11月13日至14日,由IMT-2030(6G)推進組主辦的2024年全球6G發(fā)展大會在上海舉行,本屆大會以“領航新征程-眺望6G標準前沿”為主題,以推動6G關鍵技術及架構成果形成全球共識、深化國際合作交流、促進6G創(chuàng)新發(fā)展為目標,匯聚海內外相關領域專家共同探討面向2030年及未來的6G應用需求、關鍵技術、試驗驗證、國際標準化等話題。隨著5G進入規(guī)模商用階段,6G逐漸成為全球科技創(chuàng)新的焦點領域。隨著全球6G標準化工作正式啟動,6G研發(fā)與應用即將邁入全新階段。
本次大會的主辦方IMT-2030(6G)推進組是推動中國第六代移動通信技術研究和開展國際交流與合作的主要平臺。全球6G發(fā)展大會是國內6G領域技術覆蓋最全面、專業(yè)水平最高、影響力最大的國際盛會,已連續(xù)成功舉辦了3屆。高通技術公司技術標準副總裁柯詩亞(Lorenzo Casaccia)出席11月13日舉行的“主題4:創(chuàng)新技術主題演講”大會主論壇環(huán)節(jié),并發(fā)表主題演講“通往6G之路的技術創(chuàng)新”。柯詩亞在演講中表示,高通公司是推動歷代移動通信技術演進的重要參與者,從第一代移動通信技術開始,高通始終致力于推動每一代蜂窩技術向前發(fā)展。在高通公司看來,所有蜂窩技術創(chuàng)新都遵循一定的循環(huán)周期:基礎研究理念、技術標準化、概念驗證、大規(guī)模商用,高通始終圍繞這樣的創(chuàng)新周期開展工作。
柯詩亞指出,蜂窩創(chuàng)新好比一棵生機勃勃、成長數(shù)十年的大樹,每一代技術都在前一代的基礎上持續(xù)扎根。將這一視角應用于5G,一些基礎性創(chuàng)新構成了5G發(fā)展的“樹干”,作為支撐和塑造5G的基礎性技術,這些創(chuàng)新是從4G的基礎上演進而來;在這一基礎上再擴展出5G創(chuàng)新的“樹枝”和“樹葉”,例如,將5G擴展至不同的用例和領域。6G的發(fā)展同樣如此,它將基于5G的技術基礎持續(xù)演進。
柯詩亞還表示,充分利用機器學習功能將實現(xiàn)更好的無線空口的不斷發(fā)展,AI的使用可能成為6G流量的新來源,因此很可能成為驅動6G上行鏈路用例的重要因素,AI有望成為推動6G持續(xù)發(fā)展的一大動力。
在演講最后,柯詩亞強調,6G的一大重要議題是提升網(wǎng)絡能效。在5G持續(xù)演進的過程中關于提升能效的技術的研究有助于在設計6G綠色網(wǎng)絡時能夠降低技術難度。自5G技術開始便趨向于構建一個開放系統(tǒng),包括網(wǎng)絡功能虛擬化和軟硬件解耦等,在6G技術中也將持續(xù)發(fā)展。這二者的結合會讓6G技術的發(fā)展更加完整。在6G時代,網(wǎng)絡設計或標準設計可以更好地適應虛擬化、功能解耦、軟硬件結合,和更節(jié)能的網(wǎng)絡設計等趨勢。
以下為柯詩亞演講實錄:
大家好,非常感謝能有這個機會與大家做分享,很高興能與這么多優(yōu)秀的演講者共聚一堂。今天我想與大家介紹高通如何看待6G。
我來自高通公司,現(xiàn)在是技術標準部門的負責人。高通公司是推動歷代移動通信技術演進的重要參與者,從第一代移動通信技術開始,我們始終致力于推動每一代蜂窩技術向前發(fā)展。
從歷史發(fā)展的角度來看,高通將1G、2G、3G、4G、5G到6G的演進視為一個連續(xù)的整體。這意味著,我們傾向于將6G的發(fā)展與5G,甚至4G緊密聯(lián)系起來。在高通公司看來,所有蜂窩技術創(chuàng)新都遵循一定的循環(huán)周期:從基礎研究理念開始,逐步進入更具體的階段——技術標準化階段,在這一階段,關注的重點轉向細節(jié)、商業(yè)可行性和落地實踐;緊接著是概念驗證,最終實現(xiàn)大規(guī)模商用。整個過程中,我們從研究的角度出發(fā),持續(xù)推動下一代移動通信技術的發(fā)展。這樣的創(chuàng)新周期在推動產業(yè)協(xié)同方面發(fā)揮了很好的作用。在過去的二、三十年里,我們基本都是圍繞這樣的創(chuàng)新周期開展工作。
因此,我們正在以同樣的方式開展當前的5G研究。在技術演進或商用方面,5G和5G Advanced仍有很大的發(fā)展空間,同時6G標準化也即將到來。
此外,我們還從另一種視角來看待6G發(fā)展——將蜂窩創(chuàng)新比作一棵樹。每一代技術都在前一代的基礎上持續(xù)扎根。同樣的視角我們也應用于5G,使我們對5G的發(fā)展有了具體的認識。5G的發(fā)展就好比一棵樹,包含很多創(chuàng)新,但并非所有創(chuàng)新都具有同等價值。一些基礎性創(chuàng)新構成了5G發(fā)展的“樹干”,作為支撐和塑造5G的基礎性技術,這些創(chuàng)新是從4G的基礎上演進而來;在這一基礎上再擴展出5G創(chuàng)新的“樹枝”和“樹葉”,例如,將5G擴展至不同的用例和領域。
值得一提的是,大樹可以沒有樹枝和樹葉,但沒有樹干便不再是一棵樹了。這表明,在每一代蜂窩技術中,創(chuàng)新的價值并不相同。6G的發(fā)展同樣如此,它將基于5G的技術基礎持續(xù)演進,在形成6G核心創(chuàng)新元素的同時,也會出現(xiàn)許多不同的附加元素,而這些元素或多或少是可選的。
這里展示了豐富的5G技術演進路線圖。大家也可以將這些內容與上一頁展示的大樹圖片結合起來,這里展示的技術創(chuàng)新更加具體。
在我演講前,多位嘉賓已經(jīng)展示和介紹了國際電信聯(lián)盟(ITU-R)設定的6G愿景,這是非常概念化的。國際電信聯(lián)盟(ITU)對6G用例提出了一些方向性的設想,但這些設想下又包含了哪些具體內容呢?
接下來我想重點分享兩部分內容,一個與頻譜相關,另一個是高通認為對6G而言比較重要的幾項技術。我先談談頻譜,為什么頻譜如此重要?歸根結底,幾乎所有蜂窩技術賴以存在的根本在于頻譜,頻譜對于任何基礎技術來說都至關重要。
頻譜尤其是6G頻譜的劃分和使用,將變得十分復雜。目前,全球尚未明確界定統(tǒng)一的6G頻譜,整個6G頻譜范圍仍在研究之中。當然,6GHz是一個主要的備選頻段,它已經(jīng)在一些地區(qū)(包括中國)被劃分為蜂窩網(wǎng)絡頻段,但在其他地區(qū)則尚未被劃定。接著是行業(yè)對7GHz和8GHz頻段的構想,這些頻段仍將引發(fā)長時間的討論,其中存在的很多問題和挑戰(zhàn)都需要被解決。此外,還有其他頻譜也可能被納入使用。
頻譜是6G空口設計的關鍵驅動因素,因此6G空口的基本設計特征將基于當前設想和研究的頻譜。正因為這些挑戰(zhàn)亟待解決,全球很多國家或地區(qū)逐漸形成一個共識:6G可能會與5G共存,或者需要重耕5G頻譜。此外,這頁還展示了與6G空口設計相關的其他關鍵驅動因素,這些都需要將頻譜納入考量之中。
例如,這里展示的前兩個關鍵驅動因素很大程度上取決于頻譜。首先是提高所有頻段的頻譜效率。為什么這一點至關重要?因為在某些國家或地區(qū),6G可能需要在與5G相同的頻段部署。因此,需要證明6G相較于5G的優(yōu)勢,才能為6G的部署提供充分的理由。這就意味著需要證明基礎技術仍有提升空間,從而推動在同一頻譜上的技術演進。
其次,在全新“FR3”中高頻段解鎖廣域寬帶接入(即6-16GHz)同樣重要。我前面提到的6GHz、7GHz和8GHz這幾個頻段范圍是最具前景的。此外,這些頻段還必須在經(jīng)濟上可行。這意味著運營商可以在現(xiàn)有的5G甚至4G的相同拓撲結構上部署6G。具體來說,這意味著是否能夠在6GHz、7GHz或8GHz頻段上部署6G,并實現(xiàn)與當前5G在3.5GHz頻段上相同的廣域覆蓋。
當然,如果從3.5GHz擴展到6GHz、7GHz或8GHz,由于頻率升高帶來的物理特性變化,覆蓋范圍也會有所縮減。因此,技術能否彌補頻率升高帶來的覆蓋損失就顯得尤為關鍵。MIMO,特別是超大規(guī)模MIMO,這種技術可以彌補頻率升高帶來的覆蓋損失,這是一個關鍵的具體研究領域,也是6G的另一大關鍵組成部分。這頁幻燈片展示的前兩列都很大程度上依賴于頻譜,并被視為6G發(fā)展的兩大基礎領域,有望在接下來的幾個月中開始新的研究。同樣,在數(shù)據(jù)傳輸之外賦能綜合服務也是6G空口設計的一大關鍵驅動因素。
這些都受到頻譜使用情況的影響,還有許多其他的可用頻譜,例如毫米波,也有望應用于全新服務。在此我們無法列舉出所有的新服務或新功能,但值得一提的是,有項服務從5G延續(xù)至6G,那就是利用所有移動通信可用頻譜來實現(xiàn)集成通信和感知能力。本質上來講,這相當于將通信頻譜用作一種雷達,從而實現(xiàn)全新的功能。
網(wǎng)絡已不僅僅是通信網(wǎng)絡、電信網(wǎng)絡或數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡,更成為了一種感知網(wǎng)絡。從商業(yè)模式的角度來說,這有很多值得討論的地方。許多蜂窩系統(tǒng)的新功能也都面臨著商業(yè)模式的現(xiàn)實問題。要實時解決這些問題并非易事,但這仍是一個非常具有前景的方向。如我之前所言,這些都受到頻譜利用情況的影響。
如今,幾乎所有6G相關的演講都少不了AI或ML(機器學習)應用相關的內容,這已經(jīng)不算是新興應用,因為3GPP已經(jīng)在推進如何在物理層應用機器學習技術的研究。這一技術還將持續(xù)發(fā)展,也正如我此前以一棵茁壯生長的樹來舉例,這是充分利用機器學習功能實現(xiàn)更好的無線空口的不斷發(fā)展的過程。之前幾位嘉賓的發(fā)言也很有啟發(fā)性,AI的使用可能成為6G流量的新來源,因此很可能成為驅動6G上行鏈路用例的重要因素。AI很可能成為推動6G持續(xù)發(fā)展的一大動力。
最后,另一個6G的重要議題聚焦整體系統(tǒng)側或網(wǎng)絡側,那就是提升網(wǎng)絡能效。可以看到,在運營商成本基準的估值中,能源成本占據(jù)了很大一部分。能源成本也會受到很多因素的影響。能源成本是重要的影響因素之一,它不僅關乎到氣候變化等問題,而是更多關系到運行網(wǎng)絡能耗巨大所涉及到的具體問題。這里展示了部分推動終端與網(wǎng)絡協(xié)同工作的技術,有望提升能效。
在5G持續(xù)演進的過程中,這些提升能效的技術已經(jīng)經(jīng)過了一段時間的研究,因此在設計6G綠色網(wǎng)絡時能夠降低技術難度。與此互補的是,自5G技術開始便趨向于構建一個開放系統(tǒng),包括網(wǎng)絡功能虛擬化和軟硬件解耦等。這是大家比較熟悉的技術趨勢,在6G技術中也將持續(xù)發(fā)展。我相信這二者的結合會讓6G技術的發(fā)展更加完整。因此我們可以看到,在6G時代,網(wǎng)絡設計或標準設計可以更好地適應虛擬化、功能解耦、軟硬件結合,和更節(jié)能的網(wǎng)絡設計等趨勢。
這些領域的研究全部可以轉變?yōu)?GPP能夠切實推進的具體行動,可能是一種可以實現(xiàn)共享的設計,并且通過虛擬化網(wǎng)絡讓共享變得更容易。從總體擁有成本的角度來看,所有這些結合在一起可以推動更加高效的網(wǎng)絡發(fā)展。這也是我們關注的另一大主題。以上就是我今天的發(fā)言,希望能夠為大家?guī)砹烁咄ㄔ?G技術的一些主要發(fā)展思路,并提供一些啟發(fā)。非常感謝大家的關注。