鄔賀銓院士關(guān)于6G的十點(diǎn)思考

6G正處于需求、技術(shù)研究的早期，需求分析觀點(diǎn)繁多，技術(shù)開拓方向也多。在今天的全球6G技術(shù)大會(huì)開幕式上，中國工程院院士、未來移動(dòng)通信論壇理事長(zhǎng)鄔賀銓就6G研究提出十點(diǎn)思考，如：超寬帶不是6G的亮點(diǎn)、元宇宙難成為6G的支點(diǎn)、超寬帶與減碳之間要找平衡點(diǎn)等， 這些“把脈”式觀點(diǎn)對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)凝聚共識(shí)將有深遠(yuǎn)影響。

超寬帶不是6G亮點(diǎn)

目前5G的峰值速率可以突破1Gbps，已經(jīng)與光網(wǎng)速度接近，在5G網(wǎng)絡(luò)中引入毫米波頻段后網(wǎng)速還會(huì)更高。

鄔賀銓說：“6G有必要要超過光纖的下載速度嗎？目前5G的高帶寬沒有顯示出用武之地，因?yàn)閮?nèi)容發(fā)展是滯后的，終端的計(jì)算能力和生成VR/AR節(jié)目的門檻也制約了高帶寬內(nèi)容的產(chǎn)生。”現(xiàn)在5G還難以復(fù)制在4G時(shí)代，由于網(wǎng)速增長(zhǎng)帶來短視頻井噴的場(chǎng)景。

“從2G到5G，每一代移動(dòng)通信都以帶寬擴(kuò)展為目標(biāo)，而且追求十年一代，每一代峰值速率提高1000倍，那么6G是否還有繼續(xù)追求比5G速率提高1000倍的必要？”鄔賀銓說，“當(dāng)然，頻譜還很值得研究，尤其是要提升頻譜效率，以此應(yīng)對(duì)頻譜擴(kuò)展的壓力。我認(rèn)為6G的平均下載速率達(dá)到Gbps量級(jí)就可以了。”

元宇宙難成6G支點(diǎn)

在談?wù)?G的應(yīng)用時(shí)，元宇宙常被提及。鄔賀銓認(rèn)為，雖然元宇宙需要6G，但元宇宙難成6G的支點(diǎn)。

元宇宙是從想象的虛擬空間加載到現(xiàn)實(shí)空間，它模糊了虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界的界限。狹義的元宇宙，是基于AR/VR/MR的技術(shù)升級(jí)，整合了用戶化身、內(nèi)容生產(chǎn)、社交互動(dòng)、在線游戲、虛擬貨幣支付等的網(wǎng)絡(luò)空間。元宇宙技術(shù)是5G、云計(jì)算、人工智能、虛擬世界、區(qū)塊鏈、虛擬貨幣等技術(shù)的融合，而且虛擬化應(yīng)用現(xiàn)在離不開VR頭顯設(shè)備。“那個(gè)‘頭盔’就太重了，受不了。”

元宇宙需要6G。元宇宙的全息顯示，做實(shí)時(shí)交互時(shí)峰值吞吐量可能達(dá)到150Gbps，就算100倍的壓縮，平均吞吐量也要達(dá)到1.5Gbps，而且用戶是全方位、多角度的全息交互，這個(gè)時(shí)候同時(shí)可能承載上千個(gè)并發(fā)數(shù)據(jù)流，因此，用戶總的吞吐量可能要達(dá)到Tbps，交互的延時(shí)也要小于1毫秒，這種情況5G支持不了，可能需要6G。

但6G需要元宇宙嗎？元宇宙主要面向消費(fèi)應(yīng)用，未來也可能發(fā)展到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，但目前元宇宙的商業(yè)模式，相對(duì)于社交媒體和AR/VR沒有根本性變化，而且是小眾市場(chǎng)，至少不是6G的剛需。

超寬帶與減碳之間要找平衡點(diǎn)

由于5G是高頻段、多天線，所以5G單基站的功耗會(huì)比4G單基站多一倍，從能效角度看，由于5G單基站的業(yè)務(wù)總?cè)萘渴?G的24倍，所以5G單站的能效是4G的12倍。6G的頻段更高、蜂窩更密，網(wǎng)絡(luò)能耗比5G更大。

“對(duì)超寬帶的追求應(yīng)該讓位于雙碳的壓力，從6G開始移動(dòng)通信換代的主要驅(qū)動(dòng)力要從過去追求信道帶寬轉(zhuǎn)到追求能效。”鄔賀銓認(rèn)為，雙碳是6G研究的難點(diǎn)。天地通信融合的目標(biāo)，抬高了6G系統(tǒng)的復(fù)雜性，增加了6G減碳的難度，像OpenRAN等等，它有帶來通用性和靈活性，但是也付出能效或者實(shí)時(shí)性的代價(jià)，所以減碳需要從6G網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的創(chuàng)新入手。

行業(yè)應(yīng)用是6G研究的重點(diǎn)

ToB和ToC的應(yīng)用需求是不一樣的，5G并沒有針對(duì)ToB的應(yīng)用做重點(diǎn)研究，將5G ToC的系統(tǒng)架構(gòu)和設(shè)備直接搬到5G ToB，既不科學(xué)也不合理。所以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該成為6G的研究重點(diǎn)，更需要更重視低時(shí)延和確定性的要求，ToB要作為6G研究的重點(diǎn)，在架構(gòu)和管理上提出創(chuàng)新的方案。

6G因?yàn)轭l率高和帶寬大，中小企業(yè)都有可能在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)部署基站，基站會(huì)下沉到車間。6G需要為工業(yè)應(yīng)用劃分專用的頻率，哪怕這個(gè)頻率不是直接給企業(yè)，也要在運(yùn)營商中區(qū)分哪些頻率做通信、哪些頻率做工業(yè)應(yīng)用。

人工智能在6G應(yīng)用的落腳點(diǎn)應(yīng)放在信道處理上

人工智能技術(shù)在6G的應(yīng)用，應(yīng)該聚焦在怎么利用人工智能分析信道特性，而不是信源特性。5G是在原有人工智能上外加的功能。未來的6G希望是原生的人工智能。

鄔賀銓表示，人工智能在6G應(yīng)用的落腳點(diǎn)，主要應(yīng)該放在信道處理而非信源處理，建議主攻重點(diǎn)一層到三層的低層，以及控制面，而不是主攻應(yīng)用層。

低頻段挖潛應(yīng)該是6G研究的著力點(diǎn)

“現(xiàn)在提出6G全頻段接入，我說它是偽命題。如果要6G做到全頻段，既不現(xiàn)實(shí)也不合理?，F(xiàn)在成本高就是因?yàn)轭l譜太多、太復(fù)雜。”鄔賀銓認(rèn)為，Sub6G和以下的頻段，或者毫米波的低頻段，應(yīng)該是6G的合適選擇，應(yīng)該作為6G頻率的主攻方向。

6G需要考慮跟衛(wèi)星通信的頻譜兼容問題，而且工業(yè)應(yīng)用是6G的重要方向，是時(shí)候要為6G工業(yè)應(yīng)用分配專用頻率了。

星地融合有三個(gè)難點(diǎn)

現(xiàn)在地球表面移動(dòng)通信的面積覆蓋率只有6%左右，所以有94%的面積還沒有覆蓋，但94%的面積只占6%的人口，用傳統(tǒng)的移動(dòng)通信技術(shù)去覆蓋顯然是不經(jīng)濟(jì)的。但是從國防、應(yīng)急和發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)等方面，又需要移動(dòng)通信的信號(hào)能遍及全球每一個(gè)角落。

將天基互聯(lián)網(wǎng)融合到地面移動(dòng)通信系統(tǒng)，是低成本廣覆蓋的解決方案。移動(dòng)通信要從原來地面的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到非地面的移動(dòng)通信網(wǎng)，即NTN。NTN雖然理想但是也面臨很多挑戰(zhàn)。

一是即便低軌衛(wèi)星也離地面600—700公里，時(shí)延比原來大得多，需要考慮重新設(shè)計(jì)物理層、MAC層和無線鏈路層。二是小區(qū)覆蓋的半徑大，低軌衛(wèi)星小區(qū)可能上百公里，對(duì)終端的隨機(jī)接入設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生影響。三是多普勒頻移很大，需要考慮多普勒頻偏補(bǔ)償。四是低軌衛(wèi)星過頂服務(wù)的時(shí)間可能是分鐘級(jí)，需要有特殊的移動(dòng)性管理方式。

空天地海通信一體化是6G賣點(diǎn)而非熱點(diǎn)

現(xiàn)在考慮6G需求時(shí)，空天地海信通是一個(gè)跟5G不同的賣點(diǎn)，通過6G研究，可以帶熱空天地海通信一體化的研究。   

空天地海通信的一體化，現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展沒有到拐點(diǎn)，本來通過集成NTN，就可以實(shí)現(xiàn)星地融合通信，還可以推動(dòng)統(tǒng)一的空中接口協(xié)議，和統(tǒng)一的地面核心網(wǎng)。但空天地海通信的一體化，很難成為運(yùn)營商業(yè)務(wù)的熱點(diǎn)，因?yàn)槭鼙娚伲?G運(yùn)營商無法靠這些應(yīng)用支撐收入。

低成本的智簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)是6G研究的痛點(diǎn)

從1G到5G，移動(dòng)通信系統(tǒng)的復(fù)雜性不斷升級(jí)，抵消了技術(shù)進(jìn)步帶來的成本下降。鄔賀銓認(rèn)為，6G需要更著眼核心網(wǎng)的研究，因?yàn)?G不僅業(yè)務(wù)類型多，而且管理更復(fù)雜。要以架構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)維方便、云網(wǎng)協(xié)同、智能開放、安全可靠和低成本為目標(biāo)做智簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)。

創(chuàng)新是6G研究的基點(diǎn)

5G的基本技術(shù)是十年前甚至更早在理論上就有基礎(chǔ)了，6G現(xiàn)在需要從基礎(chǔ)理論做起，6G需要更大的創(chuàng)新。

“我們國家重視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的需求研究，不下決心做長(zhǎng)期的顛覆性的原創(chuàng)技術(shù)研究，我們急于跟國外搶進(jìn)度，脫離市場(chǎng)需要，這樣反而戰(zhàn)略上被動(dòng)。我們需要有不受外界左右的定力，堅(jiān)持開放合作。”鄔賀銓說。

作者丨劉晶

編輯丨趙晨

美編丨馬利亞