高通公司中國區(qū)研發(fā)負責人徐晧博士發(fā)表演講

　　在5G到6G的技術演進過程中,，可以有兩種做法,，一種是從技術角度出發(fā)，把現(xiàn)有的技術納入5G或者6G的發(fā)展規(guī)劃中,；另一種做法是從需求的角度出發(fā),，我們需要去觀察在5G商用的過程中，有哪些市場需求是在5G框架下無法解決的,，同時捕捉一些大的發(fā)展趨勢,，作為我們下一步5G或6G發(fā)展的驅動力量。作為來自工業(yè)界的分享,，我想更多地交流從5G商業(yè)過程中看到的一些需求和趨勢,，這樣從一個稍微不一樣的角度來探討：5G商用,、5G產(chǎn)品或者是5G的標準技術遇到了哪些難題，而我們是如何解決這些難題的,？從技術演進的角度來說,，我們不必太在意一個技術是5G Advanced還是6G。5G在2019年才剛開始商用,，有很多問題5G技術可以解決的,，就在5G持續(xù)發(fā)展考慮；另一方面,，我們也非常關注有哪些革命性的改變是必須6G來解決的,。希望能給學術界的各位老師帶來不同的思考角度。

　　首先,，展望一下全球5G商用的情況,。自2019年始，在僅僅兩年的時間內,，全世界已經(jīng)有超過175家運營商推出5G商用服務,。其中，中國5G商業(yè)進程非常顯著,，截至今年8月,，中國已經(jīng)建成5G基站超100萬座，占全世界5G基站的70%以上,；同時,，中國的5G終端連接數(shù)也已接近4.2億。

　　在這樣的背景下,，在對5G進行大量投入的情況下,，我們需要思考，有哪些應用與服務是可以通過5G實現(xiàn)的,，以及我們在應用5G的時候,，5G是否已經(jīng)達到了我們所定義、所想實現(xiàn)的標準,。只有在弄清楚這些問題之后,，我們研究6G才更有指導意義。如果5G尚未達到當初提出的這些標準,，尚未深入到垂直領域,，尚未深入到改變生活與社會的層次，那我們在談論6G的時候,，很有可能也會面對類似的困難,。因此，今天我會著重與大家探討5G的現(xiàn)狀和下一步的技術演進方向,。

　　根據(jù)市場報告,，全球移動數(shù)據(jù)流量從2019年到2026年將會增長6倍以上,。雖然5G相較于4G，其峰值速率將增加10倍以上,，面對不斷增長的社會需求,，當數(shù)據(jù)流量不斷攀升達到目前的6倍以上時，5G技術能否應對這些需求,？2026年,，6G的商用尚未開始，在需要以5G技術來滿足這些需求的情況下,，現(xiàn)有的5G技術能夠通過什么方式來解決這個問題,？

　　這些問題的答案其實非常簡單，就是開拓更高的頻譜應用,，比如毫米波的應用,。之所以現(xiàn)在有太赫茲研究，很重要的一點,，是因為大帶寬在應對大規(guī)?；虼蠓鹊牧髁吭鲩L需求時極其關鍵。我曾經(jīng)說過,，從5G到6G,，毫米波是技術演進的必經(jīng)之路，它不僅是5G,、也將成為6G的核心技術,。為什么這么說呢？比如在Sub-6GHz頻段,，我們僅僅可以拿到100MHz的頻譜資源,，而現(xiàn)在5G毫米波頻譜已經(jīng)能夠拿到800MHz的頻譜資源。簡單來說,，單從峰值速率這點而言,，現(xiàn)在商用的毫米波，可以在頻譜這一點上達到8倍數(shù)據(jù)的增強,。這就是我們需要考慮5G毫米波商用的一個非常重要的原因,，這也是我們在5G的第一個版本中就引入毫米波的原因,。所以毫米波的商用不用等到6G,。當我們討論通信感知一體化，或者雷達和其他通信交融的時候,，其實我們討論的還是毫米波,。

　　當然毫米波應用初期，我們也聽到了很多不同的聲音,。這是因為毫米波應用確實存在著大量的技術挑戰(zhàn),，而類似的技術挑戰(zhàn),，也會加倍地在太赫茲和光通信的應用中出現(xiàn)。那么高通是如何解決毫米波應用中出現(xiàn)的挑戰(zhàn)的呢,？我在25年前做博士論文的時候,，毫米波的挑戰(zhàn)就已經(jīng)存在了，如毫米波覆蓋范圍有限且成本昂貴等等,，而且當年大家對毫米波的認知,，還停留在毫米波移動化幾乎不可能的這個階段。當時,，我在美國可能是最早一批做毫米波通信信道測量的人之一,，需要完全自己搭建毫米波系統(tǒng)。當時我所研究的是28GHz,、38GHz乃至60GHz的毫米波,，并研究了樹木、房屋,、氣候等諸多因素對毫米波通信的影響,，以及毫米波AOA和AOD的測量。

　　對于毫米波可能的挑戰(zhàn),，其一是覆蓋有限,。當我們研究5G時，覆蓋問題已經(jīng)通過引入超大規(guī)模的天線技術得到了很好的解決,。而且很多城市或者室內覆蓋場景中,，我們是受系統(tǒng)容量限制而不是覆蓋限制的。其實很多3G/4G基站的密集程度也并不是兩公里一個,，在城市中人口密集的區(qū)域,，大多數(shù)基站的相隔距離也只有幾百米。我們在很多城市實驗看到用同樣的基站選擇,，毫米波也可以有很好的覆蓋,。這個問題，并不是覆蓋受限,，而是系統(tǒng)容量的問題,。這和我當時做博士研究的時候，是完全不同的組網(wǎng)方式,。其二,，毫米波在非視距傳輸時會有比較大的衰減，這個其實也可以成為一個提高頻譜復用的優(yōu)點,。實際上,，現(xiàn)在大多數(shù)的系統(tǒng)包括3G、4G的系統(tǒng)都需要密集的基站部署，需要做很多的復用,，而且需要處理基站之間的干擾,。而毫米波傳播范圍小，不能穿透墻壁正好可以減少干擾達到更好的頻譜復用,。不管是室內的復用或者是在衛(wèi)星通信之間的復用,，還是在飛機與飛機之間的通信復用，都是類似的原理,。其三,，如今毫米波不僅可以運用于固定用例，如固定無線接入的大量用例,，在波束成形和波束跟蹤技術的支持下,，還可以保證穩(wěn)健的移動性，因而移動性問題也得到了非常好的解決,。最后,，隨著RF技術的成熟，目前全世界已經(jīng)有140多款5G終端可以支持毫米波通信,，毫米波面臨的商業(yè)化技術挑戰(zhàn)也隨之化解,。

　　毫米波所面臨的挑戰(zhàn)和我們一系列的解決方案也為我們向更高頻譜的拓展提供了寶貴經(jīng)驗。我們現(xiàn)在面臨的太赫茲或者光通信的挑戰(zhàn),，也有望逐步突破解決,， 當然毫米波已經(jīng)具備豐富的頻譜資源，相對于毫米波來說,，太赫茲和光通信會面臨更大的信道衰減和其它挑戰(zhàn),。

　　至于毫米波的應用場景，簡單而言,，就是熱點覆蓋,。這是因為毫米波的傳播范圍有限，但可以對熱點區(qū)域進行很好的覆蓋,，它可以為大量用戶同時高頻用網(wǎng)提供足夠的容量,。其實中國是非常適合毫米波應用的國家，因為中國人口密集,，智能手機的使用非常普遍,，而大城市人口集中——在人口密集、用戶流量非常大的地方,，正是毫米波實現(xiàn)熱點覆蓋的,、非常好的應用場景。

　　我們來看一下毫米波在美國,、歐洲,、韓國、日本等其他國家商用時的情況,。今年二月我們看到的結果是,，毫米波的速率可以達到5G Sub-6GHz的16倍，達到4G LTE的38倍,，這是目前在技術上已經(jīng)能夠實現(xiàn)并且已經(jīng)商用的網(wǎng)絡,。“超級碗”的舉辦地,，美國的雷蒙德·詹姆斯體育場一般最多可同時容納10萬人以上,，場館的網(wǎng)絡總流量能夠達到4.5TB，部分場景的峰值下載速度能夠達到3Gbps,，是4G LTE峰值下載速度的20倍,。在高速以外，毫米波還擁有低時延的特點,，它的時延僅為5G Sub-6GHz的四分之一,。因此，我們可以開發(fā)很多支持低時延的應用,，其中一個很好的用例就是賦能無界XR,。

　　目前我們已經(jīng)支持了很多VR產(chǎn)品，同時看到了毫米波可以支持低時延應用,，比如基于毫米波的5G XR云游戲應用場景,，已經(jīng)或隨時可以實現(xiàn)商用。那么在毫米波的應用場景中,，我們認為最重要的是什么呢,？其實毫米波的技術瓶頸大部分都已經(jīng)被克服了，我們所講到的都是基于毫米波對Release 15版本的支持,，以及它能夠為大家?guī)淼膽茫浩渲邪ǘ嘁暯?K視頻傳輸和分享,，比如在演唱會的場景中，觀眾可以通過4K視頻看到樂隊中的每一個人,；在擁有高密度連接的體育場館,，觀眾既可以對比賽有整體的把握，也可以看到某位具體的球星是如何運球的,；在工業(yè)應用中,，毫米波還能提供精準定位（Precision positioning）；此外,，毫米波還能夠支持5G企業(yè)級應用,，以及多人在線游戲等。

　　目前我們已經(jīng)有了毫米波技術支持高速率低時延的應用,，也只有從這些商業(yè)應用中拿到第一手反饋,，我們才知道毫米波在通向5Ｇadvanced和6G的過程中，有什么其他的瓶頸需要解決。在5G標準第一個版本中毫米波得到應用之后,，我們也看到了一些在第二和第三個版本中需要增強的5G特性,。首先是毫米波組網(wǎng)的技術增強，即每一個小的毫米波基站到下一個基站之間由什么樣的方式連接,，這項技術叫做集成接入及回傳（IAB）,。另外，5G手機或是毫米波手機會比較耗電,，我們會增強它的節(jié)電特性來降低功耗,。此外，我們也做了包括定位在內的很多增強特性,，以及針對Release 17和未來版本的項目,。

　　我希望介紹的第一個層面是，5G毫米波技術是較為成熟的商業(yè)技術,，如果我們想在未來引領6G的話,，也需要在中國推廣毫米波的應用。我曾聽到過一位國內學者的觀點,，中國在毫米波領域的研究幾乎與北美其他國家同時起步,，但如果在中國仍然沒有毫米波應用，就很難得到相關的應用反饋,，未來可能會讓產(chǎn)業(yè)在毫米波應用方面有更多的延遲,。高通與中國合作伙伴攜手完成了很多互操作測試，也在信通院的指導下進行了很多毫米波的應用與推廣,，我們非常期待中國能夠盡快實現(xiàn)毫米波的商用,。

　　第二個層面，我想深入地講一些我們看到的5G在一些垂直領域的迅速發(fā)展,。在手機之外,，5G技術已經(jīng)深入到了各種不同的領域，其中一個非常重要的領域就是汽車,。我們知道,，目前很多手機廠商都已經(jīng)宣布要進入汽車領域。從某種角度來說,，汽車就是一個配有四個輪子的超大型手機,，汽車上能夠配備5G技術、蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）技術,、數(shù)字座艙,、先進駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動駕駛技術，以及車對云服務,，其中每一項服務都與5G或將來的6G有關,。我們希望5G能夠在汽車領域得到更好的應用,，也可以預見到，汽車領域的應用會對6G的發(fā)展產(chǎn)生直接的影響,。

　　首先一個簡單的例子是,，駕駛者可以在開車的時候接收到實時通信，能夠通過車聯(lián)網(wǎng)等技術獲取車輛信息,。比如當其他車輛駛入監(jiān)控范圍,，這些技術能夠為駕駛員提供視角上的覆蓋,，提供更好的安全保障,；同時也可以能夠看到其他車輛的視頻資料，這些都是5G可以支持的非常好的應用場景,。此外,，在汽車電氣化和自動化，以及自動駕駛方面,，5G也可以提供強有力的技術支持,，一個是車聯(lián)網(wǎng)技術，另一個是高速5G連接,?；诩円曈X系統(tǒng)的全自動駕駛方案，對算力的要求非常高,，如果算力無法全部在車上解決,，而需要在云端解決的話，就需要超高速,、低時延,、高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸，這是目前我們認為需要盡量用5G連接來解決的問題,。如果5G仍然解決不了,，6G或許能夠為好的應用場景和解決方案提供更多的選擇。

　　汽車制造商采用5G技術的速度快于4G,，在2013至2014年,，推出支持4G汽車的汽車制造商僅有兩家；而在2021年至2023年間,，已經(jīng)發(fā)布或計劃發(fā)布支持5G汽車的汽車制造商將超過18家,，這是一個非常好的趨勢。在5年或10年以后,，當6G到來時,，所有車輛都會需要很強的無線連接，這不僅將對車與車,、車與路之間的連接有非常大的影響,，也將使智能城市和智能網(wǎng)聯(lián)成為可能,。當然，這些功能對網(wǎng)絡以及無線通信技術的要求也會很高,。反向從應用的角度來看我們技術的需求,，對下一步5G和6G的研發(fā)會有一定的指導意義。

　　還有一個例子是數(shù)字底盤,，在這里,，車輛的底盤實際上跟手機的平臺是一樣的，它需要有人工智能的連接,，需要有與車輛的連接,，也需要車聯(lián)網(wǎng)等各種無線技術的支持。同時,，在我們的Snapdragon Ride平臺上,，支持自動駕駛會需要很多的傳感器，包括超聲波,、中距雷達,、遠程攝像頭、中程攝像頭等,，才能保證自動駕駛功能的實現(xiàn),。我們做5G或6G研究的一個很重要的方向，就是讓這個系統(tǒng)更加有效,。通信感知一體化（Integrated Sensing and Communication）是其中一個努力的方向,。從另一個角度來說，我們也需要這樣一個平臺,，讓無線技術,、人工智能和傳感器的融合等技術得到非常好的應用。

　　第三個用例是企業(yè)專網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),，這是一個非常適合應用5G的用例,，在5G設計之初就被認為會成為5G變革行業(yè)的代表之一，也是國家積極推動的方向,。如果我們看到一座現(xiàn)代化的工廠,，里面有工業(yè)機器人、手持終端,、自動導引運輸車（AGV）,、計算機視覺、傳感器,，5G的三大場景都可以非常容易地找到它的應用,。除此之外，我們還在推動多種技術,，滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)要求,，比如超可靠低時延通信（URLLC）,，許可、共享和免許可頻譜,，時間敏感網(wǎng)絡（TSN）和定位,。我認為，在這個問題上,，5G還有加強空間,。

　　舉例來說，第一個是定位,。在Release 16,、Release 17版本中引入了5G的定位，現(xiàn)在Release 16能達到室內3米和室外10米的定位精度,，Release 17希望能達到亞米級精度,。在工業(yè)場景中,，所需的精度往往比亞米級精度還要高,，這是一個非常好的技術需求，需要我們持續(xù)推動,，盡量讓5G做得更好,。

　　另一個例子是時間敏感網(wǎng)絡（TSN），經(jīng)常有人質疑,，5G在空口上能做到毫秒級的時延,，但是在網(wǎng)絡中的，時延會達到幾十毫秒?，F(xiàn)在,，通過時間敏感網(wǎng)絡（TSN），我們邁出了第一步,。但是,，時間敏感網(wǎng)絡（TSN）目前只能打上時間戳，告知網(wǎng)絡中的時延是多少,，而無法把網(wǎng)絡的時延降到最低,。如何能有基礎性的改變，在6G中能夠把網(wǎng)絡時延降到最低,，這是我們值得進一步思考的問題,。

　　有一次跟一位醫(yī)療專家交流的時候，他說我其實并不需要非常炫酷的應用場景,，我需要的是一個時延永遠不會超過10毫秒或者是X毫秒的承諾,。就好比遠程醫(yī)療或者遠程手術，只是單獨的一次演示成功是不行的,，需要確保每一次都萬無一失,。這其實是很難的,，要求我們把技術做到極致。6G可以解決這個問題,，達成這個目標嗎,？這應該成為我們從商用或者實用角度去考慮的一個非常好的指標。5G做了很多的技術標準,，我們也希望這些技術能夠真正的得到商用,。

　　下面我想繼續(xù)分享6G的通用趨勢，其中一個是我們看到數(shù)字世界,、實體世界,、虛擬世界的融合。這里此前涉及比較多,，我就不深入展開了,。

　　我們接觸較多的另一個趨勢是5G或6G與人工智能的結合。這樣的結合會對網(wǎng)絡架構有非常大的改變,。此外,，很多的人工智能的算法都在云端，只有云端才能達到最高的算法需求,。但如果無法達到這種需求,，就需要把部分技術放在邊緣或本地，這會對網(wǎng)絡架構產(chǎn)生比較深遠的影響,；也會對合理分配終端側,、云端、邊緣側的資源,，提供可靠的無線通信提出比較高的要求,。

　　同時這也是一個實現(xiàn)XR需求的典型案例。當我們談到元宇宙的時候,，通信領域的我們能夠提供的就是高速,、低時延、可靠的有效連接,。我們關注的一個是網(wǎng)絡架構的問題,，另一個是傳輸中的質量管控問題。元宇宙在社交和游戲等層面的問題不是依靠通信技術來解決的,。

　　AI和通信另一個比較好的交集,，就是如何用人工智能來解決通信中的某些問題。通信領域是一個比較成熟的領域,，在很多算法上我們都可以找到理論上最優(yōu)的解決方案,，需要用機器學習去解決的無線通信問題是那些我們不擅長的問題；或者說,，是那些由于運算量太大,，導致我們知道如何解決卻沒有辦法解決的問題,。這是我認為人工智能對通信發(fā)展有指導意義的一個方向。

　　關于6G的方向,，我前面已經(jīng)談到很多了,。高通公司希望通過我們的技術將5G的潛力發(fā)揮到極致。目前所涉及到的技術問題,，比如我剛才提到的人工智能,、增強定位，綠色節(jié)能網(wǎng)絡,、傳感等領域的問題,，我們會盡量在5G框架下進行解決。當然,，肯定會有5G框架下難以解決的部分,，我們可以在6G中嘗試解決。而我們看待6G的角度,，也更多的是基于5G發(fā)展過程中不斷持續(xù)演進的技術,，以及大家的需求。在技術研發(fā)過程中,，我們的研究也不用把某一個技術打上5G或者6G的標簽,。我們最終的目的是將5G技術應用并推廣到每個人的日常生活當中，從而使其真正影響人們的生活和社會,。我們希望能與各位伙伴進行交流與合作，共同推動不光是技術本身的演進,，也包括推動技術在全國乃至全世界的發(fā)展與應用,。