6G技術(shù)關(guān)鍵性能指標(biāo)全面趕超5G

有識之士已經(jīng)在探討和暢想未來6G給人類社會將帶來什么樣的變革了，6G的發(fā)展不僅是要提高通信速率、拓展通信空間，還要研究人工智能(AI)、通信與人類未來相互關(guān)系的新機(jī)制。

美國科幻小說作家尼爾·斯蒂芬森(Neal Stephenson)1992年在其著名的小說《雪崩》(Snow Crash)里，為人們描繪了一個(gè)超現(xiàn)實(shí)主義的數(shù)字空間“Metaverse”，而這一詞匯就是現(xiàn)今被我們津津樂道的“元宇宙”。在這個(gè)“虛擬世界”里，人們可通過自我的“全息化身”相互交往，度過閑暇時(shí)光，與朋友聚會，漫步商場——這樣的場景，在6G時(shí)代可能會成為現(xiàn)實(shí)，我們可以期待2030年你我身邊出現(xiàn)這樣的無線通信“奇妙仙境”。

6G技術(shù)關(guān)鍵性能指標(biāo)全面趕超5G

我們知道，按照3GPP規(guī)定，5G標(biāo)準(zhǔn)分為NSA(Non-Standalone，非獨(dú)立組網(wǎng))和SA(Standalone，獨(dú)立組網(wǎng))兩種組網(wǎng)模式。其中，5G NSA組網(wǎng)方式需要使用4G基站和4G核心網(wǎng)，以4G作為控制面的錨點(diǎn)，滿足運(yùn)營商利用現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)5G NR快速部署的需求。NSA作為過渡方案，沒有獨(dú)立信令面，而獨(dú)立組網(wǎng)才是真正的5G網(wǎng)絡(luò)，能實(shí)現(xiàn)5G的全部特性。

但即使在3GPP的標(biāo)準(zhǔn)化中，關(guān)注點(diǎn)也只是集中在增強(qiáng)型移動寬帶(eMBB，Enhance Mobile Broadband)應(yīng)用場景方面。5G規(guī)劃了不同的發(fā)展階段，目前最新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是R18 版，專家們稱之為5G-Advanced，而最終版本預(yù)計(jì)在 2024 年才能發(fā)布。目前業(yè)界已經(jīng)將5G-Advanced的某些性能特征和6G 新技術(shù)掛鉤了。

針對6G的以下關(guān)鍵性能指標(biāo)(KPI)正在討論中，圖中顯示了相應(yīng)的5G數(shù)據(jù)以供比較：

6G的典型應(yīng)用場景將會是沉浸式的、智能化的、全域化的。在技術(shù)的發(fā)展方面，還要再進(jìn)一步開展創(chuàng)新性的技術(shù)研究，包括AI輔助的信號處理、量子通信賦能、通信感知一體化(ISAC)、智能反射面(RIS)等等。6G通信指標(biāo)相比5G預(yù)計(jì)會有10~100倍提升，還將實(shí)現(xiàn)厘米級的高精度定位，它將有力地支撐數(shù)字孿生，同時(shí)也將為未來的智簡網(wǎng)絡(luò)提供內(nèi)生性的自主優(yōu)化。

更加廣泛的領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)

追求大面積網(wǎng)絡(luò)覆蓋是無線通信領(lǐng)域的一個(gè)共同目標(biāo)。然而，在6G中，城市和鄉(xiāng)村地區(qū)的地面覆蓋已不再是主要問題。相反，支持沉浸式體驗(yàn)的高性能無線通信將覆蓋整個(gè)地球表面，包括鄉(xiāng)村和城區(qū)之外的區(qū)域以及三維空間。這個(gè)愿景甚至涵蓋了水下世界。無論人類和機(jī)器處于何處，都應(yīng)該可以通過快速無線通信進(jìn)行訪問和連接。這不僅需要應(yīng)用可吸收無線電波的水下光信號傳輸?shù)刃录夹g(shù)，還需要建設(shè)大量的地面基礎(chǔ)設(shè)施，還有可能涵蓋衛(wèi)星組網(wǎng)，以及飛艇和無人機(jī)等飛行平臺。由于水能夠吸收無線電波，我們可以采用水下可見光通信(UVLC)，連通海底與全球的通信網(wǎng)絡(luò)。

6G時(shí)代的海底世界無線通信

在工業(yè)和交通領(lǐng)域，6G網(wǎng)絡(luò)能夠集成任意數(shù)量的各種類型的設(shè)備。以橋梁和公路為例，嵌入式無線電傳感器可以精準(zhǔn)提供相關(guān)設(shè)備狀況如何、哪些區(qū)域需要修理等信息;在零售和物流領(lǐng)域，常用的 RFID 標(biāo)簽配備了專用傳感器和更大的應(yīng)用范圍，可以監(jiān)測食品的質(zhì)量，并發(fā)送相關(guān)報(bào)告。

真正的萬物互聯(lián)一定是各個(gè)領(lǐng)域的設(shè)備、技術(shù)等關(guān)鍵要素完美配合運(yùn)作的產(chǎn)物。由于設(shè)備的數(shù)量龐大以及對小型化的追求，依靠更換電池供電是不可行的。然而，在某些情況下，許多應(yīng)用設(shè)計(jì)需要多年的長期部署，那么傳感器必須能夠自己供電，我們就需要“零功耗設(shè)備”和“設(shè)備能量采集”。依靠6G技術(shù)，傳感器將從合適的能量來源(如熱、光或運(yùn)動)中獲得能量。目前，雖然這方面的研究仍處于前期階段，但R&S的測試方案已經(jīng)幫助我們了解設(shè)備的能耗模式，并依此進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)了。

從6G 的角度來看，汽車看起來將像一個(gè)小型的無線電網(wǎng)絡(luò)

6G不僅是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)，也可能成為一種新型的互聯(lián)網(wǎng)。正如我們習(xí)慣地將傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一樣，我們把6G 描述為無線電網(wǎng)絡(luò)。在6G時(shí)代，各類商業(yè)的、公共的甚至私有的網(wǎng)絡(luò)都可以相互連接，覆蓋范圍既可以大到以平方公里為計(jì)算單位的區(qū)域，也可以小到肉眼無法識別的微觀單元。

為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與整體結(jié)構(gòu)對接的過程自動化，人們希望虛擬化盡可能多的網(wǎng)絡(luò)單元，這就涉及到需要以一種純粹抽象的方式來描述網(wǎng)絡(luò)功能，網(wǎng)絡(luò)的功能塊必須為這類抽象語言提供多個(gè)供應(yīng)商支持，并按照標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行解讀。R&S 參與了 O-RAN(開放無線接入網(wǎng))聯(lián)盟，致力于促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)與整體結(jié)構(gòu)對接過程自動化領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性。

總之，6G時(shí)代不僅是要提高通信速率、拓展通信空間，還要研究智能、通信與人類未來相互關(guān)系的新機(jī)制，R&S 已經(jīng)準(zhǔn)備好了探索這個(gè)充滿想象力與創(chuàng)造力的6G未來，早早開啟了可靠安全、持續(xù)高效的測試解決方案設(shè)計(jì)，使6G的發(fā)展更為安全與穩(wěn)健。

原文標(biāo)題：6G，未來無線通信的技術(shù)展望

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