dāng)前，我國在5G標(biāo)準(zhǔn)化階段，積極參與上游標(biāo)準(zhǔn)制定和生態(tài)培育，標(biāo)準(zhǔn)能力獲得很大提升。在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量上，中國5G標(biāo)準(zhǔn)必要專利數(shù)量占比超過38%，居全球首位。

我國已建成全球最大5G網(wǎng)絡(luò)，5G基站總數(shù)超過220萬站，5G移動電話用戶超過5億戶。我國在5G的標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)驗，5G網(wǎng)絡(luò)運營和行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗都對我國引領(lǐng)6G標(biāo)準(zhǔn)化奠定了很好的基礎(chǔ)。楊寧指出，應(yīng)利用我國在國際移動通信產(chǎn)業(yè)的絕對影響力，根據(jù)我國技術(shù)稟賦揚長避短，推動6G向?qū)ξ覈a(chǎn)業(yè)發(fā)展有利，避免盲目追求更高數(shù)據(jù)率、更高頻譜等以更高半導(dǎo)體制程為剛需的技術(shù)發(fā)展方向。在蔣崢看來，以2030年6G商用為目標(biāo)，當(dāng)前需要加強技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研，避免國際標(biāo)準(zhǔn)分裂和產(chǎn)業(yè)分裂，推動形成全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。其中，在頻率規(guī)劃和使用方面，6G需統(tǒng)籌天地一體用頻需求和頻率規(guī)劃；無線技術(shù)研究方面建議加快核心能力攻關(guān)；產(chǎn)業(yè)研發(fā)方面建議加強高頻器件和芯片的研發(fā)和制造技術(shù)的攻關(guān)；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究方面，建議充分考慮未來業(yè)務(wù)發(fā)展需求、DOICT技術(shù)融合發(fā)展趨勢，以及現(xiàn)網(wǎng)發(fā)展中的問題，開展6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計，支持通信、感知、計算的深度融合。

無疑，隨著無線通信賦能各行各業(yè)，網(wǎng)絡(luò)參與者和利益相關(guān)方更加多樣化，6G將趨于形成開放合作的商業(yè)生態(tài)，具備多方參與、專業(yè)分工、對等合作、智能協(xié)同等特征。傳統(tǒng)的以運營商為中心的集中式信任模式面臨公平性低、海量實體信任建立成本高等問題。6G網(wǎng)絡(luò)需要構(gòu)建去中心化的信任架構(gòu)，保障多方信任快速準(zhǔn)確地建立，為構(gòu)建和維護穩(wěn)定、公平的6G開放合作的商業(yè)生態(tài)提供有力的安全支撐。

責(zé)任編輯：李楠

關(guān)鍵詞：