疾走技术窗口,弥合标准鸿沟:6G布局的快与慢

积极稳健开展6G研究,切不可为某种资本概念而冒进,产业链应把6G放在通信产业整体性变革大视野下协同推进。

继5G规模商用之后,全球信息通信领域对6G的探索正有序展开,如何有效地凝聚6G研发、技术、场景、标准化等方面的共识,成为业界关注的重点。

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上周,一场名为全球6G技术大会的活动在南京落幕。大会邀请了行业专家,围绕6G应用场景与标准化进展、网络架构与内生安全、无线传输与频谱共享、天地融合技术与按需服务四大议题进行探讨,旨在判断6G技术的最新发展和应用前景,随着大会内容的深入与聚焦,围绕6G的布局路径正愈发清晰。

疾走技术遴选窗口期6G作为未来数字世界的“超级基础设施”,将以强连接、强计算、强智能和强安全的极致性能,支撑人、机、物的多维感知、泛在智联,赋能全社会数字化转型,放眼全球,融合信息技术,通信技术,人工智能与大数据技术,系统控制技术和数字孪生技术的综合性6G技术研发正持续发展,已经进一步呈现了DOICT融合的趋势特征。

作为面向未来十年的ICT创新,在中国信息通信研究院副院长王志勤看来,6G是以技术融合的创新作为主线,以颠覆性或者全新性的技术体系作为补充的路径,在三种路径上实现并行发展,互补协同。

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一是原有的一些新技术进一步演进,IC技术可以超越摩尔定律的一些探索,光纤和移动通信也在既有的基础上做进一步的增强,以及终端产品的泛在化和新型化的发展。

二是体系化融合的创新,就是跨领域、跨系统的集成。包括现在的云网融合,在集成电路实现专用和通用的一些系统性的结合,形成先进计算的体系,AI技术作为一种通用技术和6G的结合,既使得6G网络技术进一步进化,同时也使6G技术更多的服务于智能服务,当然还有一些基础性技术的突破。

三是构建新的体系、新的材料和新的器件。

当前,全球6G技术正处于遴选的窗口期,通信技术强国、国际组织与领先企业正积极布局6G研究,为推动科技变革、助力社会可持续发展、全面提升人类福祉创造新机遇。

作为5G之后新一代信息通信技术和产业的制高点与下一代信息基础设施的焦点。早在5G商用元年2019年,我国科技部、工信部等五部委就建立了6G推进工作组和总体专家组,提前布局6G研发。《“十四五”规划纲要》和《“十四五”数字经济发展规划》明确提出要前瞻布局6G网络技术的储备,要求加大6G技术研发支持力度,积极参与推动6G国际标准化工作。

目前,我国在6G超大规模多输入多输出(MIMO)、太赫兹通信、通感一体、内生AI通信、确定性网络、星地一体化网络等关键技术方面均取得了重要的进展。

然而,与5G相比,6G的延时性降得更低、传输速度更快,从5G过渡到6G过程中需要实现更加高速、可持续的发展,并从能耗角度考虑更环保的要求,在这一过程中,业界都需要着力降低移动通信的能耗,提升效率。

牵引需求下的新布局宏观来看,6G是5G蜂窝技术的后继者,6G网络将能够使用比5G网络更高的频率,并提供更高的容量和更低的延迟,6G网络的目标之一是支持1微秒的延迟通信,这意味着比1毫秒的吞吐量快1000倍,这种级别的容量和延迟将是空前的,它将扩展5G应用的性能,因此业界将6G与毫米波和太赫兹技术紧密结合。

“太赫兹发展趋势是频段越来越高,并且损耗越来越低,效率越来越高,能够让通信传输距离进一步拓展,最终实现比较高的集成度,让通信系统设备的体积尽可能缩小。”电子科技大学教授陈智表示,近十年,包括混频器、倍频器、功放,甚至天线等,太赫兹技术的器件在各个方面都取得非常快的进展。同时一些工艺方法也随之出现,包括CMOS、氮化镓工艺在太赫兹频段都发挥了不同的作用,甚至还会出现不同工艺通过异质集成最大化发挥这个工艺本身所拥有一些特点,这些都有可能在太赫兹通信系统里出现。

围绕6G相关芯片,特别是硅基毫米波太赫兹芯片布局,东南大学教授陈继新认为,在集成能力上面,硅基有一定的优势,这是它可以用于6G毫米波、太赫兹研究的一个立足点,按照集成化角度发展趋势,硅基工艺有高密度集成的优点,特别是在阵列架构当中受到了比较多的重视,所以未来希望五到十年之内继续推动硅基工艺进程,让硅基特别是太赫兹频段一些系统真正能够进入到生活,成为消费电子级的产品之一。

同时,将卫星互联网纳入移动通信网络核心架构是6G最深的变革之一,6G未来将实现从地面接入向空天地海泛在接入的转变,打造面向未来的面向空天地一体化通信网络。

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。

技术之外,场景的需求与牵引尤为重要。

中国工程院院士、未来移动通信论坛理事长邬贺铨指出,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。

更为重要的是,随着移动通信业务的发展,速率、容量、覆盖和成本、能效之间的矛盾日益突出,网络节能成为6G网络和关键技术研究的前置条件。

对此,清华大学教授牛志升围绕超蜂窝架构的柔性覆盖话题表示,未来要以更少的能量传递更多的信息,除了基站的布局之外,边缘服务器也需要大量部署,需要根据业务变化动态地调整能耗消耗,以超蜂窝网架构,把控制覆盖和业务覆盖分开,保证控制覆盖永远不关,但是动态覆盖是根据业务来调整,得到延时跟能量完全达到双赢的结果。

面向终端侧,vivo通信研究院6G总监姜大洁表示,降低移动通信网络能耗,终端可以根据自己上下文信息或业务需求来向网络侧发送一些上行换信号或终端辅助信息,以节能信号的概念,帮助或协助网络按时进入节能状态,进一步实现节能效果。

携手共进弥合标准化鸿沟在全球6G研发提速,内涵越来越明晰,应用场景渐趋明朗化的今天,国际电联(ITU)已经开始启动6G综合技术路线和标准研判工作,6G技术遴选期准备工作也即将全面展开。

国际电信联盟电信标准局局长尾上诚藏在主题演讲中通过回顾从移动通信1G到5G的发展史阐述了弥合标准化鸿沟的重要性。他表示,在6G甚至之后的移动通信发展中,仍要不断进行标准化的工作,让技术以有序、可控的方式演进。“要追求移动通信可持续和有意义的演进,而不被虚假的市场需求所误导,通过追求技术元素的演变推动移动通信代际演进,促进利益相关者之间的合作,弥补差距,鼓励产业界在标准领域发挥重要作用。”尾上诚藏说。

事实上,从移动网络到IP、云、AI,互联网的发展不仅推动了业务的多元化,也影响了整个网络基础设施的发展。

华为公司首席战略架构师党文栓指出,任何技术最终都是为用户服务的。3G时代,当网络服务主要转向移动多媒体以后,亚洲市场成为需求创新的一方,对于未来的网络建设,在基础设施创新的同时,也必须要考到不同地区用户的差别。

可见,鉴于6G研发依然存在很大的不确定性,急需要全球智慧聚力6G,构建共研、共建、共享的新型研发联盟,在6G网络技术的研发、标准、应用场景等诸多方面形成共识,促进全球移动通信产业持续健康发展。

对此,大会期间,未来移动通信论坛正式向全球信息领域同仁发出《全球协力推进6G国际合作发展倡议》,将6G国际合作呼声推向高潮。

据悉,《倡议》旨在倡导创建共研共建共享平台,聚力全球智慧,推动优势互补、协同创新、资源共享、互利共赢机制落实落地,探索全球开放合作新范式,多渠道、多方式筹集资金投入支持,设立6G国际合作项目。图片

无疑,6G已进入形成全球统一愿景和技术框架的关键时期,需要各国发挥各自优势,坚持全球6G创新体系和6G国际化路线。在单点核心技术攻关同时,结合未来可能的商业应用场景、网络部署方式等,加强6G系统设计研究,以终为始引导技术创新、标准制定和产业发展,此外,还应注重与5G的技术协同、网络协同和应用协同,营造共同生态。

与此同时,有通信专家指出,移动通信的迭代也不能是一成不变,没有人规定必须十年一代。面向场景、面向应用的稳健布局6G应该是行业的可选项,在这个进程中,运营商应该是主要意见者和主体推动者,切不可为6G而6G,甚至为某种资本概念而冒进6G。

采写:博文

图表:博文 韩莉君

编辑、校对:博文

指导:新文

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