高通首度分享6G愿景：AI将成显著特色
移动通信的标准演进，大约十年一个周期。今年6月，3GPP宣布Rel-18标准版本冻结，标志着5G正式迈向全新的5G-Advanced阶段。三个月后，3GPP首个6G标准项目——6G场景用例与需求研究项目获得通过。这标志着全球6G标准化工作正式进入实质阶段。
高通公司技术标准副总裁、标准及产业组织负责人柯诗亚（LorenzoCasaccia）
作为历代移动通信技术演进的重要参与者，从进行创新的基础研究、到参与标准制定、再到推动产业合作，高通在每一代蜂窝技术创新发展的过程中发挥了重要作用。在日前举行的全球6G发展大会上，高通技术标准相关负责人受邀出席，分享了对于6G技术的看法，目前高通在6G方面的工作进展以及对于未来的展望，这也是高通首次在国内系统性介绍6G方面的愿景。
频谱至关重要或重耕5G频谱+利用新频谱
从历史发展的角度而言，移动通信技术的演进是一个连续整体。因此，6G技术发展，建立在5G的基础之上。
而对于蜂窝技术创新而言，则遵循一定的循环周期，比如愿景的确定要求阶段，然后从基础研究理念开始，到逐步进入概念验证，以及接下来更具体的技术标准化阶段，最终进入到试验、大规模商用阶段。过去数十年，这样的创新周期在移动通信发展产业协同方面发挥了很好的作用。
目前，5G处于上量并向新用例扩展阶段，5G-A阶段完成首个版本，并开启第二阶段5G创新，而6G则处于愿景、基础研究等阶段。
频谱作为移动通信技术中的重要组成部分，对于蜂窝技术的发展和演进至关重要。目前，全球尚未明确界定统一的6G频谱，整个6G频谱范围仍在研究之中。ITU-R将研究新的候选频段用于IMT-2030/6G，将在WRC-27会议上做出决定。
去年，中国率先在全球将6GHz频段划分用于5G/6G。6GHz频段是中频段仅有的大带宽优质资源，兼顾覆盖和容量优势，特别适合5G或未来6G系统部署，同时可以发挥现有中频段5G全球产业的优势。
高通公司技术标准副总裁、标准及产业组织负责人柯诗亚（LorenzoCasaccia）指出，6G频谱的划分和使用十分复杂。6GHz是一个主要的备选频段，它已经在中国等地被划分为蜂窝网络频段，但在其他地区则尚未被划定。行业已经出现一些对于7GHz和8GHz频段的构想，这些频段仍将引发长时间讨论，其中存在的很多问题和挑战都需要被解决。此外，还有其他频谱也可能被纳入使用。
很多6G中的关键技术受到频谱因素的驱动。但正因为频谱方面存在上述挑战亟待解决，全球很多国家或地区逐渐形成一个共识：6G可能会与5G共存，或者需要重耕5G频谱。
具体而言，从高通的视角，6G的关键技术包括空口设计、感知网络、AI、能效和系统等几个方面。
6G空口设计：四大关键驱动因素
在高通看来，与6G空口设计相关的关键驱动因素以及相关愿景包括如下四个方面，而这些都需要将频谱纳入考量之中。
一是提高所有频段的频谱效率。包括通过更佳链路性能实现约1.5倍频谱效率增益；通过减少干扰和增加维度的联合处理，在密集网络中从云RAN实现约2-3倍网络容量增益；基于机器学习（ML）的动态空口支持“超本地化”性能优化等。
柯诗亚指出，提高频谱效率至关重要的原因在于，某些国家或地区的6G可能需要在与5G相同的频段部署。因此，需要证明6G相较于5G的优势，才能为6G的部署提供充分的理由。这就意味着需要证明基础技术仍有提升空间，从而推动在同一频谱上的技术演进。
二是在全新“FR3”中高频段解锁广域宽带接入（即6-16GHz）。目标包括支持智能手机中超8根接收天线下行覆盖、Giga-MIMO基站高发射率；支持智能手机中超4根发射天线上行覆盖、基站子带全双工接收畸变校正等。
在柯诗亚看来，6GHz、7GHz和8GHz频段范围最具前景。此外，这些频段还必须在经济上可行。这意味着运营商可以在现有的5G甚至4G的相同拓扑结构上部署6G，并实现与当前5G在3.5GHz频段上相同的广域覆盖。
“当然，如果从3.5GHz扩展到6GHz、7GHz或8GHz，由于频率升高带来的物理特性变化，覆盖范围也会有所缩减。因此，技术能否弥补频率升高带来的覆盖损失就显得尤为关键。MIMO，特别是超大规模MIMO，这种技术可以弥补频率升高带来的覆盖损失。”柯诗亚强调。
柯诗亚指出，上述两大领域的具体研究被视为6G发展的两大基础领域，有望在接下来的几个月中开始新的研究。
三是提高未来调制解调器芯片组的性能。通过新的面积优化和高能效编码、调制与MIMO设计提高未来调制解调器芯片组的性能。
高通技术公司技术标准副总裁李俨指出，6G时代，随着频段上升，波长尺寸接近甚至小于终端尺寸，这为未来在手机中部署更多天线带来可能。这就要求相应的芯片能够支持更多天线，同时芯片中要运行更加复杂的算法，将众多天线有机利用起来，支持更高速率和更大功率，从而提高如卫星直连手机等通信应用的体验。
四是在数据传输之外赋能综合服务。包括面向户外AR、新型终端、射频感知、精准定位和无源物联网等用例的跨层优化设计等。
感知服务技术可行商业模式需探索
随着社会的发展和科技的进步，人们对通信网络的需求不再局限于信息的传递，更加期望网络能够具备感知周围环境和物体的能力，以实现更加智能化、自动化的应用和服务。
因此，ISAC（通感一体化）应运而生，也成为6G的关键技术之一，是指将通信与感知两大功能协同的新型信息处理技术，使网络实现从传递信息到感知世界的重大变化，助力“万物互联”走向虚拟与现实相结合的“数字孪生”世界。当前，5G-AR19已开启面向6GISAC（通感一体化）的准备工作。
在柯诗亚看来，通感一体化是从5G延续至6G的服务，也受到频谱使用的重要影响，通感一体化能够利用所有移动通信可用频谱来实现集成通信和感知能力，被视为电信行业颇具发展潜力的全新业务领域之一。本质上相当于将电信网络和蜂窝网络看作一种传感器或雷达来运行，从而实现全新的功能。网络已不仅仅是通信网络、电信网络或数据传输网络，更成为了一种感知网络。
柯诗亚强调，通感一体化作为6G的重要技术之一，在技术上是可行的，但是要将其真正变为现实，不仅需要技术方面的支持，同时也要有行之有效的业务模式。
“从商业模式的角度而言，通感一体化还有很多值得讨论的地方。许多蜂窝系统的新功能也都面临着商业模式的现实问题，但这仍是一个非常具有前景的方向。要实时解决这些问题并非易事，这也是仅靠高通无法做到的，需要不同国家的不同运营商以及行业参与者共同探索一个可行的业务模式，才能真正地把它加以实现。但是从高通的角度来说，在技术上我们是有信心可以做到这一点。”柯诗亚说。
从系统到终端AI将成6G显著特色
如今，AI技术的快速发展，已经成为对于基础研究和技术创新的关键因素，“5G+AI”已经在赋能千行百业的过程中发挥了重要的力量，那么6G与AI的结合将产生什么样的化学反应？
在柯诗亚看来，对于AI的使用，6G相较于5G有两大主要区别：一方面是将AI集成到系统中，作为系统能力的一部分，另一方面也作为一个重要用例。
首先，相较于5G时代AI/ML在终端或网络独立运行，以及在二者之间协调运转，6G时代，原生AI/ML将分布在所有终端和网络层。体现在ML在跨几乎所有协议和层级的中端与网络间自主运行；集成ML流程，以训练性能并适应不同环境；数据融合以支持集成式动态ML生命周期管理等方面。
“6G的一个重要新领域会是AI/ML在空口上的应用，从而提升其效率，带来更高效的无线系统。3GPP已经在推进如何在物理层应用ML技术的研究，这一技术还将持续发展，这是充分利用ML功能实现更好的无线空口的不断发展的过程。6G可以从一开始就将AI融入系统设计，而在5G中，这种设计是不可能的，因为5G已经有一个现存的系统架构。”柯诗亚说。
其次，柯诗亚指出，6G将在2030年到2035年逐步到来，届时AI将成为主要的流量来源之一。因此，无线系统需要能够承载AI产生的流量。目前，5G的主要流量来源是视频，而在6G时代，AI将成为一种流量的重要来源，因此很可能成为驱动6G上行链路用例的重要因素，因为会有大量物联网设备可以为AI提供训练数据。
随着蜂窝网络技术的演进，带来的终端品类和形态的极大丰富。可以肯定的是，6G的终端将更加丰富，而AI也同样将成为6G终端的显著特色。
在李俨看来，当前，终端中已经通过加入专用的AI引擎，在本地处理大量数据，而不需要跟云端做过多的互通操作，这样既可以保护隐私，又可以提高响应速度，而随着时间发展，终端侧AI的能力会不断加强。在2030年6G时代到来之时，终端的智能能力至少能够达到初探通用AI的状态。
高通技术公司技术标准副总裁李俨
“通用AI并非像今天用AI引擎去解决单一的任务，未来终端也不仅是今天所说的智能体这样的概念。它的智能化会进一步增强，终端会在背后默默地处理很多数据，去学习用户习惯，学习网络使用方式，主动地帮助用户做很多事情。未来的形态有可能会是AI在使用6G通信为人们服务，这样可能就会彻底颠覆未来终端的设计方法。因为现在所有终端，包括通信，都是围绕着为人服务来设计的，这一点可能会是一个根本性的变化。”李俨强调。
进一步提升能效打造开放系统
3GPP在制定移动通信标准的过程中，始终将能效作为重要的考量因素之一。从早期的3G标准到如今的5G，在各个版本的标准制定中都融入了能效相关的要求和规范。
特别考虑到顺应全球绿色发展趋势，还是降低网络运营成本，提高终端设备续航能力等因素，无论是系统侧还是终端侧，能效也同样成为6G关注和聚焦的重要议题。5G自R16版本便开始对于能效关注，而在今年的R18、明年的R19和2027年的R20中，也将就这一议题持续推进。
在柯诗亚看来，在5G持续演进的过程中，这些提升能效的技术已经经过了一段时间的研究，因此在设计6G绿色网络时能够降低技术难度。
“当然，如今在5G领域已经有很多通过终端与网络协作、让无线系统更加节能的想法和讨论。在5G中，很难将所有这些想法从头开始全部付诸实践，但在6G中，我们希望能够让更多节省能耗的构想成为现实，从而进一步提高能效。”柯诗亚说。
与此同时，自5G技术开始便趋向于构建一个开放系统，包括网络功能虚拟化和软硬件解耦、O-RAN/开放式前传、基于IP的连接（用户面服务）等，这些在6G技术中也将持续发展。二者的结合会让6G技术的发展更加完整，网络设计或标准设计可以更好地适应虚拟化、功能解耦、软硬件结合，和更节能的网络设计等趋势。
柯诗亚指出，这些领域的研究全部可以转变为3GPP能够切实推进的具体行动，可能是一种可以实现共享的设计，并且通过虚拟化网络让共享变得更容易。从总体拥有成本的角度来看，所有这些结合在一起可以推动更加高效的网络发展。
除了网络侧外，降低终端侧的功耗表现也十分关键。在李俨看来，由于6G会带来更高的下行速率，终端功耗也会大幅增加。包括很多如待机、建立传输链路的初始化开销，同时，终端进行数据处理也可能增加功耗。因此，在未来终端设计方面，需要保证用户在功耗方面的体验，这涉及到终端与网络之间的协作，从而实现速率和功耗之间的平衡。
基础技术创新培育6G之树
如果将蜂窝创新比作一颗大树，每一代技术都在前一代的基础上持续扎根。
以5G为例，包含很多创新，但并非所有创新都具有同等价值。一些基础性创新构成了5G发展的“树干”，作为支撑和塑造5G的基础性技术，这些创新是从4G的基础上演进而来；在这一基础上再扩展出5G创新的“树枝”（比如重要创新，使5G向新用例拓展和深入）和“树叶”（创新数量繁多，但与其赖以构建的系统相比，影响较小），例如，将5G扩展至不同的用例和领域。
“值得一提的是，大树可以没有树枝和树叶，但没有树干便不再是一棵树了。这表明，在每一代蜂窝技术中，创新的价值并不相同。6G的发展同样如此，它将基于5G的技术基础持续演进，在形成6G核心创新元素的同时，也会出现许多不同的附加元素，而这些元素或多或少是可选的。”柯诗亚说。
从这一点而言，在高通对于6G的愿景中有一些重要的理念，包括AI与蜂窝系统的深度融合，在5G相同频段上部署6G提升频率效率，通过网络和终端间的协作来提高能效。在柯诗亚看来，超大规模MIMO、利用通信网络实现的感知网络也是6G“树干”的重要组成部分。
至于树枝和树叶，即未来会出现什么样的创新应用，因为这是对于技术的第二层或第三层的预测，柯诗亚表示下结论还为时尚早。
“由于当前5G这棵大树仍在生长，我们仍在不断地发展5G。例如，从高通的角度来看，有许多垂直行业正在5G技术下发展，并取得了不同程度的进展，比如汽车、卫星、大规模物联网、广播、无人机等许多领域，所有这些都是5G正在渗透的垂直领域应用。因此，这就是为什么很难从现在去预测6G的原因。但可以肯定的是，一定会有很多新的应用出现，会有更多可用的计算、连接和AI带来新的赋能。”柯诗亚指出。
在柯诗亚看来，高通不仅是技术标准的积极参与者，更是基础技术的提供方，高通的使命是尽可能开发最好的通用技术，包括芯片、通信、计算、AI等方面。
“我们不敢斗胆去预测所有这些基础技术被运用的形式，但高通是一个重视产业合作、并且与许多公司拥有长久合作关系的企业，我相信合作伙伴们对于基础技术如何运用到实际应用上更有经验。在我们打造的技术基础之上，行业内的其他参与者可以更好地想象如何将技术转化为终端用户的应用。”柯诗亚说。
保持行业领导力拓展全球合作
作为未来5到10年内标准化工作的重点之一，6G对于高通而言至关重要。高通一直专注于推动每一代移动通信技术的发展，深度参与了从1G到5G的每一代蜂窝移动通信技术的研发，在6G时代，如何继续保持行业领导力，引领行业创新的发展？
对于这一问题，柯诗亚认为，归根结底离不开努力研发，除此之外没有其他的解决方案和答案。当然，高通在标准化方面经验丰富，在无线技术标准化领域耕耘已久，不仅限于蜂窝技术，还包括Wi-Fi、蓝牙和视频编解码的标准化。
“因此，对于高通而言，标准化以及推动标准创新始终是关键所在，我们对自身的经验充满信心。这个行业中有许多优秀的公司和充满智慧的人才，这使得行业竞争非常激烈。在这样的环境下，高通想要在6G领域保持创新领导力，只能通过大量的努力、投入和充分的规划。例如，提早很多年开始技术研究，并且持续专注于重要议题等。”柯诗亚说。
蜂窝技术的发展演进，移动通信技术标准制定，离不开广泛的产业合作。5G时代的到来，应用场景的广泛拓展，使得技术标准的参与方不断扩大，从手机、通信企业到汽车、物联网以及行业企业。
而在6G时代，除了上述特征之外，在柯诗亚看来，一个明显的特征是全球合作在扩展，有更多国家和地区加入其中。
以中国为例，在4G技术研究方面进入较晚，但到了5G时代，中国、欧洲和美国基本是同时进入5G研究。如今，中国成为世界上5G部署规模最大的国家，成为全球5G方面领先的市场，正因如此，中国对于6G的需求和用例的定义也非常重要。
“而在6G时代，我们预见印度将以类似的方式变得更加重要。定义5G技术时，在全球合作当中几乎看不到印度的身影，但在6G时代，印度也成为6G用例与需求的推动者，目前也成立了6G相关的组织。因此，随着每一代移动通信技术的发展，全球合作都在不断扩大，有更多的地区提供建议和需求。”柯诗亚说。