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6G展望:下一代无线通信技术面临的关键挑战

2026-01-16
作者:是德科技6G解决方案专家Jessy Cavazos
來源:是德科技
關鍵詞: 是德科技

2026年開年之際,是德科技發(fā)布6G展望系列文章,分為上下兩篇。第一篇文章梳理了有望推動6G發(fā)展的突破性技術成果,而在本篇文章中,是德科技6G解決方案專家Jessy Cavazos將以新的視角深入剖析,為充分釋放6G全部潛能,必須先行攻克的各項技術挑戰(zhàn)。

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1) 頻譜:共存、共享與協(xié)調(diào)

工程技術的推進與政策制定密不可分。要實現(xiàn)與衛(wèi)星、雷達等既有系統(tǒng)的共存,就需要依托先進的濾波與保護策略,構建更智能的頻譜共享機制,提升射頻環(huán)境治理水平。多制式無線電頻譜共享(MRSS)技術將至關重要,助力在FR3及更高頻段上,動態(tài)平衡地面(TN)與非地面(NTN)通信的需求。NTN-TN融合會帶來跨層干擾的挑戰(zhàn),這就要求相關方實施嚴格的保護帶規(guī)劃、功率協(xié)調(diào)與干擾消除方案。在2027年世界無線電通信大會(WRC-27)決議及各區(qū)域政策框架的推動下,全球頻譜規(guī)劃的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,將最終決定FR3頻段的可用性及產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟速度。盡管FR3頻段在實用化進程中占據(jù)領先地位,但FR2頻段仍將作為超高容量熱點與專業(yè)化場景部署的首選頻段,與FR3頻段的廣泛覆蓋愿景形成互補。

2) 物理層與無線接入網(wǎng)中的AI:從潛力可期到實證落地

AI唯有經(jīng)受住無線電通信領域嚴苛條件的考驗,才能真正證明其應用價值:

數(shù)據(jù)保真度:模型訓練需基于富含各類干擾的數(shù)據(jù)集,例如相位噪聲、功率放大器(PA)失真、同相正交(IQ)失衡及真實干擾等等。僅依靠純合成數(shù)據(jù)集開展訓練遠遠不夠,混合數(shù)據(jù)集現(xiàn)已成為基本要求。

可解釋性與可重復性:工程師需能夠追溯決策過程,并確保在相同條件下AI表現(xiàn)出確定性行為。這就對模型內(nèi)省能力與完善的評估協(xié)議提出了要求。

時延、復雜度與能耗:模型必須滿足亞毫秒級時延要求,并符合終端功耗要求。這需采用激進式的壓縮、量化、剪枝及稀疏化技術,結合硬件加速器協(xié)同設計來實現(xiàn)。

標準化與互操作性:若缺乏共享的模型接口和元數(shù)據(jù),雙邊協(xié)同AI就無法實現(xiàn)跨供應商擴展。KPI的設定不僅要涵蓋鏈路增益,還需納入計算/能耗開銷。

3) 超大規(guī)模陣列測試

隨著1000到2000單元陣列的應用提上日程,測試已成為亟待解決的核心挑戰(zhàn)。OTA策略必須能夠應對近場條件、實現(xiàn)子陣列間的快速相位相干校準,并確保符合經(jīng)濟性的量產(chǎn)級測試周期。未來,多探針測試艙、近場到遠場的轉換技術,以及用于實現(xiàn)現(xiàn)場陣列健康監(jiān)測的新型系統(tǒng)標識符,都將成為核心技術方向。

4) 內(nèi)置安全機制

安全機制必須作為核心要素內(nèi)嵌于6G系統(tǒng)中:

·零信任架構:可信硬件根,搭配安全啟動功能,以及從芯片到云的持續(xù)認證。

·量子安全密碼學與密碼敏捷性:6G技術的生命周期跨度將覆蓋量子威脅變?yōu)楝F(xiàn)實的時間,因此相關技術研發(fā)刻不容緩。

·AI時代的威脅:數(shù)據(jù)投毒、模型竊取、對抗性擾動和跨域攻擊等AI時代特有的威脅,決定了AI技術在性能提升與安全防御領域的應用價值同等重要。

·物理層韌性:涵蓋抗干擾、抗欺騙、基于信道的密鑰控制及波束級隱私保護能力,值得注意的是,F(xiàn)R3頻段和FR2頻段可以支持高指向性鏈路,這類鏈路既可作為防護盾牌,亦可能淪為攻擊載體。

5) 首批ISAC技術的篩選與驗證

集成感知與通信技術(ISAC)最具說服力的早期成果,集中于廣泛的網(wǎng)絡覆蓋轉化為廣泛的感知網(wǎng)絡的應用領域:

·關鍵基礎設施與智慧城市:橋梁隧道結構健康持續(xù)監(jiān)測、路面變化檢測、人群密度統(tǒng)計與交通合規(guī)監(jiān)測。厘米級定位技術將徹底革新市政運營與應急響應模式。

·自動駕駛與先進的交通出行:實現(xiàn)車輛與基礎設施協(xié)同感知,為無人機及微型交通工具提供網(wǎng)絡輔助檢測,通過融合感知技術來提升行人與騎行者安全防護的可靠性。

·工業(yè)自動化與醫(yī)療健康:協(xié)作機器人及物流場景的毫米級精準追蹤,養(yǎng)老護理中的非接觸式跌倒檢測與生命體征代理指標監(jiān)測。

·空域與NTN場景:無人機(UVA)交通管理及NTN-TN切換感知,空域用戶的持續(xù)感知已成為保障安全與頻譜環(huán)境秩序的前提。

 

這些無疑是難以一蹴而就的重要技術難關。不過,在未來12個月內(nèi),行業(yè)可從一些務實角度切入,推動產(chǎn)業(yè)成熟度邁向新階段,具體包括:

1) 盡早統(tǒng)一AI接口與KPI

若要實現(xiàn)雙邊協(xié)同AI的規(guī)?;瘧茫袠I(yè)必須就模型交換格式、元數(shù)據(jù)架構以及評估KPI達成共識;這些KPI除鏈路層增益外,還需涵蓋時延、能耗及計算開銷。

2) 加大對FR3頻段現(xiàn)場數(shù)據(jù)的投入

覆蓋不同氣候、地形及現(xiàn)有系統(tǒng)的FR3頻段城市級傳播與干擾數(shù)據(jù)集至關重要。真實場景數(shù)據(jù)在塑造保護帶、設計濾波器規(guī)格,以及制定干擾消除策略方面,遠比單靠仿真數(shù)據(jù)更為有效。

3) 將能耗納入設計指標,而非僅作為結果考量

從基帶到射頻再到天線控制,都應規(guī)劃AI驅動的休眠調(diào)度與自適應占空比調(diào)控功能。能耗KPI的發(fā)布,應與吞吐量、時延等KPI同等嚴謹,并將其設為功能測試合格與否的判定依據(jù)。

4) 推動數(shù)字孿生的實際應用落地

在現(xiàn)場試驗前,借助數(shù)字孿生迭代物理層選型、ISAC權衡、RIS布局、NTN/TN切換及城市級部署方案。同時,將實際部署中采集的真實干擾數(shù)據(jù)輸入模型,形成閉環(huán)優(yōu)化。

5) 構建以安全為基礎的體系,并融入對抗性安全策略

默認采用零信任策略。開展紅隊演練,將AI攻擊者與NTN攻擊向量納入其中,并實踐密碼敏捷性,以便在不破壞基礎設施的情況下實現(xiàn)算法輪換。在AI管道中集成模型溯源和認證機制,以確保部署內(nèi)容的可追溯性及完整性。

6) 積極擁抱多方協(xié)同的互操作性演示

2026年最具價值的里程碑將聚焦于互操作性演示。運營商、基礎設施供應商、芯片提供商及測試測量合作伙伴必須協(xié)同合作,依托共享的驗證框架,加速多方驗證進程。

 

不止于速度

6G的發(fā)展并非是一場追求最快速度的競賽,而將是一場開啟全新無線網(wǎng)絡能力的架構變革。短期內(nèi),行業(yè)將聚焦于:FR3頻段的務實應用、AI原生工作流,以及將廣泛的網(wǎng)絡覆蓋轉化為廣泛的感知能力。若行業(yè)能夠實現(xiàn)頻譜協(xié)調(diào)、有效控制能耗曲線、推動AI實踐的標準化、實現(xiàn)超大規(guī)模陣列的規(guī)模化測試,并從設計之初就內(nèi)置安全機制,那么6G便能真正躋身下一代通信技術之列:其核心競爭力,不在于博人眼球的速度,而在于系統(tǒng)級的智能與可靠性。

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