【摘? 要】當前，6G的驅動力并不明確，想斷言6G的突破點及標志性技術尚為困難。然而，新一代系統(tǒng)的誕生通常并不會完全產生于真空，許多方向是基于老一代所發(fā)現(xiàn)問題的逐步演進。本文希望通過觀察行業(yè)與技術的走向及存在的主要問題，探索新一代6G系統(tǒng)演進急需解決的問題。并由此來幫助提示通向6G之路的前期方向，使得我們能立即開展6G的初期科研，并爭取時間來不斷探索6G新的不可預測的突破性技術。

【關鍵詞】6G;移動通信研究方向;衛(wèi)星通信;毫米波;5G演進趨勢

0? ?引言

在貝爾實驗室提出移動通信的頻率復用概念的時候，科學家們萬萬沒想到，他們簡單的蜂窩結構和頻率復用的小小發(fā)明，會創(chuàng)造出一個能占比5%的GDP的工業(yè)龐然大物[1]。區(qū)區(qū)50年，移動行業(yè)經歷了從1G到5G突飛猛進的演進，并正在邁向6G[2-5]。

對于6G，許多文章都描繪出了其愿景及候選的技術。比如6G的指標就包括：

（1）達1 Tb/s的速率;

（2）小于1 ms秒的延遲;

（3）高頻及近1 THz的大帶寬技術;

（4）多倍的頻譜效率;

（5）高能效物聯(lián)網技術;

（6）天地一體化的全球網絡;

（7）具有AI能力及虛化技術的適應各種事件及場景的隨愿網絡。

盡管多數(shù)6G的愿景非常美好并振奮人心，但許多文章在具體探討中，其方案往往在描繪完美的理想而不計實際，追求時髦新穎的技術而不解決核心的問題和矛盾。這一點，在許多探討通信與AI結合的智能化的設計中，尤其展現(xiàn)得淋漓盡致。由于AI在別的領域的巨大成功，許多研究者目前都隨波逐流地認為AI在6G也能獲得相似的核心地位。然而，雖然AI是6G科研的一個重要且有潛力的方向，由于已知AI算法在無線領域的局限性，其在6G的發(fā)展是否能獲得目前所宣傳的核心地位，能產生多大的經濟效益，現(xiàn)在實際上完全是未知數(shù)。在適用于無線通信領域的新的算法完全還沒有眉目的情況下，把其宣傳成6G發(fā)展的核心技術顯然是極不嚴謹?shù)摹?/p>

本文想通過回顧5G取得的進展，剖析行業(yè)及6G急需解決的主要問題和短板。在追求系統(tǒng)價值明顯提升的前提下，尋找6G研發(fā)初期的設計和演進方向，使我們能在探索6G突破技術的同時，沿著更有商業(yè)價值的方向穩(wěn)步推進6G的科研。

1? ?5G的進展及短板

由于近年技術上的改進[6-9]，5G的頻譜效率增加了3倍，速率增加了10倍，傳輸時延也明顯減少。盡管如此，5G突飛猛進的技術發(fā)展與之前的換代歷史一樣，并不意味著會給運營商的每用戶平均收入（ARPU）帶來實質性的增加。為了擺脫ARPU飽和的魔咒，5G的設計第一次在支持傳統(tǒng)無線寬帶eMBB的應用的同時，還刻意開拓了新的技術和方向，即支持高可靠低時延的工業(yè)應用URLLC，以及萬物互聯(lián)的物聯(lián)網應用mMTC。

雖然5G的三大應用設計理念非常動聽，但現(xiàn)實卻頗為骨感。目前對于移動通信領域的應用，運營商大都采用100 MHz頻寬的TDD雙工模式。TDD系統(tǒng)的一個獨到的特性是上傳和下載的雙向信道的對稱性，有利于5G大規(guī)模天線MIMO關鍵技術的實施。不幸的是，這個優(yōu)點也使得TDD在傳輸時延上付出了代價。

具體說來，TDD時分雙向系統(tǒng)就像是單軌火車，把時間分成兩段。上傳時不能下載，下載時不能上傳。且上傳和下載的切換之間需要一小段防護時隙。從而減少了時段的利用效率。目前，電信和聯(lián)通選擇了2.5 ms雙周期的方式，較好地平衡了時隙利用率和單向等待時延的矛盾。然而，由此導致的2 ms的單向等待時延使得其5G系統(tǒng)無法滿足國際電聯(lián)ITU的單向傳輸小于1 ms的低時延工業(yè)應用要求。為了5G系統(tǒng)能支持URLLC的高可靠低時延工業(yè)應用，目前中國電信傾向于采用上下行并發(fā)的FDD的5G系統(tǒng)來完成。這導致運營商需要部署額外的硬件系統(tǒng)以支持不同的應用。

至于萬物互聯(lián)的mMTC應用，由于目前無線物聯(lián)網應用還處于初級階段，窄帶LTE的收入十分有限，5G國際標準在R15之后的兩個更新版本內都還沒有提出新的設計。 國際標準組織3GPP建議用戶沿用4G的窄帶LTE系統(tǒng)。待4G無線物聯(lián)網有較好的發(fā)展，3GPP再酌情根據(jù)需要改善4G的窄帶LTE系統(tǒng)，并將其改名為5G無線物聯(lián)網系統(tǒng)。

由此可見，媒體炒作的5G和三大應用，雖然是由一個5G國際標準完成，卻需要三個獨立的硬件系統(tǒng)來支撐：即支持超寬帶eMBB的TDD系統(tǒng)， 支持高可靠低時延URLLC工業(yè)應用的FDD系統(tǒng)及支持萬物互聯(lián)mMTC無線物聯(lián)網的4G窄帶LTE系統(tǒng)。對于ARPU飽和的移動通信行業(yè)來說，這三個硬件系統(tǒng)的5G部署方案足以讓運營商們在財務上捉襟見肘。

除了5G初期投資多重硬件系統(tǒng)的CAPEX壓力，5G運營成本OPEX的壓力也顯著增加。具體來說，4G-LTE系統(tǒng)運營在20+20 MHz帶寬，典型的基站發(fā)射30+30 W。對于5G基站，為了保證100 MHz大帶寬下功率密度與4G-LTE一致，以保證覆蓋與4G-LTE大致相同，需要將發(fā)射功率從60 W增加到200 W。結果，三倍的發(fā)射功率及64天線的超級速率優(yōu)勢有可能產生近三倍的電費。從目前分析來看，雖然設備廠家在絞盡腦汁開發(fā)省電改善方法，電費的明顯增加對獨立組網的運營商來說，還是不小的挑戰(zhàn)。

很明顯，5G的部署面臨眾多的短板，但這對6G的科研人員來說，卻是新的機會。我們希望6G的設計方案能夠較好地避開或解決以上問題。

2? ?6G急需解決的問題

為了本文分析的方便，我們沿續(xù)目前5G的性能指標[9]作為6G的初期指標。這些指標包括3倍的頻譜效率，10倍的速率，十分之一的時延及10倍的功率效率。我們根據(jù)移動通信的最基礎的商業(yè)價值，即無線接入，詳細分析目前行業(yè)的趨勢和短板，以提高移動接入網核心價值為導向，提出6G需要解決的問題，以指導6G的初期科研方向的選取，及開展6G的起步工作。

2.1? 下一代持續(xù)向高頻發(fā)展，保持連續(xù)覆蓋需要技術突破

隨著低端頻段耗盡，下一代系統(tǒng)只能向高頻發(fā)展。由于5G已經采用了毫米波頻段，目前許多科研人員看好太赫茲頻段在6G的使用。有些專家甚至稱其將是6G的標志性頻段。在5G的部署過程中，大家已經感覺到了毫米波在覆蓋上的短板。高頻技術怎么解決覆蓋問題是移動通信必須解決的難題。

在5G設計初期，一些設計者已經提出了UDN的理念。既然頻率越高，覆蓋越小是繞不過去的物理特性，不如就順應此特性，通過小基站群來解決覆蓋，并同時可享受增加系統(tǒng)容量的優(yōu)點。從目前部署計劃來看，UDN的系統(tǒng)架構并沒有被全球運營商大規(guī)模采納。顯然其主要原因是部署成本。根據(jù)Hata傳播模型，在覆蓋同樣區(qū)域的條件下，UDN所需要的基站數(shù)呈指數(shù)增加。從目前趨勢來看，無論是基站制造成本，還是系統(tǒng)部署成本，包括物業(yè)的價格趨勢，運營商在6G時代可能還是大概率無法承受UDN所需要的基站數(shù)的增加成本。

從現(xiàn)有技術來看，天線技術可能仍然是下一代覆蓋增強的主攻方向之一。通過更高的芯片集成度及天線技術，發(fā)射功率需要更聚集發(fā)射方向，而接收功率能隨接收天線數(shù)線性增加。此外，在時域方面，更好地自適應地增加時間的積累也是增強覆蓋不可或缺的方向之一。

除了以上基本方向，6G系統(tǒng)也可能延續(xù)5G采用的多頻技術，系統(tǒng)性地通過高低頻的智能組合來完成覆蓋需求。在5G時代，標準已經同時定義了高低頻段，即FR1和FR2頻段。但高低頻的混頻通信的設計，還剛起步，有較大完善的空間。在6G時代，多頻技術必將有更好的發(fā)展。也期待6G的科研能在高頻覆蓋上有新的突破。

至于太赫茲頻段的潛力，其是否會被6G采納至少需要滿足兩個條件。其一，其高頻技術能否在10年內解決昂貴的器件成本問題，使之有商業(yè)的可能。其二，能否找到適合其部署的商業(yè)動力。對于5G來說，毫米波采納的主要動力是Verizon的無線固定電視的應用。如果找不到確切的太赫茲的應用場景，在這短短6G標準制定的十年內，6G更可能繼續(xù)完善其毫米波頻段的應用。太赫茲的應用大概率將在6G之后。

2.2 頻寬不斷增加，注入的功率需大幅度提高效率

眾所周知，全雙工在5G設計初期非?；馃?，但終究由于技術成熟度不夠及實際的增益有限，而沒能成功。在6G時期是否有希望，還需拭目以待。FDD要求成對的帶寬，因此在高頻比TDD需要的單獨帶寬更難獲得，因此，6G標準可能還會同時定義FDD與TDD兩種模式，以適應各國不同頻譜條件的部署。從5G開始，系統(tǒng)頻段也開始在低高頻同時定義。低頻一般被作為錨點頻段，用于移動通信，而高頻作為隨從頻段，被附屬于錨點頻段或用于特殊場景，如無線固定電視業(yè)務場景。

當我們系統(tǒng)地觀察錨點頻率的演進，我們看到，2G-GSM的頻寬是 2×200 kHz，3G-UMTS是2×5 MHz， 4G-LTE 是2×20 MHz，而5G是 100 MHz，如圖1所示。很明顯，每代增加的幅度都非常一致。這是因為頻寬的增加并不是隨意的，而與新一代系統(tǒng)的10倍速率目標，系統(tǒng)覆蓋要求及芯片技術的發(fā)展有密切的關聯(lián)。

從圖1可以看到，根據(jù)歷代帶寬的增加趨勢，6G的錨點頻段的頻寬有可能從目前的100 MHz增加到300 MHz。如果6G能在高頻獲得很大的頻寬，最可能的設計思路是將其按300兆的帶寬分成幾份，由CA載波聚合或其他聚合技術來解決，以方便系統(tǒng)靈活度，模塊化，并減少系統(tǒng)對芯片密度的壓力。目前的非錨點FR2頻段在5G的最大頻寬已經定義成400兆。但由于靈活性等方方面面的考慮，即使是FR2，其基本處理頻段還是多為100兆。

從圖2可以看到，功率效率存在著明顯的瓶頸（見功率效率區(qū)間）。無論將來有怎么樣的技術突破，圖2告訴我們，每比特所需的最小功率，由以上香農曲線限定，不可能再小了。隨著比特率的增加，所需的最小接收功率成正比增長。這種情形，有點像我們的公路系統(tǒng)。頻寬的增加相當于車道的增加。而運載量的增加需要在增加車道的同時，增加實際在車道里跑的車輛。這種功率線性增加的要求無疑對6G及未來無線通信的發(fā)展，產生了較大的困難。

在手機端，由于電池技術的突破發(fā)展緩慢，手機發(fā)射功率一直受限，無限制的成倍增長無法實現(xiàn)。在基站端，雖然發(fā)射功率不受電池限制，但發(fā)射功率的成倍增加帶來的電費的運營成本的矛盾，在5G時代已經非常突出了。再繼續(xù)成倍增加，顯然不是明智的選項。

根據(jù)已知的分析，信道編碼與信號調制領域的突破空間可能已經不大。對于6G的功率效率的提高，可能還將落在天線的技術領域。目前，無論接收機在哪里，手機的發(fā)射功率被均勻地分散在360度的方向，而基站的發(fā)射功率也被分散在較寬的角度里。很顯然，通過波束賦形，將發(fā)射功率繼續(xù)聚集在接收方向是下一代通信科研的必經之路。

除了聚焦發(fā)射功率，在接收機方面也需加大接收功率的能力及處理力度。結合天線接收技術，我們需要更好的處理算法。此外，多跳技術和接力技術在過去幾代至5G都沒有成功。是否有更好的突破使得其能在6G嶄露頭角，我們拭目以待。

2.3? 傳輸成本與個性化服務的矛盾的突破

自從3G聚焦數(shù)據(jù)傳輸開始，每次換代都是以減少每比特傳輸成本為壓倒一切的主要目標。在終端方面，減少成本的主要方法是通過提供統(tǒng)一的標準服務，并不斷地增加標準終端的銷量，以維持和發(fā)展全球產業(yè)鏈。在系統(tǒng)設計方面，減少成本的主要方法是加大管道，在控制系統(tǒng)成本的條件下，成倍地增加比特的容量，使得每比特的成本隨系統(tǒng)容量的增加而減少。因此，除了語音、控制等少數(shù)傳輸類型，絕大多數(shù)移動業(yè)務的傳輸都采用了無差異化處理的盡力而為的傳輸方式。這種無差異化的統(tǒng)一傳輸處理節(jié)省了設備成本，壯大了全球產業(yè)鏈，但也使移動通信產業(yè)不斷地淪為單純的管道，導致用戶的每月收入ARPU停滯不前。

從3G時代開始，制造商在提供分類的質量服務方面做了大量的嘗試，但大都以失敗告終。到了5G時代，垂直行業(yè)的特殊需求導致了網絡切片功能的引入。但基于歷史的教訓，目前5G網絡切片功能僅局限于核心網部分的局部計算、存儲及路由功能。切片的設計理念并未落地到無線接入網中。5G無線接入網在服務質量方面的設計仍然大致沿用了4G的QoS體制和方法。因此，核心網的切片功能在垂直行業(yè)的作用如何，實際上面臨不確定前景。此外，雖然固移網絡融合已經講了幾十年，目前的5G網絡切片也未完全落實到局域網和承載網中。5G網絡的端到端的服務質量仍然屬于盡力而為的范疇。

目前，互聯(lián)網業(yè)務的個性化服務趨勢已經相當明顯。大數(shù)據(jù)和AI的發(fā)展進一步刺激和加速了個性化服務的進程。單純地減少成本，提供統(tǒng)一化的無線通信服務，已經無法與日益?zhèn)€性化服務的互聯(lián)網業(yè)務相輔相成?；趥€性化服務沒被5G的無線接入網采納的事實，在6G時代，個性化服務是否是6G設計不可逾越的目的之一，值得深思。因此，怎么在保持低成本及全球產業(yè)鏈的條件下，實施個性化的傳輸服務將是6G科研的一個巨大的挑戰(zhàn)。

2.4? 6G需解決物聯(lián)網的覆蓋，成本及低收入問題

無線物聯(lián)網的萬物互聯(lián)是5G的三大發(fā)展方向之一。由于運營商收入的長期飽和，萬物互聯(lián)給了5G較大的增長預期和想象空間。然而，到目前為止，巨大的期望似乎帶來的只是巨大的失望。5G的萬物互聯(lián)并未如期而至。細究其因，我們發(fā)現(xiàn)，這種結果并不是偶然的不幸，而是有其深層次的原因的。

眾所周知，對于萬物互聯(lián)的mMTC應用的成功，有三個不可逾越的必要條件。它們是深度覆蓋，廉價成本及電池壽命。根據(jù)本文前面的分析，新一代系統(tǒng)的運行頻段不斷高攀。由于信道的物理特性是頻率越高，衰減越嚴重，這就導致了新一代的覆蓋很難在控制投資規(guī)模的條件下超過老一代。如果新一代的覆蓋在相當長的時期無法比肩老一代，這就很自然會導致萬物互聯(lián)的mMTC應用在新一代網絡中很難快速實現(xiàn)。

在器件成本方面，電子產品的價格曲線有著驚人的相似之處。那就是新產品在產業(yè)鏈初期一般比較貴。在產業(yè)鏈成熟后逐年呈快速指數(shù)下降趨勢。電子產品的這個特性就決定了老一代器件價格將遠低于新一代價格。在價格為王的物聯(lián)網部署中，新一代的競爭優(yōu)勢會變得捉襟見肘。

最后在電池壽命方面，由于高頻信道衰減的缺點，及新一代系統(tǒng)復雜度的提高，電池壽命在新一代系統(tǒng)設計中，也面臨著挑戰(zhàn)。因此基于以上分析，新一代系統(tǒng)在任何三個必要條件上，都不占優(yōu)勢，因此，萬物互聯(lián)mMTC的應用在目前還沒能看到曙光。

為此，3GPP在制定5G前期國際標準時，甚至放棄了mMTC部分的設計，而是建議沿用4G的窄帶LTE為5G時代的mMTC來服務。5G的國際標準已從R15進入R17。到目前為止，仍然未看到標準組織對mMTC的技術在更新上有任何實質性的舉動。

盡管mMTC的應用在其發(fā)展過程中遇到了上述困難，但其發(fā)展方向及勢頭及其對6G系統(tǒng)價值增加的重要性，還是不可忽略的。怎么在6G設計期間更好地找到突破口，解決6G的萬物互聯(lián)的問題，將是6G設計的不可逾越的方向和挑戰(zhàn)。

2.5? 6G能否與衛(wèi)星通信融合，還有待于技術和商業(yè)的突破

對于6G來說，融合衛(wèi)星通信是一個炒得比較熱的話題。根據(jù)聯(lián)合國的調查，約45%的世界人口居住在郊區(qū)或邊遠鄉(xiāng)村。覆蓋一直是移動通信的最主要的核心競爭力。將衛(wèi)星通信集成入手機無疑是一個非常吸引人的舉措。

然而，到5G為止，衛(wèi)星都沒能夠集成進手機。主要障礙包括衛(wèi)星成本，功率的鏈路衰減及衛(wèi)星系統(tǒng)的容量問題。近年來，這些領域都有些進展。在衛(wèi)星方面，發(fā)射成本現(xiàn)在越來越低。在空間組成幾千甚至上萬衛(wèi)星網絡的計劃，已經成為商業(yè)可能。在功率的衰減方面，低軌衛(wèi)星能大大減少傳輸時延和衰減。隨著多天線技術的成熟和產業(yè)鏈化，信號波束賦形更加有效和完美，使得衛(wèi)星容量更加接近移動行業(yè)的要求。

然而，從目前情況來看，如果在6G期間將衛(wèi)星引入移動通信手機，并不是板上釘釘?shù)氖虑?，仍然面臨極大的挑戰(zhàn)，其困難聚焦在以下幾個方面。

到目前為止，衛(wèi)星服務是通過專用手機開展的。這主要因為衛(wèi)星制造、發(fā)射及運營成本還超出普通消費者的預算范圍，這導致其服務范圍還屬于小眾市場，無法植入移動通信的手機。如果衛(wèi)星服務想融入6G手機，其成本需大幅度降低，使得普通消費者能承受其成本及月費。目前，衛(wèi)星成本還是較為昂貴，主要由于衛(wèi)星的可靠度、發(fā)射費用、地面站費用及運營費用都相對較高。

與移動通信相比，衛(wèi)星通信還有容量問題。目前，國內每運營商擁有百萬以上的基站。在5G時代，移動通信的頻譜效率已達每秒每赫茲8比特左右。每基站的平均速率容量約2.5Gb/s。對于衛(wèi)星通信，其頻譜效率由于與鏈路預算的矛盾及其功率和成本方面的限制，將會遠遠小于移動通信的效率。因此，由于頻譜效率和衛(wèi)星數(shù)量的限制，衛(wèi)星通信的用戶速率將局限為語音及較低速的應用。怎么在降低成本的條件下大幅度增加衛(wèi)星容量，是衛(wèi)星融入6G系統(tǒng)的當務之急。

即使以上障礙能在6G期間得以克服，衛(wèi)星通信能否集成到手機終端，還取決于一個更大的鮮為人知的障礙，也就是政治談判。對于衛(wèi)星通信來說，組成一個覆蓋全球太空的網絡相對容易，但太空下面地面的信號頻率并不屬于衛(wèi)星公司，而屬于各國家本身。因此，衛(wèi)星發(fā)射的信號必須通過談判獲得各國的牌照許可，方能到達地面，促進全球手機產業(yè)鏈。因此，全球衛(wèi)星的覆蓋成本還須包括與各國政治體系談判以及頻率牌照的花費。對于今天日益反全球化的政治氣候，6G時代衛(wèi)星是否能成功地集成到手機，還需要克服以上技術及商務的挑戰(zhàn)。

2.6? 6G需要多網融合的網絡架構

為了突破運營商ARPU下滑的魔咒，5G在eMBB的基礎上，還希望向垂直行業(yè)和萬物互聯(lián)方向發(fā)展。不幸的是，如前所述，此三大應用，需要三個不同的硬件接入網來完成。再加上家庭寬帶的固網，每個運營商都需運營4個接入網。如果6G能在設計上就徹底解決這個問題，采用多網融合的網絡架構，將對運營商的設備投資及運營成本產生極大的影響。

固移融合曾經是許多年前的熱門話題，盡管經過十幾年的努力，到了5G時代，在接人網端仍然是固移分離的狀態(tài)。也許這個目標太難實現(xiàn)，現(xiàn)在居然都已經很少聽到固移融合的討論了。而討論更多的是雄心更大，離現(xiàn)實更遠的智能虛擬隨愿網絡！然而，隨著當前的網絡軟件化、虛擬化及云化，也許6G時代需要至少把固移融合的口號付諸于實施。

要解決固移融合的難題，首先要了解的是移動通信的切換問題。目前移動接入網的核心網結構，是多年來為解決切換問題而優(yōu)化過的架構。因此，對于移動網絡的架構師來說，固移融合就是怎么把固網融入移動核心網的問題。但對固網架構師來說，由于沒有切換的需求，固網的接入網的架構簡單明了且低成本，低延時，并有自身的成熟商業(yè)模式。因此長期以來，兩個網絡由不同的科研團隊，不同的國際標準組織設計。產生了大量的互不相通的協(xié)議棧。因此，在技術上，結構上及組織上融合多個網絡，是運營商在6G時代的迫切期望，也是科研及標準方面的極富挑戰(zhàn)性的方向。

2.7? 6G如何解決垂直行業(yè)靈活度的需求及模組技術的成本，還拭目以待

眾所周知，芯片及終端是移動通信成功的關鍵之一，因此，6G的成功也離不開芯片和終端上的繼續(xù)突破?；仡櫄v史（如圖3），3G系統(tǒng)的芯片密度是由65 nm的技術支撐，4G芯片密度由28 nm支撐，5G初期芯片密度達7 nm，新一代5G芯片將采用5 nm技術。根據(jù)這個趨勢，6G芯片的密度預計需要至少2 nm的芯片技術支撐。

由于2 nm技術的起步成本及復雜度，預計6G的芯片發(fā)展將更集中在極少數(shù)跨國巨頭手里。芯片的發(fā)展也更依賴全球銷量的維持，以及全球產業(yè)鏈的健康發(fā)展。

5G已經開啟了向垂直行業(yè)發(fā)展的努力。由于每個垂直行業(yè)都有其特別的需求及特性，系統(tǒng)及終端的靈活性成為6G向垂直行業(yè)深化發(fā)展的重要因素之一?？v觀歷史，隨著移動通信的演進和系統(tǒng)復雜度的增加，終端的成本增加主要是由標準化硬件再增加銷量以及全球產業(yè)鏈來解決的。如果垂直行業(yè)的特殊需求都需靠不同的模組終端來解決，垂直行業(yè)的終端成本問題將成為制約移動通信向垂直行業(yè)發(fā)展的主要制約因素之一。怎么解決垂直行業(yè)所需的靈活度及所需的終端和模組成本，將是6G亟需技術突破的領域之一。

2.8? 人工智能方向及其在6G的地位

目前，無線移動系統(tǒng)的功能主要是快速簡潔的通道，把數(shù)字信息從一點以最低的價格傳輸?shù)搅硪稽c。支撐業(yè)務的大部分的計算和智能功能都聚集在數(shù)據(jù)中心。在5G的研發(fā)和部署過程中，核心網部分引入了軟件定義網絡SDN以及網絡功能虛擬化NFV的概念。移動邊緣計算MEC也成為了熱門的討論話題。通過部署邊緣計算，部分計算，存儲和業(yè)務功能從數(shù)據(jù)中心下沉到網絡邊緣，提高了網絡的傳輸時延，提高了網絡和業(yè)務的效率。客戶可以通過核心網切片功能與邊緣計算結合，以滿足其垂直行業(yè)的特殊需求。中國電信最近在組織上已經采取了云網融合的措施。網隨云動的努力也隨之展開。

6G時代，以上趨勢有可能進一步深入。更多的計算、存儲和業(yè)務功能不但會下沉到邊緣，還會更合理地分布在整個傳輸鏈條的每一個節(jié)點。當這些資源與大數(shù)據(jù)分析及AI深度學習[12]緊密結合，無線傳輸網絡正在向充滿智慧的隨愿智慧網絡演變，自動理解客戶的需求并為客戶提供完美的個性化服務。

然而，以上愿景顯然還需要許多技術方面的突破方能在6G實現(xiàn)。盡管目前人工智能在6G被炒得很熱，其在6G究竟能占有什么樣的地位，仍然取決于其算法能否在無線通信領域實現(xiàn)突破。不能忽略，移動網絡的本質是接入網。其核心價值到目前為止仍然聚焦在基站。而基站成本也占據(jù)了移動網絡的絕大部分。到目前為止，AI在移動通信領域的大部分實際可行的努力，目前都還是聚焦在提供網絡的靈活度和維護上，其功能還處于十分時髦但極其邊緣化的境地。因此，如果想把人工智能發(fā)展成6G的標志性的突破技術，還需科研人員在移動通信的核心價值的設備和本質能力上有所突破。

此外，由于移動接入網的核心價值在基站，怎么把人工智能，隨愿網絡的靈活度和傳輸質量的保證轉化成用戶的端到端的服務和保證，這是目前5G揮之不去的短板及6G時代有待改善的挑戰(zhàn)。

3? ?結束語

從6G最基本的需求來看，提高其網絡價值需要至少解決以下難題：

（1）高頻下的覆蓋問題;

（2）寬帶下的功率問題;

（3）傳輸成本與端到端傳輸質量問題;

（4）物聯(lián)網的覆蓋和成本問題;

（5）融合衛(wèi)星服務的成本和容量問題;

（6）多張接入網的融合問題;

（7）垂直行業(yè)靈活度需求與產業(yè)鏈的矛盾問題;

（8）傳輸與算力的結合及人工智能是否能在移動通信有實質性突破的問題。

由于6G將在未來的十年內到來，任何突破都需聚焦能在十年內商業(yè)化的技術，在可接受的成本范圍內，極大地提高移動系統(tǒng)的核心價值，或開拓移動通信在新的領域的應用。實現(xiàn)6G愿景的技術不在于其新穎性和理想高度，而在于其是否能為6G創(chuàng)造性價比高、可標準化、商業(yè)化的產品和服務。

參考文獻：

[1]? ? ?GSMA. The Mobile Economy[Z]. 2020.

[2]? ? 6G Flagship University of OULU. The 1st 6G Wireless Summit[EB/OL]. （2019-03-24）[2020-04-20]. http：//www.6gsummit.com/program/the-1st-6g-wireless-summit/.

[3]? ?QI BI. Ten Trends in the Cellular Industry and an Outlook on 6G[J]. IEEE Communications Magazine， 2019，57（12）： 31-36.

[4]? ? KHALED B LETAIEF， WEI CHEN， YUANMING SHI， et al. The Roadmap to 6G： AI Empowered Wireless Networks[J]. IEEE Communications Magazine， 2019.

[5]? ? 張平，牛凱，田輝，等. 6G移動通信技術展望[J]. 通信學報， 2019，40（1）： 141-148.

[6]? ? SHANNON， CLAUDE E， WARREN WEAVER. The Mathematical Theory of Communication[M]. Urbana， Illinois： University of Illinois Press， 1949.

[7]? ? BERROU， CLAUDE， GLAVIEUX， et al. Near Shannon limit error-correcting coding and decoding： Turbo-codes[C]//Proceedings of ICC'93 - IEEE International Conference on Communications. 1993.

[8]? ?G J FOSCHINI， M J GANS. On Limits of Wireless Communications in a Fading Environment when Using Multiple Antennas[J]. Wireless Personal Communications， 1998，6（3）： 311-335.

[9]? ? ITU-R M.2083. IMT Vision - Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2020 and beyond[Z]. 2015.

作者簡介

畢奇：中國電信首席專家，中國電信研究院專家委主席，負責5G和6G的技術演進，標準和前瞻性科研工作。曾在美國貝爾實驗室工作20多年，2002年成為貝爾實驗室院士，2005年獲全美亞裔最佳工程師獎，2011年入選IEEE Fellow，2017年成為IEEE Fellow評審委員。歷獲47項美國專利，65項中國專利，2014獲全球GTB通信商務創(chuàng)新獎，2019年獲北京市留學人員創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)特別貢獻獎。