迎接6G：从雾里看花到目标场景与关键技术
【慧聪通信网】在日前举行的第31届中国国际信息通信展览会上，工信部部长金壮龙指出，全面推进6G技术研发，抢占未来发展新优势。金壮龙部长的讲话，为通信业6G研发提出新要求，按下提速键。与此同时，随着国际电信联盟无线电通信部门5D工作组如期完成了《未来技术趋势研究报告》的撰写，标志着6G研究方向在全球达成初步共识，关键技术逐渐聚焦，业界围绕6G的部署探索进入实质性开拓阶段。
作为国家信息基础设施的重要部分，移动通信网络在国家经济发展和社会生活中正发挥着越来越重要的作用。从2G到5G，我国在技术上逐步实现了从跟随到领跑，在技术研发、标准制订和商用落地等方面都处于全球前列。那么，面向6G时代，我国围绕目标场景与关键技术该如何布局与抢跑？
定方向：抢跑布局关键技术
网络架构为不同使能技术提供基础框架、支撑目标服务与应用，是6G移动系统的基石。面向6G总体技术愿景，从6G系统设计角度看，6G新技术根据功能特性和定位可分类为无线通信、无线网络、功能与架构和系统组网四大方向。
其中，无线通信定位在点对点通信，目标是提升频谱效率、峰值速率和接入用户数；无线网络定位在多点对多点组网，目标是支持多频段多制式，拓展微域、盲区覆盖能力和网络感知能力；功能与架构定位在信息通信网络架构理论体系，通过平台化、结构化、服务化、内生设计等技术手段，实现网络至简和结构熵减，以及与5G的平滑代际演进和前后双向兼容，面向全场景，融合全要素，实现全领域资源和能力贯通，实现信息流的全过程服务；系统组网定位在贯通物理和数字空间，在系统层面实现自生长、自优化、自演进。中国电信研究院移动通信技术研究所教授级高工蒋峥指出，6G主要技术趋势，包括分层分布式自治网络、全服务化网络、通算一体、智简网络等新型网络架构，以及空天地一体化、通感一体化、智能超表面、多载波融合、超大规模MIMO、近域中继通信、智能内生、内生安全等关键技术，同时面向6G的候选频段，开展典型频段、典型场景的传播模型研究与仿真建模，支撑6G关键技术的研究与测试验证。
目前，针对这些研究领域，中国IMT-2030推进组已经开展布局研究，并针对通信感知一体化、智能超表面、算力网络、分布式自治网络、智能内生等关键技术逐步开展测试验证。同时，作为5G建设的主力军，我国三大运营商也都积极开展6G研究工作。
中国电信在6G网络架构的研究方向，牵头国家项目“6G网络架构及关键技术”，提出“三层四面”的数据驱动分布自治的新型网络架构，并联合产业链开展原型系统的技术攻关；中国联通搭建6G网络仿真平台，攻关6G网络架构、6G内生安全等关键技术，牵头成立毫米波太赫兹联合创新中心；中国移动不仅在技术标准方面依托3GPP、ITU、CCSA等开展天地一体技术和标准体系研究，牵头构建ITU全球首个“固定、移动、卫星融合”标准，并且在产业推进方面，在2022年8月发布全球首个运营商5G IoT NTN终端直连卫星外场验证。
中国移动研究院院长黄宇红指出，网络天地一体作为6G的核心基础技术之一，目标应该是支持终端融合一体、连接全球无缝的信息服务能力，为最大化产业规模、最高效网络组织，要求天地一体支持架构、空口、频率、多轨四大融合关键技术，构建泛在通信、立体感知、导航定位、算力协同四大核心业务能力，最终实现卫星和地面网络在技术、标准、产业和应用的全方位融合，为大众客户和千行百业提供统一终端、一体服务。
中国信科集团副总经理陈山枝指出，对于星地融合，由于无线传播特性不同，卫星的高速移动会带来包括传播距离，时延对于星号波形、传输的影响等许多基础性问题，还有立体的、弹性的可存扩网络等关键技术待突破。因此，随着技术的进步、应用的发展，频率管制的政策也会发生变化，对于发展卫星互联网的技术路径，要做到5G兼容、6G融合。
找抓手：ICDT升维目标场景
移动通信网络基础在建，关键在用，信息技术的发展，是一个新技术不断涌现和融合的过程。当前，5G已经基本完成了信息通信技术ICT的融合，面向6G演进趋势，ICT进一步与大数据和人工智能技术融合，呈现ICDT（Information，Communication，big Data Technology）融合特征。
ICDT融合的6G是一个端到端的信息处理与服务系统，是强连接、强算力、强智能、强安全“四强”融合的移动信息网络。大量新技术与新功能成为6G设计候选方案，方案性能在理论、仿真和原型等不同层面得到验证。事实上，6G应用场景分为“增强5G应用场景”和“6G全新应用场景”两大类，6G的大部分应用场景是在5G时代已经存在的，但在6G阶段希望能得到更好的支持。蒋峥认为，6G将在5G原有的三大典型场景基础上拓展深化，全面支持以人为中心的沉浸式交互体验、高效可靠的物联网场景，其服务范围将扩展至全球立体覆盖。比如，在超高速宽带下满足视频监控、远程全息课堂、云端渲染XR、工业机器人触觉反馈等业务的需求；高移动性宽带满足移动高清视频直播等业务，涉及飞机、高铁等快速移动时的宽带通信需求；超低时延高可靠性满足移动机器运动控制、远程全息手术、超高压继电保护等业务的需求。
在OPPO标准研究部部长杨宁看来，6G也将让宽带多媒体娱乐、车联网、智能家居等5G时代的应用场景实现蜕变。其中，宽带多媒体娱乐在6G系统中，除了更好地支持高清视频外，还希望能更好地支持XR等“娱乐元宇宙”业务；车联网方面，基于蜂窝的4G、5G车联网业务已经实现大规模部署，但面向智能驾驶的车-车直通的V2X技术仍未普及，6G系统在V2X能力未能体现；智能家居上，5G D2D技术已经可以用于智能家居业务，但其速率相对5G蜂窝和Wi-Fi没有显示出速率优势；如果6G能实现基于毫米波等高频段技术的D2D通信，将在智能家居场景实现竞争优势。“这些应用场景是5G时代没有考虑到的，可能是6G明显区别于5G的杀手级应用。”杨宁说。面向未来，ICDT融合6G将进一步向新感知、新终端、新算力、新安全、新低碳、新材料、新仿生、新组网、新设施、新范式跨界融合延伸，为 6G 带来更多创新路径。其中，量子计算以其并行计算优越性将给6G网络带来颠覆性机遇。
中国工程院院士邬贺铨指出，从移动通信的发展来看，6G发展不仅仅是技术驱动，更多是需求牵引，对大多数的应用，6G的频效、能效、时效、成效等比峰值速率更重要，6G网络要在这些方面改进，使得在5G-A商用五年以后也有必要建设6G网络，即便对于大众的应用，也许6G还不见得能呈现比5G和5G-A显著不同的体验，但使用6G网络是值得的。V2X公共交通体验线，加速高级别自动驾驶、智能网联汽车等场景发展。
面向2030：平滑演进
移动通信技术的普及取决于网络技术的大规模快速迭代。从4G开始，我国在移动通信网络迭代上已经处于绝对优势，从占全球4G网络用户规模的一半到占全球5G网络用户规模的二分之三。而6G与5G很可能不是完全替代，而是长期共存互补的关系。因此，我国在5G网络、用户存量上的巨大规模优势将成为我国发展6G的重要基础。
目前，3GPP的在研的R18版本仍然是5G-Advanced特性的演进及增强，根据目前进展及计划，3GPP大概率会在2026年开始6G愿景、技术、需求方面的工作，在R21或以后阶段开始进行6G标准化工作，但目前的5G-Advanced中包含的智能化研究、通感模型研究等，有较大可能平滑过渡到下一代移动通信系统。当前，我国在5G标准化阶段，积极参与上游标准制定和生态培育，标准能力获得很大提升。在标准数量上，中国5G标准必要专利数量占比超过38%，居全球首位。
我国已建成全球最大5G网络，5G基站总数超过220万站，5G移动电话用户超过5亿户。我国在5G的标准化经验，5G网络运营和行业应用经验都对我国引领6G标准化奠定了很好的基础。杨宁指出，应利用我国在国际移动通信产业的绝对影响力，根据我国技术禀赋扬长避短，推动6G向对我国产业发展有利，避免盲目追求更高数据率、更高频谱等以更高半导体制程为刚需的技术发展方向。在蒋峥看来，以2030年6G商用为目标，当前需要加强技术研究和标准预研，避免国际标准分裂和产业分裂，推动形成全球统一标准。其中，在频率规划和使用方面，6G需统筹天地一体用频需求和频率规划；无线技术研究方面建议加快核心能力攻关；产业研发方面建议加强高频器件和芯片的研发和制造技术的攻关；网络架构研究方面，建议充分考虑未来业务发展需求、DOICT技术融合发展趋势，以及现网发展中的问题，开展6G网络架构设计，支持通信、感知、计算的深度融合。
无疑，随着无线通信赋能各行各业，网络参与者和利益相关方更加多样化，6G将趋于形成开放合作的商业生态，具备多方参与、专业分工、对等合作、智能协同等特征。传统的以运营商为中心的集中式信任模式面临公平性低、海量实体信任建立成本高等问题。6G网络需要构建去中心化的信任架构，保障多方信任快速准确地建立，为构建和维护稳定、公平的6G开放合作的商业生态提供有力的安全支撑。
