【前沿】专家学者话6G:从刚需、标准、试验等视角看6G网络

11月13日,2024全球6G发展大会举行期间,多位专家学者就6G的规划及一些研究进展做了介绍及解读,DVBCN梳理部分内容以供参考。

6G网络服务要以刚需为本

【前沿】专家学者话6G:从刚需、标准、试验等视角看6G网络-DVBCN

2023年ITU-R发布的《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》提出了关于6G应用场景与多维度目标需求,应用场景方面涵盖了高运动速度、高峰值速率、高区域流量、低时延、高可靠确定性、高定位精度、通感融合、大连接、星地互联等。针对6G多维度目标的要求,中国工程院院士邬贺铨指出,6G的未来应用可能不会同4G那样是一个全程无缝覆盖的网络,特殊场景是时空小概率事件,对同一用户并不需要同时满足也并非需要用同一终端来支持,还可以用不同频段来适应。

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就移动通信发展的历程来看:移动通信从1G到4G发展源于需求又引导需求,目标比较单一,发展很成功;5G目标多样性,但用同一网络体系同一频段来适应多目标并不如意,用户体验未跟上;因此6G更是多维度目标,大众刚需与小众需求难以在同一网络架构和频段上兼容。

技术演进中,载波技术的带宽已从2G的200kHz提升到5G的100MHz,6G可能会高达10GHz,因此峰值速率会是以加大载波带宽而实现的;5G频谱编码调制则已达256QAM,已经提升了4倍,但未来继续提升空间已不会很大了;大规模天线MIMO方面,终端天线数也是有限的,未来靠增加天线数也很难更大提升频谱效率。

AI技术将会带来全新的机遇与挑战,邬贺铨院士认为基础大模型可以直接用于网络运营的智能客服,基于AI的电信运营场景模型可提升客户群管理和供应链管理效率,适用于网络规划和优化,支持网络运营提质增效。当前6G关于AI研究聚焦在AI for RAN,未来还需要重视AI对6G系统的影响,但不宜过高估计AI对6G频效和性能的贡献。

邬贺铨院士表示,6G终端应该多样性,一般终端只需支持大众刚需类业务应用。对频段、带宽、算力、低时延等有特定要求的场景,也可考虑利用星闪宽带短距通信技术获得身边的PC或MEC的计算能力,从而简化对手机终端处理能力的要求。高要求的终端芯片对中国来说还是短板,中国需要扬长避短。

邬贺铨总结认为,6G时代要注意多频段/优化频谱的利用。连接手机与连接物联网、连接地面网与非地面网、消费应用与工业应用等通常是不同的终端,采用同一频段并非合理选择。低空通感需要地面基站天线调整仰角,占用频道而利用率不高,可考虑专用频点和专用天线。5G和6G是支持工业互联网重要手段,但主要是现场级应用,对低时延确定性可靠性和安全性有较高要求,而且工业大上行与消费应用的大下行在同一载频下并存会产生干扰,而工业互联网适合配置专用频率。

6G的高标准小众场景可通过部署Wifi/专网和MEC来应对,包括像在高铁上部署车内Wifi应对高移动速度需要、室内分流到Wifi以及在热点配置毫米波频段高载波带宽以应对高峰值速率需要、专频专网等应对高可靠确定性需要、单车智能+V2X+路侧云网以应对车联网、专用频段和专用天线以应对低空通感、多终端接上低轨星以应对星地互联需求等等。因此,6G网络服务要以刚需为本,当前需要针对刚需应用提出合理的标准。

5G-A是连接5G和6G的桥梁

2023年6月,国际电信联盟(ITU)完成了6G愿景建议书,标志着6G愿景概念基本明确;到了2024年4月,3GPP正式批准和启用6G标志(6G Logo),代表着5G的大船正式起航。

至今为止,全球业界对6G的研究逐步深入,已经发布超过60份白皮书,内容由发散逐步收敛,涉及到了6G需求及愿景、技术趋势、架构设计等。

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在6G无线关键技术方面,当前重点集中在通智融合、通感融合、天地融合等,可带来6G无线空口效率提升以及全新空口应用。网络架构设计方面,6G将是通信、感知、智能、计算融合的移动信息网络,可承载低空应用、智慧交通和车联网、智能体通信、沉浸式业务等新业务及应用。

中国通信标准化协会理事长闻库认为,AI将会是6G的发展底色,成为创新的关键“增量”。AI对于6G而言,可利用AI技术增强网络和终端能力,进而提高智能化水平,丰富AI应用;6G对AI而言,6G网络将成为分布式高效、节能、安全的AI服务供给平台。此外,6G网络能够向用户终端等第三方设备提供智能及计算服务,并使用网络侧提供的AI及计算资源。

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闻库还指出,6G成功与否重点在终端,需要不断拓展终端应用,未来6G终端将以人为中心进行设计,提供以更加智能、便捷的应用,还需要行业更加的努力推进进展。

6G需弥合技术与市场间的潜在鸿沟。6G既要追求技术性能跃升,更要关注技术性价比,需要开发出可满足市场需求的6G,需要研发及运营等各方面继续推动。

“5G做不好是做不好6G的!”面向未来,还需要进一步总结5G的痛点,其是支撑6G发展的重要基础。而5G演进(5G-A)是连接5G和6G的桥梁,我国要在5G及5G-A应用中继续探索实践,扎实做好5G-A产业化和商用部署,为6G发展做好储备。

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闻库还介绍了IMT-2030(6G)推进组取得的一些进展。已经围绕6G无线系统设计、无线和网络技术、业务需求、频谱等,开展超过20次技术研讨。在无线技术、网络技术、安全技术等领域,发布了白皮书/研究报告共计50余份。连续3年组织技术试验,进行验证技术性能,加速迭代优化,推动形成产业共识。

3GPP伙伴组织也愿积极维护6G标准统一,在2023年12月,已有来自中国、欧洲、美国、日本、韩国、印度等国家和地区的7个3GPP标准伙伴组织发布《3GPP致力于研制6G国际标准》联合声明,承诺将在3GPP框架下联合研制6G国际标准。

3GPP则已在2024年3月确定了6G国际标准化时间表,标志着6G进入标准研究阶段。根据3GPP规划,预计2025年启动6G标准研究(SI),2027年启动6G标准制定(WI),2029年完成6G基础版本标准。而在今年年9月,我国企业如中国移动等已成功牵头了3GPP首个6G业务研究项目。

3GPP未来6G标准计划

3GPP SA主席Puneet Jain介绍了3GPP关于6G标准方面的计划。Rel-20主要涵盖两个版本研究内容,即5G-A的研究和规范,以及6G的研究部分。预计能在2026年6月发布Rel-21版本。

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同时,Rel-20(关于5G-A)第一阶段版本期望能在2025年6月冻结,第二阶段冻结在2026年6月,第三阶段冻结则在2027年3月。

【前沿】专家学者话6G:从刚需、标准、试验等视角看6G网络-DVBCN

3GPP SA1在Rel-20(5G-A)研究进展将涉及卫星接入、未来铁路移动通信系统、能源效益即服务的新阶段。SA2/3/4/5/6在Rel-20(5G-A)这一阶段还暂未开始。今年12月份将举行SA#106会议,以确定Rel-20在5G-A方面新阶段主题。

【前沿】专家学者话6G:从刚需、标准、试验等视角看6G网络-DVBCN

6G标准计划方面,5月已召开了关于IMT-2030用例的3GPP第一阶段(Stage-1)研讨会,9月已批准SA1关于6G的研究,Rel-21将是发布的第一个6G版本标准(2026年6月前)。

IMT-2030(6G)推进组进展情况一览

IMT-2030(6G)推进组组长、中国信息通信研究院副院长王志勤介绍了我国6G的一些试验进展。

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早在2022年8月,在工业和信息化部指导下,IMT-2030(6G)推进组就已经启动了6G技术试验,分关键技术试验、技术方案试验和系统组网试验三个阶段。其中,关键技术试验推动重点技术方向概念样机研发,验证技术性能,加快技术创新优化,促进形成技术共识。

通感一体化技术试验结果中,2024年面向单站通感物理层技术(新波形等)、双站A发B收通感技术、组网通感技术等开展了测试。被测样机感知和通信采用空分复用或者时分复用,自发自收感知或A发B收感知,感知收发采用不同天线隔离干扰,感知波形采用LFM、OTFS、OFDM,感知带宽配置100~400MHz。

无线人工智能技术试验方面,2024年测试中重点开展泛化性提升技术方案测试,探索更多潜力无线智能化应用场景。天地一体化技术试验方面,主要进行了天地一体化(NTN)样机设备的基本链路性能、波束管理技术性能的测试;在卫星可再生模式下,无线链路数据和语音业务可正常通信,可支持移动性管理,可实现多终端设备正常接入网络。

智能超表面技术试验中,2024年进行了基站和多RIS协同的动态调控测试,以及RIS邻频用户的性能影响和RIS新型天线下多用户等测试,发现分布式RIS可实现基站与多个RIS协同的动态波束调控和多用户空分复用。

数据服务技术试验方面,2024年侧重数据服务功能与移动通信网络协同能力验证,以及对数据服务协议效率验证。验证了基于移动通信网络架构和协议的数据服务功能与网络协同能力,包括UE、RAN、核心网NF数据服务能力上报、按需的数据采集与处理等。

移动算力网络技术方面,今年进行了对齐基础算网评估指标的测试,也聚焦移动网络端边云算网协同调度能力验证,部分厂商验证了针对AI业务的数据、计算与网络协同能力。网络基础架构技术方面,今年测试了基于一定共识的网络架构,验证6G网络基础架构具备的功能。

据介绍,中国信通院已携手产业合作伙伴共同构建了6G公共研发新型试验设施——MTNet-智启6G平台,通过统一标准、统一平台,全面测试、全面拉通,解决了共性技术产业问题。依托该平台,可深化技术试验,促进创新链产业链协同联动,加速技术优化成熟与方向共识。

最后王志勤表示,IMT-2030(6G)推进组也愿与全球产业各方一道,加强沟通、扩大共识、深化合作,坚定维护全球统一的6G国际标准,携手打造全球6G合作新典范。

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