本文來自微信公眾號“天翼智庫”，作者/陳昕、孟凡蓉、秦旭。
2023年3月22日至3月24日，全球6G技術(shù)大會在南京隆重舉行。本次會議的主題是“6G融通世界，攜手共創(chuàng)未來”。多位來自國內(nèi)外高校、企業(yè)的知名專家聚焦6G七大技術(shù)熱點(diǎn)進(jìn)行了深入研討。較之上屆6G大會，本屆6G大會更多聚焦6G技術(shù)及實(shí)現(xiàn)方案，更加注重技術(shù)研究的進(jìn)展與成果，而對6G需求與愿景的探討相對較少。這也說明行業(yè)6G研究已逐步從需求愿景走向具體技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)研究百花齊放
成果初步顯現(xiàn)
一、毫米波與太赫茲技術(shù)
其一，6G應(yīng)用給現(xiàn)有前端芯片提出新挑戰(zhàn)，未來氮化鎵器件在高頻、高效、帶寬和大功率等方面綜合表現(xiàn)突出。
其二，6G對射頻前端系統(tǒng)的高集成度和可重構(gòu)性提出了新需求，基于砷化鎵的全可重構(gòu)耦合器已實(shí)現(xiàn)了功分比、相位差和中心頻率的全可調(diào)節(jié)和控制。
其三，太赫茲通信發(fā)展過程中，系統(tǒng)和器件的同步發(fā)展至關(guān)重要，調(diào)制、天線、信道等方面需要同步研究。
其四，硅基工藝具有高密度集成的優(yōu)點(diǎn)，在陣列架構(gòu)中具有重要位置，未來有望成為消費(fèi)電子級產(chǎn)品。
二、天地融合與智能組網(wǎng)技術(shù)
第一，衛(wèi)星與地面網(wǎng)絡(luò)形成互補(bǔ)，近期、中期與遠(yuǎn)期的挑戰(zhàn)分別是服務(wù)質(zhì)量問題、在低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中融合軟件定義、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化、邊緣計(jì)算的問題及多空間多軌道實(shí)現(xiàn)立體三維網(wǎng)絡(luò)融合的問題。
第二，星地融合將給6G的覆蓋能力帶來革命性的提升，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)直連手機(jī)將成為可能。
第三，天地一體化未來移動信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建應(yīng)該以需求為導(dǎo)向，同時(shí)要從系統(tǒng)的角度來構(gòu)建解決方案。
第四，發(fā)展衛(wèi)星通信需要考慮諸多問題，應(yīng)遵循與5G相兼容、與6G相融合的技術(shù)路徑。
第五，未來直連衛(wèi)星向一體化發(fā)展，星間鏈對未來組網(wǎng)非常關(guān)鍵，需要考慮通信、遙感、導(dǎo)航、算力等多種載荷的一體化實(shí)現(xiàn)。
三、雙碳下的6G網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)
第一，中射頻和空口的設(shè)計(jì)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)雙碳的核心，讓傳輸?shù)男盘栐词瞻l(fā)端盡量靠近且增加中間的節(jié)點(diǎn)是降低能耗的主要方式。
第二，通過引入人工智能，集中或云化部署信號處理和算法算力預(yù)處理能力，有助于提升網(wǎng)絡(luò)能效。
第三，運(yùn)營商通過網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)、新技術(shù)采用、新建設(shè)模式、云網(wǎng)自智及云網(wǎng)融合綠色底座等方式可有效降低能耗。
第四，終端根據(jù)上下文信息或業(yè)務(wù)需求來向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送一些終端輔助信息，可協(xié)助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行節(jié)能和正常工作兩種狀態(tài)的切換，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
第五，雙碳要求不僅是能量效率，同時(shí)還希望降低整體能耗，未來可根據(jù)業(yè)務(wù)動態(tài)變化調(diào)整基站運(yùn)行狀態(tài)降低能耗。第六，業(yè)界需定義并完善面向6G覆蓋的雙碳KPI指標(biāo)體系。
四、6G無線空口傳輸技術(shù)
一，6G時(shí)代網(wǎng)絡(luò)和AI將走向全面的融合，AI服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)支撐AI，需為無線網(wǎng)絡(luò)定制AI理論與算法。
二，通過引入AI，可使無線網(wǎng)絡(luò)從單純通信，轉(zhuǎn)變?yōu)榧ㄐ拧⒏兄?、?jì)算、控制的基座，這將獲得未來無線網(wǎng)絡(luò)在自然和效用上全局性的優(yōu)化。三，需要厘清語義的定義，語義是用虛景消息的特征信號去定義或者標(biāo)注了實(shí)景信號的特征信號，6G將能較好實(shí)現(xiàn)語義通信。
五、6G通感算架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)
第一，通算一體的“算力內(nèi)生網(wǎng)絡(luò)”具有通算一體虛擬化、算力調(diào)度邊緣化、網(wǎng)絡(luò)無損、算法體系算力內(nèi)生聯(lián)邦學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生面向算力內(nèi)生網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)等關(guān)鍵技術(shù)。
第二，通感算在實(shí)際組網(wǎng)中，可能有兩種部署場景，一種是通信與感知分離部署，另一種是通信與感知共同部署。
第三，通感融合本質(zhì)上有兩類應(yīng)用，一方面是如何通過感去輔助、使能新應(yīng)用場景；另一方面是如何通過感的結(jié)果去重構(gòu)電磁環(huán)境，輔助對通信的提升。
第四，6G通感算融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有多要素深度融合、多頻段協(xié)同、網(wǎng)絡(luò)協(xié)作等三大典型特征。
第五，6G通感算融合，需要做好統(tǒng)籌規(guī)劃，探索業(yè)務(wù)模式；需要加大創(chuàng)新力度，建立標(biāo)準(zhǔn)體系；需要加強(qiáng)國際合作，打造通感網(wǎng)絡(luò)。
六、6G網(wǎng)絡(luò)安全與隱私保護(hù)技術(shù)
一，6G在實(shí)現(xiàn)各種智能化技術(shù)規(guī)模應(yīng)用的同時(shí)，也蘊(yùn)含了三重安全風(fēng)險(xiǎn)，表現(xiàn)為共性安全問題、個(gè)性安全問題、廣域功能安全問題，其根源是網(wǎng)絡(luò)空間的漏洞后門等問題在向物理空間、認(rèn)知空間外溢。
二，將網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)絡(luò)彈性等非功能特性和6G各種功能特性在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)中進(jìn)行了一體化設(shè)計(jì)，一方面探索開辟了應(yīng)對廣義功能安全威脅的6G新范式，另一方面也為6G智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供了具有明顯代際效應(yīng)的引領(lǐng)性方案。
七、6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)
第一，6G網(wǎng)絡(luò)需向平臺化服務(wù)化的方向發(fā)展，平臺化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)包括網(wǎng)絡(luò)平臺化和服務(wù)多樣化兩方面的內(nèi)涵。網(wǎng)絡(luò)平臺化指網(wǎng)絡(luò)橫向?qū)娱g解耦、層內(nèi)原子化，統(tǒng)一封裝，并對內(nèi)對外提供調(diào)用服務(wù)。服務(wù)多樣化指的是縱向跨層多要素按需智能編排，為用戶提供定制化服務(wù)。
第二，當(dāng)前國內(nèi)外6G架構(gòu)技術(shù)體系還比較發(fā)散，應(yīng)基于需求及6G架構(gòu)設(shè)計(jì)的共識，形成收斂的6G組網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)體系。
第三，6G將會是立體的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)空天地一體化全球無縫覆蓋，地面基站仍然是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)核心，其余技術(shù)將會作為補(bǔ)充。
部分國家地區(qū)
6G研究如火如荼
一、日本
日本非常重視6G的發(fā)展，2023年3月，IOWN發(fā)布Vision 2030白皮書2.0版本，對6G的使用場景、技術(shù)棧、新趨勢、IOWN研究的基礎(chǔ)設(shè)施演進(jìn)及未來計(jì)劃進(jìn)行了詳細(xì)的論述。與此同時(shí)，以NTT Docomo、KDDI為代表的運(yùn)營商也致力于6G的技術(shù)研究。NTT Docomo認(rèn)為在6G時(shí)代網(wǎng)絡(luò)可以理解成是一個(gè)大腦，它可以具有人類五官的功能，能聞、能看、能聽，它甚至能夠像人一樣思維和行動。這將基于非常先進(jìn)的傳感器系統(tǒng)，能夠讓人類的這些功能通過技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)。KDDI則認(rèn)為6G相關(guān)技術(shù)聚焦于七大領(lǐng)域，包括網(wǎng)絡(luò)、安全、物聯(lián)網(wǎng)、平臺、人工智能、XR應(yīng)用、機(jī)器人等。
二、韓國
韓國科技信息通信部2023年2月通過“K-NETWORK 2030”戰(zhàn)略，致力于將韓國打造成“新一代網(wǎng)絡(luò)標(biāo)桿國家”。該戰(zhàn)略旨在開發(fā)世界級的6G技術(shù)，創(chuàng)新基于軟件的下一代移動網(wǎng)絡(luò)，并強(qiáng)化供應(yīng)鏈的構(gòu)建。此外，在這一計(jì)劃中鼓勵韓國公司在本土生產(chǎn)6G技術(shù)所需的原材料、零部件和相關(guān)設(shè)備。與此同時(shí)，該計(jì)劃鼓勵開發(fā)與任何移動設(shè)備兼容的開放式RAN，使移動運(yùn)營商和企業(yè)能夠提供靈活的服務(wù)。未來，韓國將聚焦研究6G開放式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生智能、通感一體、算網(wǎng)融合、綠色低碳等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。
三、歐盟
歐盟快速推動6G發(fā)展，6G研究的新旗艦Hexa-X-II已于2023年1月啟動，為期兩年半，其研究重點(diǎn)是系統(tǒng)化和預(yù)標(biāo)準(zhǔn)化，合作伙伴的成員名單已從25個(gè)增加到44個(gè)。歐盟領(lǐng)導(dǎo)的6GIA（6G基礎(chǔ)設(shè)施聯(lián)盟）和SNS（歐洲智能網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)伙伴關(guān)系）在2023年將投入1.32億歐元，聚焦6G相關(guān)研究。其中70%的資金聚焦6G五大特定領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的研究，10%的資金用于實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施搭建和概念驗(yàn)證的測試，20%的資金用于垂直領(lǐng)域應(yīng)用的研發(fā)。2024年將再投入1.29億歐元用于技術(shù)驗(yàn)證和其它研發(fā)。
小結(jié)
6G的研究已經(jīng)逐步走向深入，研究者更多關(guān)注技術(shù)的不斷創(chuàng)新與實(shí)現(xiàn)方案的測試與落地。未來，隨著6G技術(shù)研究走向成熟、標(biāo)準(zhǔn)化工作逐步推進(jìn)，6G離我們的生產(chǎn)生活將不再遙不可及。
