中国工程院院士邬贺铨：创新是6G研究基点

中国工程院院士邬贺铨：创新是6G研究基点 字体： 小 中 大 分享到： 中国工程院院士邬贺铨：创新是6G研究基点 2022-03-28 08:02:26 来源：中国电子报

6G处于需求和技术研究的初期，需求分析的观点很多，技术发展的方向也很多。在日前举行的全球6G技术大会开幕式上，中国工程院院士、未来移动通信论坛主席吴提出了超宽带不是6G的亮点、元宇宙难以成为6G的支点、超宽带与减碳要找到平衡点等6G研究的十点思考。这些“把脉式”的观点，将对整个行业的共识产生深远的影响。

超宽带不是6G的亮点

目前5G的峰值速率可以超过1Gbps，接近光网，5G网络引入毫米波频段后网速会更高。

何泉说:“6G有必要超过光纤的下载速度吗？目前5G的高带宽并没有显示出它的用处，因为内容的发展是滞后的，终端的计算能力和生成VR/AR程序的门槛也制约了高带宽内容的生成。”目前5G还很难复制4G时代网速增长导致短视频井喷的场景。

“从2G到5G，每一代移动通信都以带宽扩张为目标，追求十代，每代峰值速率提升1000倍。那么，6G还有必要继续追求比5G高1000倍的速度吗？”何泉说，“当然，频谱还是值得研究的，尤其是提高频谱效率以应对频谱扩展的压力。我认为6G的平均下载速率可以达到Gbps。”

元宇宙很难成为6G支点

说到6G应用，经常会提到元宇宙。何认为，虽然超宇宙需要6G，但超宇宙很难成为6G的支点。

Metauniverse从假想的virtual 空加载到real 空，模糊了虚拟世界和现实世界的界限。狭义的元宇宙是基于AR/VR/MR的技术升级，集成了用户头像、内容制作、社交、网络游戏、虚拟货币支付等网络空房间。元宇宙技术是5G、云计算、人工智能、虚拟世界、区块链、虚拟货币等技术的融合，虚拟化应用离不开VR头戴设备。

元宇宙需要6G。根据元宇宙的全息显示，做实时交互时峰值吞吐量可能达到150Gbps，即使压缩100倍，平均吞吐量也将达到1.5Gbps，用户是全方位多角度的全息交互，可能同时承载上千个并发数据流。因此，用户的总吞吐量可能达到Tbps，交互延迟小于1毫秒。这种情况下5G支持不了，可能需要6G。

但是6G需要一个元宇宙吗？Metauniverse主要面向消费级应用，未来也可能发展为行业应用。但目前来看，元宇宙的商业模式相对于社交媒体和AR/VR并没有根本性的改变，是一个小众市场，至少不是6G的刚需。

在超宽带和碳减排之间找到平衡点

因为5G是高频段多天线，5G单基站的功耗会是4G单基站的两倍。从能效角度看，5G单基站总服务能力是4G的24倍，因此5G单站能效是4G的12倍。6G的频段更高，小区更密集，网络能耗大于5G。

“对超宽带的追求应该让位于双碳的压力，移动通信从6G一代的主要驱动力应该从对信道带宽的追求转向对能效的追求。”何泉认为，双碳是6G研究的难点。天地通信一体化的目标提高了6G系统的复杂性，增加了6G减碳的难度。和OpenRAN一样，具有通用性和灵活性，但也要付出能效或实时性的代价，所以碳减排需要从6G网络架构的创新开始。

产业是6G研究的重点。

To B和To C的应用要求不同。5G并没有把重点放在To B的应用上，把5G To C的系统架构和设备直接搬到5G To B既不科学也不合理..因此，工业互联网应该成为6G的研究重点，应该更加注重低时延和确定性的要求。To B应该是6G的研究重点，在架构和管理方面提出创新方案。

由于6G的高频率、高带宽，使得中小企业在生产现场部署基站成为可能，基站会下沉到车间。6G需要划分工业应用的特殊频率。即使这个频率不直接给企业，运营商之间也要区分哪些频率用于通信，哪些频率用于工业应用。

人工智能在6G应用中的立足点应该是在信道处理上。

人工智能技术在6G的应用，重点应该是如何利用人工智能分析信道特性，而不是信源特性。5G是在原有人工智能基础上增加的功能，希望未来的6G是原生人工智能。

何表示，人工智能在6G应用中的立足点应该主要是渠道处理而不是源头处理。建议主攻一至三层的下层和控制平面而不是应用层。

低频挖潜应该是6G研究的重点。

“现在提出6G全频段接入，我说是伪命题。6G实现全频段既不现实也不合理。现在成本高是因为频谱太多太复杂了。”吴认为，Sub 6G及以下的频段，或者毫米波的低频段，应该是6G的合适选择，应该是6G频率的主攻方向。

6G需要考虑与卫星通信的频谱兼容性，产业应用是6G的重要方向。是时候为6 G工业应用分配专用频率了。

星地一体化有三个难点。

目前地球表面移动通信的区域覆盖率只有6%左右，所以94%的区域还没有覆盖，但是94%的区域只占6%的人口，用传统的移动通信技术来覆盖显然是不划算的。但从国防、应急、发展海洋经济等方面考虑，移动通信信号能够遍布全球是必要的。

将天基互联网融入地面移动通信系统是一种低成本、广覆盖的解决方案。移动通信应该从原来的陆地移动通信网扩展到非陆地移动通信网，即NTN。虽然NTN很理想，但它也面临着许多挑战。

第一，即使是低轨卫星，距离地面也有600~700公里，时延比以前大很多，需要考虑重新设计物理层、MAC层和无线链路层。第二，小区覆盖半径大，LEO卫星小区可能几百公里，会影响终端的随机接入设计。第三，多普勒频移很大，要考虑多普勒频移补偿。然而，低轨卫星的开销服务时间可能在分钟量级，这需要特殊的移动性管理。

空天地海通信一体化是6G的卖点而不是热点。

现在考虑到6G需求，空天地海信通信是与5G不同的卖点，通过6G的研究，可以带来热度空天地海通信一体化的研究。

空天地海沟通的融合，现在技术发展还没到拐点。本来通过整合NTN，可以实现星地统一通信，也可以推广统一接口协议in 空和统一地面核心网。但是空天地-海通信的融合很难成为运营商的业务热点，因为受众少，6G运营商无法依靠这些应用支撑收入。

低成本的智健网络是6G研究的痛点。

从1G到5G，移动通信系统的复杂度在不断升级，抵消了技术进步带来的成本下降。吴认为，6G更需要重视核心网的研究，因为6G不仅业务类型多，管理也更复杂。要以结构简单、运维方便、云网协同、智能开放、安全可靠、低成本为目标，构建一个智慧简约的网络。

创新是6G研究的基点。

5G的基础技术是十年前甚至更早的理论基础，6G现在需要从基础理论出发，需要更大的创新。

“我们国家重视6G的研究是理所当然的。但是，我们也要清醒地认识到，不能因为竞争而去深入研究6G的需求，不能下决心去做长期颠覆性的原创技术研究。急于赶超国外，走出市场需求，这是战略上的被动。我们需要独立于外界，坚持开放合作。”何伟说。(记者刘晶)

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