星空-瞭望2025全球6G技术发展趋势

[导读]6G今朝还处在以研究为主的阶段，但在将来两年，6G将从手艺研究走向本色性开辟。业界已告竣共鸣，在2029年3月完成第一个版本的手艺规范，是以6G的成长还很长的一段路要走。几年前备受存眷的使能手艺颠末了必然水平的培养和成长。进一步的手艺研究、初期开辟和一些初步的尝试成果证实，乃至在某些环境下反证了某项手艺的可行性，2025年最热点的手艺无疑也会随之产生转变。瞭望2025年6G要害使能手艺的成长趋向，是德科技6G项目司理Roger Nichols做了以下切磋。 6G今朝还处在以研究为主的阶段，但在将来两年，6G将从手艺研究走向本色性开辟。业界已告竣共鸣，在2029年3月完成第一个版本的手艺规范，是以6G的成长还很长的一段路要走。几年前备受存眷的使能手艺颠末了必然水平的培养和成长。进一步的手艺研究、初期开辟和一些初步的尝试成果证实，乃至在某些环境下反证了某项手艺的可行性，2025年最热点的手艺无疑也会随之产生转变。瞭望2025年6G要害使能手艺的成长趋向，是德科技6G项目司理Roger Nichols做了以下切磋。 起首，在 6G 要害使能手艺中，大要率不会被踢出局的几项手艺有： 7-16GHz 地面移动无线通讯系统 无线手艺的成长起首取决在可使用的频谱资本。数据利用量的增添和无线毗连的增加已并将继续对频谱带宽提出愈来愈高的要求。对移动运营商来讲，最抱负（某些时辰乃至是独一可接管的）的环境是在其运营的区域内独有频谱资本。而且，在这些频段上，他们可以撑持足够高的无线电发射功率，以确保收集的高容量和高靠得住性。对收集容量需求的增加促令人们不竭摸索若何从头操纵7-24 GHz的无线电频谱资本，特别是7-16 GHz的频段。该频段在无线电导航、无线电定位和卫星利用中具有主要用处。世界各地的当局机构年夜多利用这一频段，乃至将其作为专用频段，这使问题变得加倍复杂。 若要确保移动无线收集在7-16 GHz 频段正常工作，就必需当真斟酌若何同享部门频谱资本的问题。而频谱同享机制触及复杂的政策和手艺，是以二者都备受存眷。即便是将这一频率规模中的部门频段专门留给商用无线收集利用，更高的传布消耗也会需要各方投入更多精神来应对沉重的手艺工作使命。若要解决领受机信噪比力低的问题，最显著的方式就是缩小旌旗灯号的笼盖规模。不外，因为无线电台站的购买本钱高和在更多蜂窝收集之间增添高密度回程毗连所带来的挑战，这在经济合用性上对移动运营商而言其实不可行。是以，研究若何操纵进步前辈的集成无线电和天线系统来降服上述挑战相当主要（请参考下文中的新一代MIMO部门）。 人工智能 陪伴着多种通用的、功能壮大的年夜型说话模子（LLM）的呈现，机械进修（ML）作为实现人工智能的要害手艺之一变得很是风行。可是，电信收集工程师正在摸索各类分歧类型的年夜模子。LLM 基在收集上的年夜量文本数据来进行练习，晋升理解和生成人类说话的能力。而移动无线收集行业正在开辟人工智能手艺来优化收集机能、解决无线电波束治理的复杂性、优化电路设计、提高数据传输效力和下降整体功耗。 在这些范畴并没有利用LLM, 而是采取基在收集和电路的手艺数据，乃至是摹拟和仿真东西生成的数据，练习出来的ML模子。要害的手艺困难在在需要构建一个靠得住的模子，而且要确保该模子可以或许延续获得比传统方式加倍超卓的结果。这些困难可以归纳为：若何开辟、完美和练习模子（这意味着开辟人员需要获得年夜量可托赖的数据）；2）若何验证模子在绝年夜大都环境下都能正常工作。 新一代MIMO 多路输入/多路输出（MIMO）手艺是操纵电磁波在发射端和领受端之间可以有多条传输路径（如直接路径、一条或多条反射路径）这一事实而开辟的。 在 MIMO 呈现之前，多路径传布一向是无线通讯范畴需要解决的痛点问题，它会造成 "多路径干扰"（有些人可能还记得电视机的花屏 “鬼影”，那时独一的旌旗灯号接入体例是经由过程天线的广播系统）。蜂窝收集中利用的 MIMO 现已成长到第四代。 为领会决用在5G收集的 3.5 GHz 频段下的高消耗问题，有需要采取最新的实现体例。根基方式包罗：利用很多天线元件和复杂的数字旌旗灯号处置（DSP），让天线元件之间可以或许协同工作，提高领受真个有用信噪比；不竭丈量发射端和领受端之间的信道状况（移动无线信道处在不竭转变的状况），使得DSP 可以或许延续履行使命，操纵多个天线元件来降服信道状况的不竭转变。 在连结旌旗灯号笼盖规模不变的环境下（例如，连结与 3.5 GHz频段不异的最年夜收发距离），向 7-16 GHz 频段演进意味着 MIMO 系统的手艺复杂性进一步提高：将搭载更多的天线元件乃至是散布式天线元件，并配备更强的 DSP。 鉴在全部系统所需降服的复杂性，这是操纵 ML 的绝佳机遇。 Open RAN 无线接入网（RAN）指的是无线通讯系统中毗连移动终端装备（如智妙手机）与基站之间的传输收集。在5G收集呈现之前，RAN是一个封锁的架构，少数几家年夜型收集装备制造商都利用本身的专有收集装备。但是，将 RAN 的数字部门虚拟化（在高机能通用办事器上运行的软件实体）的设法促使业界配合尽力将由此带来的RAN系统功能拆分（无线电单位、数字单位、集中单位）尺度化，同时在这些架构组件之间也实现接口的尺度化。这类O-RAN （开放式无线接入收集）架构带来了新的概念，包罗 RAN 功能的智能节制（RAN 智能节制器或 RIC），这此中 ML 已在必然水平上获得了利用。很多人认为，O-RAN（和其他开放尺度）是实现 6G 的必由之路。是以在该范畴，业界正在展开进一步的工作，以便鞭策这些概念的迭代进级。 其次，在2025年，6G 范畴中下面这几项手艺将备受存眷，但贸易化风险较高。 毫米波手艺（用在5G收集的24-71 GHz频段） 3GPP 和谈划定的频率规模 2（FR2）已在 5G 收集中投入利用，不外业界一向在尽力鞭策其贸易化历程，但愿该办事可以或许盈利。可是这项手艺仍然价钱昂贵，没有明白的 "杀手级利用 "来鞭策利用的普和和量产（从而经由过程范围经济效应来下降本钱）。另外，还需要在尺度的制订和现实摆设方面下工夫，以提高无线链路的靠得住性，特别是智能波束治理，它与多输入多输出（MIMO）近似，依靠在正确的及时信道状况信息，也可受益在 ML。但是，这对更高收集容量和频谱接入的需求是庞大的，7-17 GHz频率规模释放出来的容量是远远不敷的。是以，FR2频段（年夜部门已分派但还没有充实操纵）可以成为此中需要的一部门。 地面和非地面收集的融会 比来有良多关在地面和非地面无线收集（NTN）融会的新闻，也就是操纵卫星和高空平台基站（HAPS--气球、亚轨道平流层飞艇等）。这关系到是不是可以或许实现更好的旌旗灯号笼盖和更高的靠得住性，特殊是在产生天然灾难或海难时。 然后，要实现这些手艺也颇具挑战性： 从发射端到领受真个距离高达数百千米（而不是数百米） 需要治理多个分歧收集之间的数据传输 需要进行干扰治理，由于传输标的目的增添了一个维度（几近没有手机旌旗灯号塔会将旌旗灯号直接向上或向下发射，并且所有尺度化的无线电信道模子都只有二个维度） 这是一个使人振奋的范畴，固然卫星公司的贸易模式仿佛不言而喻（不异的根本举措措施，更多的用户），但对治理地面收集的移动运营商来讲，却不那末清楚。 集成传感与通讯（ISAC） 操纵通讯旌旗灯号感知四周的情况是另外一个备受存眷的范畴。交通治理、无人机治理、人群治理和无数其他利用都在斟酌利用如许手艺。所面对的挑战首要与以下两个方面有关：电磁波的频率、波长和旌旗灯号带宽；收集容量治理。旌旗灯号的频率、波长和带宽与传感手艺可否到达超高的物理和时候精度有直接关系。收集容量也很主要，将无线收集资本仅用在传感意味着这些资本不克不及被用在通讯，而收集容量需求已在上文会商过。 但是，合适用在数据通讯的旌旗灯号其实不必然合适用在传感。另外，假如传感和通讯可使用完全不异的旌旗灯号，也不克不及包管实现传感所需的旌旗灯号抱负标的目的与系统传输所需的电磁波旌旗灯号的标的目的一致。是以，在手艺层面履行的工作意味着除要应对来自多个基站和移动装备的复杂传感干扰以外，还要应对多重挑战。这方面的贸易模式其实不较着，是以这项手艺的终究功效还待不雅察。 第三，下面这些课题依然会遭到科研界的存眷，但其商用的可能性会加倍不开阔爽朗。 智能超概况 在很多无线通讯系统中，旌旗灯号在室内传布和室外到室内的传布都存在着问题。 例如，泊车场、年夜型贸易楼宇、购物中间和室内体育馆都采取散布式天线系统和无线电中继器，有时乃至采取额外的自力基站。理论上，利用安装在墙壁上的年夜型 "概况 "来实行智能反射概况这项手艺，是一种本钱较低的方式，可使室内的旌旗灯号领受结果年夜为改不雅。它们也将变得足够智能，可以或许顺应不竭转变的情况前提（人员、家具转变、室内机械搬家等）。 今朝面对的挑战是若何在下降本钱的同时，提高靠得住性和矫捷性，并提高机能。还需要展开年夜量的工作来解决诸多挑战，特殊是在下降本钱方面这类需求加倍火急。 亚太赫兹手艺（频率跨越100 GHz） 因为在上文提到的FR2 频段上缺少贸易成功，工作频率在100 GHz 以上超宽频带规模吸引力削弱。再加上亚太赫兹频段比 24-71 GHz 频段更昂贵、更难治理的事实，这类环境进一步加重。业界和学术界仍在进行年夜量研究，但太赫兹频段已不再被斟酌纳入6G 无线接入手艺的主流用处。虽然如斯，利用 D 波段手艺（110-170 GHz）的点对点 “微波”通讯链路已获得了庞大成功。对高容量回程数据传输解决方案的庞大需求可能会鞭策在该范畴和其他利基利用中对更高频率手艺的进一步投资。不出所料，正在研究的手艺包罗半导体、天线、波束治理、高速数字旌旗灯号处置器，乃至带内全双工手艺（同时发送和领受数据，使数据传输速度提高一倍）。

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