6G要来了,正从愿景、需求走向标准制定。
2023年底,3GPP官宣将启动6G标准开发。2024年3月,6G标准化时间表发布;4月,6G官方logo出炉;2025年3月,3GPP在韩国仁川举行首次6G标准研讨会,标志着6G标准化新征程正式开启。
在3GPP的计划中,R20是5G-A的最后一个版本,R21是6G的第一个版本,将在2029年完成标准化,2030年即可商用。
冰冻三尺非一日之寒。早在5G商用之初,国际电信联盟(ITU-R)就已经开始擘画6G蓝图。2020年,ITU-R开始征集下一代无线通信技术演进方向;2022年,ITU-R正式发布《面向2030及以后的地面国际移动通信未来技术趋势》。
这份《未来技术趋势》报告指出了6G关键技术方向:AI原生通信、通信感知一体化、通信和计算融合架构、设备到设备通信(D2D)、亚太赫兹传输、极致MIMO增强、可重构智能表面(RIS)、以及地面网络与非地面网络互连等。
6G关键技术方向 | |
新兴技术趋势和推动因素 | ??AI原生通信
??通信感知一体化 ??通信与计算架构融合 ??设备到设备通信 ??高效利用频谱 ??提高能效及降低功耗 ??原生支持实时服务及通信 ??增强可信 |
增强无线空口的技术 | ??先进的调制、编码、多址方案
??先进的天线技术 ??带内全双工通信 ??多维度物理传输(RIS、全息无线、轨道角动量) ??太赫兹通信 ??超高精度定位技术 |
增强无线网络的技术 | ??RAN切片
??通过弹性网络/软网络保障QoS ??RAN新架构 ??数字孪生网络 ??与非地面网络互连 ??支持超密无线网络部署 ??增强RAN基础设施共享 |
2023年,ITU-R发布《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》,即业界广为认知的“6G愿景”。
在这份建议书里,6G将5G的三大场景扩充为六边形,包含沉浸式通信、通信和感知融合、超可靠低时延通信、泛在连接、大规模通信、通信和AI融合。
在上述“6G”六边形中,包含了如下的应用场景:
6G应用场景 | |
沉浸式通信
- 增强5G的eMBB |
??扩展现实(XR)
??远程多感官通信 ??全息通信 |
大规模通信
- 增强5G的mMTC |
??智慧城市与基础设施管理
??垂直行业规模化物联 |
超可靠低时延通信
- 增强5G的uRLLC |
??高精度机器协同、实时控制及自动化
??远程手术、自动驾驶车辆协同 |
通信感知一体化 | ??智能环境感知与导航
??活动检测与运动跟踪 ??AI与数字孪生数据底座 |
通信和AI一体化 | ??网络辅助的自动驾驶
??医疗设备间的自主协作 ??跨设备与网络的重计算任务卸载 ??数字孪生的构建与预测分析 |
泛在连接 | ??物联网通信
??移动宽带通信 |
为支持上面的6大场景,6G网络有哪些能力维度,网络指标需要达到多少呢?
如ITU-R的IMT-2030能力图所示,6G的能力分为两大类,一类是对5G能力的增强(图中绿色部分),另一类是6G引入的新能力。
6G对5G能力的增强 | |
峰值速率 | 单个终端的峰值速率远超过5G的20Gbps,达到50Gbps到200Gbps |
用户体验速率 | 实际网络中,多用户、多场景下,普遍应该达到300Mbps到500Mbps甚至更高 |
频谱效率 | 单位为bit/s/Hz,目标是比5G要高出1.5到3倍 |
面积话务容量 | 每平方米30–50 Mbps甚至更高 |
连接密度 | 每平方千米支持?100万到1亿个终端接入 |
移动性 | 在500km/h到1000km/h下依然可以无缝连接 |
时延 | 无线网络时延低至0.1到1毫秒 |
可靠性 | 数据传输成功率达到99.999%到?99.99999%?(小数点后3到5个9) |
安全性 | 强化对网络威胁的防护能力,确保在系统中断期间仍能稳健运行 |
6G新能力 | |
覆盖范围 | 改善小区边缘服务覆盖,从小区中心到边缘的用户体验不要有太大波动 |
定位精度 | 实现1至10厘米级高精度定位 |
感知能力 | 支持物体检测、定位、成像与地图构建等先进功能 |
AI融合 | 具备分布式学习、数据处理和AI模型推理等能力 |
可持续性 | 通过高能效系统与资源优化降低环境影响 |
互操作性 | 基于透明标准实现多系统无缝协同运作 |
可以看出,这些指标的定义还比较粗糙,很多都没有量化。后面这些目标要怎么实现,就要靠3GPP的标准化了。
那么,已经箭在弦上的6G,会成功吗?
目前从全球5G发展的情况来看,eMBB的“杀手级”应用还未出现,mMTC和uRLLC的声量也都不大,5G-A的新能力落地甚少,近年来还被AI抢了风头。
在5G潜力尚未充分释放的情况下,运营商未来升级6G的动力无疑是不足的。但是,移动通信技术标准演进10年一代的惯性非常强大,智能化大潮波涛汹涌,机器人、智能体等新一代终端形态迅速发展,对网络能力的要求越来越高,代际更替是大势所趋。
目前我国已经投入了1.2万亿(中国信通院估计的金额),建成了世界上规模最大、技术领先的5G网络,不但让我们实现了“流量自由”,还正在向各行各业的生产领域渗透。以完备的5G和5G-A基础设施为实验床,积极投入6G研究,无疑是延续5G时代领先优势不二选择。
因此,在2025年3月的政府工作报告中,6G被列为国家战略方向。只有从标准阶段深度参与国际合作,掌握标准主导权,才能在未来的6G产业掌握主动权。
对于我们这些通信技术工作者来说,未来的几年,紧跟时代潮流,了解、学习、交流甚至开发6G原型产品都是绕不过去的话题。
那么,怎样才能全面了解6G的愿景、应用场景、以及关键技术呢?
推荐阅读这本《6G之道:解码未来通信的底层逻辑》。