在全球6G技術(shù)大會上，中國工程院院士、未來移動通信論壇理事長鄔賀銓發(fā)布題為《對6G研究的10點思考》的演講。

在鄔賀銓看來，目前5G的高帶寬沒有顯示出用武之處，以2030年光纖介入的速率為目標，6G的平均下載速率或許達到Gbps量級就夠了。

他認為，元宇宙需要6G，現(xiàn)在5G支持不了用戶需要的體驗速率，但是元宇宙的商業(yè)模式，相對于社交媒體和AR/VR沒有變化，而且是小眾的市場，不是6G的剛需。

鄔賀銓強調(diào)，ToB要作為6G研究的重點，更需要更重視低時延和確定性的要求，在架構(gòu)和管理上提出創(chuàng)新的方案，并且還要為工業(yè)的應用劃分專用的頻率。

一、超寬帶不是6G的亮點。

現(xiàn)在5G的平均下載速率已經(jīng)達到100Mbps/s，峰值速率也突破Gbps，跟光纖結(jié)構(gòu)的速率是相當?shù)摹?/p>

去年中國過往的寬帶100MB的用戶占比已經(jīng)到93%，平均的寬帶介入能力是100Mbps，而2020年寬帶下載的速率大概是一半左右，53Mbps/s。預計到2030年，下載速率有可能上到一個G。

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處，因為內(nèi)容發(fā)展是滯后的，終端的計算能力和生成VR/AR節(jié)目的門檻，也制約了高帶寬用戶產(chǎn)生內(nèi)容的出現(xiàn)，目前5G還難以復制4G時代短視頻的場景。

從2G到5G，每一代移動通信都以帶寬擴展為目標，而且追求十年一代，每一代峰值速率提高1000倍，那么6G是否有必要追求將5G速率擴展到1000倍?如果以2030年光纖介入的速率為目標，6G的平均下載速率或許達到Gbps量級就夠了。

二、元宇宙難成6G的支點

什么是元宇宙?將人類想象延伸出的虛擬空間加載到現(xiàn)實空間。狹義的元宇宙，是一種基為AR/VR/MR的技術(shù)升級，整合了用戶化身、內(nèi)容生產(chǎn)、社交互動、在線游戲、虛擬貨幣支付等的網(wǎng)絡空間。

元宇宙需要6G，因為全息的顯示，做實時交互峰值吞吐量可能達到150Gbps/s，就算100倍的壓縮，平均吞吐量也要達到1.5Gbps/s，而且用戶是在全方位、多角度的全息交互，這個時候同時承載可能上千個并發(fā)數(shù)據(jù)流，因此，用戶總的吞吐量可能要達到Tbps/s，甚至交互需要的延時也要小于一毫秒，也就是說用戶體驗速率要大于10個G，那么現(xiàn)在5G支持不了，可能就需要6G。

但反過來6G需要元宇宙嗎?目前元宇宙的商業(yè)模式，相對于社交媒體和AR/VR沒有變化，而且是小眾的市場，至少不是6G的剛需。

三、要在超寬帶與減碳間找出平衡點

通信網(wǎng)絡用戶設備是碳排放的大頭，根據(jù)預測，2030年全球信息技術(shù)碳排放中，數(shù)據(jù)中心之占28.8%，端用戶識別占17.2%，網(wǎng)絡識別占24%。

2020年，我國通信網(wǎng)絡的碳排放占全社會3.5%，當時5G才剛起步。如果5G真正大規(guī)模商用，碳排放可能還會更大。5G的單基站比4G功耗多一倍，即使基站速度相當，5G無線網(wǎng)的總能耗也比4G高一倍。5G單站的能效是4G的12倍。

6G帶寬更高，容量更大，可能也需要有明確的能效指標。重要的是要在超寬帶和減碳之間找出平衡點。6G的頻段更高，蜂窩更密，網(wǎng)絡能耗比5G更大，對超寬帶的追求應該讓位于雙碳的壓力，從6G開始移動通信換代的主要驅(qū)動力要從過去追求信道帶寬轉(zhuǎn)到追求能效。

天地通信融合的目標，抬高了6G系統(tǒng)的復雜性，增加了6G減碳的難度，減碳需要從6G網(wǎng)絡體系架構(gòu)的創(chuàng)新入手。

四、面向行業(yè)的應用將是6G研究的重點

ToB和ToC是不一樣的。在架構(gòu)上，5G ToB的架構(gòu)強調(diào)扁平化，核心網(wǎng)下沉，甚至可能要支持DtoD，終端到終端的通信。在ToC的應用基站只處理物理層，而ToB的應用，基站可能需要集成部分核心網(wǎng)的功能，可能還需要實現(xiàn)介入回傳一體化。

關于終端，在ToB的應用，我們一般來講是多頻多模低功耗的終端。在ToB可能終端對芯片的這種功耗、體積、成本要求沒有那么苛刻，但是ToB的終端不僅僅是一個終端，還是一個智能無線路由器、是個CPE、是個邊緣計算，是個智能物聯(lián)網(wǎng)，所以終端比ToC要復雜得多。

關于帶寬，在ToC的應用，我們基本上是大下行，ToB的應用我們要大上行。在性能上，ToC的應用比較敏感帶寬的利用率，而ToB的應用可能更敏感時延和確定性。 在管理上，ToC的應用，運營商都非常關心切換、漫游和計費的管理。在ToB的時候，企業(yè)應用對這些反而不關心，關心的是網(wǎng)絡和生產(chǎn)安全。

在安全上，ToC的應用著重是認證的安全，而在ToB的應用，是非常關心用戶企業(yè)的數(shù)據(jù)不外泄。在可靠性方面，ToC的應用依靠密集的基站，一個基站有問題了，其它基站還可以補充。但是在ToB應用中，可能車間里只有一個基站，需要通過永遠在線、冗余并發(fā)來支持可靠性。

5G并沒有針對ToB的應用做重點的研究，將5G ToC的系統(tǒng)架構(gòu)和設備直接搬到5G ToB，這樣既不科學也不合理。所以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應該成為6G的研究重點，更需要更重視低時延和確定性的要求，在架構(gòu)和管理上提出創(chuàng)新的方案。

在6G時代，需要為工業(yè)的應用劃分專用的頻率，哪怕頻率不是直接給企業(yè)，也應區(qū)別開哪些是做通訊、哪些是做工業(yè)應用的。

五、人工智能在6G應用的落腳點

人工智能技術(shù)在6G的應用，應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，那怎么做到原生?通過分析信道，實現(xiàn)干擾消除、優(yōu)化能效和核心網(wǎng)對業(yè)務的智能化適應上面。

如果要將人工智能在信道信源編碼應用的技術(shù)，捆綁6G的話，就要找出信源處理跟6G的信道處理，以及6G的網(wǎng)絡技術(shù)關聯(lián)。如果沒有什么關聯(lián)，那跟4G、5G有什么區(qū)別?

六、低頻段挖潛應該是6G研究的著力點

現(xiàn)在所謂的“6G全頻段接入”是偽命題。如果要6G做到全頻段，既不現(xiàn)實，也不合理?，F(xiàn)在成本高就是因為頻譜太多、太復雜。

Sub6G和以下的頻段，或者毫米波的低頻段，應該是6G的合適的選擇，應該作為6G頻率的主攻方向。

毫米波高頻段傳輸距離短，可以用在室內(nèi)。畢竟，哪有人走在路上“戴個”元宇宙這樣玩呢?

支持AR/VR，6G需要調(diào)整現(xiàn)有頻譜分配的格局，6G需要更寬的頻譜。所以要改變頻率一次分配定終身的格局，頻譜的分類，過去基本只使用頻分模式，占地為勞?，F(xiàn)在需要考慮空分、時分、碼分的模式。

6G需要考慮跟衛(wèi)星通信的頻譜兼容問題，而且工業(yè)是6G的重要應用方向，我們是時候要為6G工業(yè)應用分配專用頻率。

七、星地融合的難點

現(xiàn)在移動通信發(fā)展很快，但地球表面移動通信的面積覆蓋率也只有6%左右，所以有94%的面積還沒有覆蓋。這94%的面積只占6%的人口，用傳統(tǒng)的移動通信技術(shù)去覆蓋顯然是不經(jīng)濟的。但是從國防、應急和發(fā)展海洋經(jīng)濟等方面考量，我們又需要移動通信的信號能遍及全球每一個角落。

將天基互聯(lián)網(wǎng)融合到地面移動通信系統(tǒng)，是低成本廣覆蓋的解決方案。原來是衛(wèi)星通信跟移動通信是沒關聯(lián)的，現(xiàn)在我們希望關聯(lián)起來，這就意味著移動通信要從原來地面網(wǎng)絡擴展到非地面網(wǎng)絡(NTN)。

在4G和5G的時代，也可能發(fā)展NTN，但天基互聯(lián)網(wǎng)自身的覆蓋能力跟不上，而地面移動通信網(wǎng)也缺乏相應的增強，所以之前一直做不了。

NTN雖然很理想，但是也面臨很多挑戰(zhàn)。首先，上到天空，即便低軌衛(wèi)星也要有離地面600—700公里，時延比原來大得多，這種大環(huán)回時延，以及向下行的大時延差，導致我們需要考慮重新設計物理層，MAC層和無線鏈路層。要解決基站與終端的交互過程，來適應新的這種大時延的挑戰(zhàn)。

另外因為大時延，傳統(tǒng)的TCP/IP一旦丟包重傳了，引入的時延就更大了，所以要減少丟包的可能發(fā)生概率。網(wǎng)絡層需要有全新的木馬糾錯、FEC以及UDP等等的機制。

第二大挑戰(zhàn)是小區(qū)覆蓋的半徑大。在地面的小區(qū)大約是幾十公里的量級，而低軌衛(wèi)星小區(qū)可能達百公里，小區(qū)中心跟小區(qū)邊緣，終端到衛(wèi)星的傳輸時延差別很大，這會對終端的隨機介入過程以及物理隨機介入信道的設計產(chǎn)生影響。

第三大挑戰(zhàn)是多普勒頻移很大，嚴重影響幀同步隨機介入的流程。我們需要在NTN的應用上，需要考慮多普勒頻偏的補償。

第四個挑戰(zhàn)是高運動速度，低軌衛(wèi)星相對于地面，運動速度相當于每秒鐘7.56公里，每顆星過頂服務的時間可能就分鐘級，甚至如果緯度更低，過頂?shù)臅r間更短。頻繁的波速切換，需要有特殊的移動性管理方式，來簡化切換流程，降低星鏈的開銷，提高切換的可靠性。

八、空天地海通信一體化是6G的賣點

我們現(xiàn)在在考慮6G的需求標準的時候，空天地海信通是一個跟5G不同的賣點，通過6G的研究，可以帶熱空天地海通信一體化的研究。

天基部分，仍然是空天地海通信的難點，地面網(wǎng)絡改造也會增加挑戰(zhàn)，但是天基部分，不僅要面對技術(shù)挑戰(zhàn)，比如說高中低軌衛(wèi)星的互聯(lián)、點波速的調(diào)度、星間的激光通信、星上處理技術(shù)等等。

除了技術(shù)因素，還有軌道和頻率資源的獲得，發(fā)現(xiàn)與建網(wǎng)成本的控制。另外對中國來講，我們?nèi)鄙倬惩鈽I(yè)務落地的星觀站。

空天地海通信的一體化發(fā)展，沒有迎來拐點。本來通過集成NTN，就可以實現(xiàn)星地融合通信，還可以推動統(tǒng)一的空中接口協(xié)議，和統(tǒng)一的地面核心網(wǎng)。

地面網(wǎng)現(xiàn)在行之有效的SRV6及IPV6的源地址選入即刻義從功能上應該可以用到天基網(wǎng)上。但傳統(tǒng)的TCP/IP機制，不適合天基部分的高時延，TCP肯定要改的，所以要空天地海通信的完全一體化，不見得是最佳選擇。

空天地海通信的一體化，很難成為運營商業(yè)務的熱點，全球現(xiàn)在還沒有面向地面移動網(wǎng)和非地面移動網(wǎng)融合的運營商。雖然邊緣地區(qū)和海上通信，或者應急通信有需求，但受眾少，6G的運營商無法指望靠這些應用來支撐收入。同時因為我們國家缺乏境外落地的信關站。我們國家的天基互聯(lián)網(wǎng)也很難擴展到全球業(yè)務。

可以說空天地海是6G的賣點，但絕對不是6G的熱點。

九、低成本的智簡網(wǎng)絡是6G研究的痛點

從1G到5G，移動通信系統(tǒng)的復雜性不斷升級，抵消了技術(shù)進步帶來的成本下降。

現(xiàn)在CAPEX與OPEX成本都居高不下。在5G時代，中國電信和中國聯(lián)通只好走聯(lián)合建網(wǎng)之路。

6G不僅業(yè)務類型多，而且管理更復雜。星地融合，涉及到異構(gòu)網(wǎng)絡，天基段可能多個供應商共享，因為衛(wèi)星軌道頻率資源是有限的。那么這就涉及到整個星地融合的移動通信網(wǎng)絡，資源的調(diào)度可能需要跨運營商。

以架構(gòu)簡單、運維方便、云網(wǎng)協(xié)同、智能開放、安全可靠和低成本為目標的智簡網(wǎng)絡，是網(wǎng)絡技術(shù)創(chuàng)新的方向。但網(wǎng)絡體系的創(chuàng)新比空口技術(shù)還要難，因為要跟線網(wǎng)兼容是個很大的挑戰(zhàn)。

十、創(chuàng)新是6G研究的基點

5G將早年的理論借助集成電路的技術(shù)進步實現(xiàn)了工程化。以5G的一些關鍵技術(shù)為例，LDPC碼，最早在1962年由麻省理工的Gallager的博士論文中提出。5G在數(shù)據(jù)控制信道的使用的Polar碼，是2008年由土耳其的Arikan教授來發(fā)表的。

5G的這些基本技術(shù)，是十年前甚至更早的理論基礎。現(xiàn)在6G需要從基礎理論做起，目前感覺缺乏創(chuàng)新性的技術(shù)積累。

6G的研究需要有定力，我們國家移動通信的研究，是從跟隨開始的，3G雖然有突破，4G雖然趕上，但前邊還是有標桿的。5G取得了領跑地位，6G已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略競爭的高地。

國家重視6G的研究理所當然。但是也要清醒認識到，不能因為競爭就不深入對6G的需求研究，不下決心做長期的顛覆性的原創(chuàng)技術(shù)研究，我們急于跟國外搶進度，脫離市場需要，這樣反而戰(zhàn)略上被動。我們需要有不受外界左右的定力，堅持開放合作。

要鑄牢5G的基礎，5G是6G的基礎，推動我國5G網(wǎng)絡以及應用成功是6G研究的動力，需要從5G的應用挖掘市場，一些的技術(shù)也可以提前用到5G來檢驗。