圖/圖蟲創(chuàng)意
2023年以來(lái)，中國(guó)相關(guān)主管部門多次提及要“全面推進(jìn)6G技術(shù)研發(fā)”。2022年1月國(guó)務(wù)院發(fā)布的《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》也明確提出，“前瞻布局第六代移動(dòng)通信（6G）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)儲(chǔ)備，加大6G技術(shù)研發(fā)支持力度，積極參與推動(dòng)6G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作。積極穩(wěn)妥推進(jìn)空間信息基礎(chǔ)設(shè)施演進(jìn)升級(jí)，加快布局衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)等，推動(dòng)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。”
6G已經(jīng)成為國(guó)家戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的高地。從6G開始美國(guó)就另搞一套，成立了一個(gè)下一代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟，唯獨(dú)不讓中國(guó)公司參與。美國(guó)希望以此形成一個(gè)6G標(biāo)準(zhǔn)，然后再提到3GPP去，先入為主、既成事實(shí)，以便讓中國(guó)失去參加6G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)討論的機(jī)會(huì)，這種風(fēng)險(xiǎn)切實(shí)存在。關(guān)鍵是中國(guó)能不能在6G技術(shù)上保持領(lǐng)先，同時(shí)我們要堅(jiān)持改革開放，爭(zhēng)取同國(guó)際上的一些公司擴(kuò)大合作，通過(guò)維持全球6G標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，帶動(dòng)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展和移動(dòng)通信服務(wù)的普惠。
6G技術(shù)研究需要從基礎(chǔ)理論做起，需要更大的創(chuàng)新。5G的基本技術(shù)LDPC碼、Polar碼，MIMO等在十幾年前甚至更早在理論上就有了基矗全球醞釀5G的時(shí)候，曾希望形成顛覆性技術(shù)，但后來(lái)由于急于商用，并沒有深入地進(jìn)行基礎(chǔ)理論研究，所以實(shí)際上現(xiàn)在6G技術(shù)研究的基礎(chǔ)理論儲(chǔ)備存在不足。
基于大數(shù)據(jù)/AI的大范圍干擾抵消技術(shù)，是否會(huì)導(dǎo)致非蜂窩結(jié)構(gòu)？基于超材料科學(xué)的天線技術(shù)是否會(huì)有突破？基于信息論的挖潛是否還有空間？在核心網(wǎng)技術(shù)方面5G做了一些探索，6G是否需要更大的創(chuàng)新？以上這些，都是值得研究的內(nèi)容。
低頻段挖潛應(yīng)該是6G研究的著力點(diǎn)。現(xiàn)在提出的6G全頻段接入，這既不現(xiàn)實(shí)也不合理。因?yàn)轭l率是有各種應(yīng)用的，不能都給6G，而且有很多頻段是6G不適合的，頻段太多也將抬高成本。Sub 6GHz或者毫米波的低段應(yīng)作為6G頻譜的主攻方向，因?yàn)?G要支持廣覆蓋大連接高可靠的應(yīng)用，還需要考慮低碳與低成本，Sub 6GHz或者毫米波的低段是合適的選擇。另外，6G需要調(diào)整現(xiàn)有頻譜分配格局。6G需要更寬的頻譜，但現(xiàn)在難以找到6G可立足的頻段，需改變頻譜一次分配定終身的格局。頻譜分配過(guò)去基本只使用頻分模式占地為牢，現(xiàn)在還需考慮時(shí)分、空分、碼分模式。認(rèn)知無(wú)線電或智能頻譜使用管理技術(shù)勢(shì)在必行，但將增加系統(tǒng)與終端的復(fù)雜性。6G需要考慮與衛(wèi)星通信頻譜兼容。工業(yè)的應(yīng)用是6G的重要方向，是時(shí)候?yàn)?G工業(yè)應(yīng)用分配專用頻率了。
此外，AI在6G的應(yīng)用的落腳點(diǎn)主要應(yīng)兼顧信道處理而不僅是信源處理。5G AI主要用在運(yùn)維管理，但只是在原有系統(tǒng)上外加的功能，6G希望是原生Al應(yīng)用，應(yīng)聚焦在如何利用AI分析信道特性實(shí)現(xiàn)干擾消除、優(yōu)化能效和核心網(wǎng)對(duì)業(yè)務(wù)的智能化適應(yīng)上。建議主攻重點(diǎn)L1～L3層及控制面。
移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)有一個(gè)規(guī)律：偶數(shù)代的很成功，奇數(shù)代的不那么成功。其原因可能是一代應(yīng)用沒有跟上節(jié)奏，到下一代才發(fā)展起來(lái)。這個(gè)問(wèn)題對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)尤為重要。因?yàn)榍懊鎺状苿?dòng)通信技術(shù)，中國(guó)都處于追趕狀態(tài)，節(jié)約了大量的試錯(cuò)成本。5G開始同步商用，意味著要承擔(dān)更多的試錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)，但同時(shí)也獲得創(chuàng)新機(jī)會(huì)。
對(duì)6G而言，不僅在于要像前幾代技術(shù)那樣追求峰值速率的提升，更在于效率的提升，以及應(yīng)用場(chǎng)景的全域覆蓋。對(duì)于大眾的應(yīng)用，也許6G相比5G和5G-A沒有顯著不同的體驗(yàn)，但使用6G網(wǎng)絡(luò)是值得的。原因在于，每一代網(wǎng)絡(luò)都會(huì)比上一代網(wǎng)絡(luò)更節(jié)能、更高效。比如說(shuō)5G的網(wǎng)絡(luò)，能效是4G的10倍以上。如果不建5G網(wǎng)絡(luò)，4G網(wǎng)絡(luò)也要擴(kuò)容，擴(kuò)容的能效還比不上建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)。十年以后，對(duì)6G仍然如此。
6G會(huì)有各種各樣的終端。每種終端的類型對(duì)6G網(wǎng)絡(luò)能力的利用率不一樣，比如面向消費(fèi)的應(yīng)用，有手機(jī)、可穿戴設(shè)備、頭顯、家電、網(wǎng)關(guān)等；面向行業(yè)應(yīng)用有工業(yè)模組、工業(yè)網(wǎng)關(guān)/路由器、車載終端、邊緣計(jì)算等。但智能手機(jī)依然是6G最主要的終端。打電話是最基本的，需要增加的可能是接入衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的能力，以及在高運(yùn)動(dòng)速度下的通話能力。6G的更大價(jià)值在于工業(yè)應(yīng)用，未來(lái)6G需要從標(biāo)準(zhǔn)化入手推動(dòng)工業(yè)模組發(fā)展。6G還有一個(gè)大應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)。實(shí)際上，物聯(lián)網(wǎng)大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景并不要求高帶寬，而要求低功耗、低延時(shí)、低成本、大連接、高密度、高可靠、精定位、長(zhǎng)壽命，所以6G的另一個(gè)維度是怎么能做得更輕量級(jí)、更便宜、更簡(jiǎn)單，而不是要求做得更復(fù)雜。
中國(guó)重視6G的研究理所當(dāng)然。但是也要清醒認(rèn)識(shí)到，不能因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)就不深入對(duì)6G的需求進(jìn)行研究，就不下決心做長(zhǎng)期的顛覆性的原創(chuàng)技術(shù)研究。急于跟國(guó)外搶進(jìn)度，脫離市場(chǎng)需要，戰(zhàn)略上反而被動(dòng)。我們需要有不受外界左右的定力，同時(shí)也需要堅(jiān)持開放和合作。
（作者系中國(guó)工程院院士）
發(fā)于2023.6.19總第1096期《中國(guó)新聞周刊》雜志
雜志標(biāo)題：推進(jìn)6G技術(shù)研發(fā)，如何做？
作者：鄔賀銓
