邬贺铨:6G的新思路

6G俱乐部
每当新一代移动通信开始商用时,更新一代移动通信的研究就开始启动。需要十年时间从需求、标准、技术、试验才能走到商用,因此现在启动6G研究正当时。回顾十多年前研究5G是从无线空口技术开始并向网络层技术扩展,6G的研究还需要有新的思路。

9月23日,6GANA第二次全体会议在上海科技大学报告厅召开。6GANA是华为和中国移动等18家产学研单位于2020年12月4日在中国信息通信大会年会期间倡议发起的针对6G网络架构的创新交流平台,即6G Alliance of Network AI(6GANA)。会上,中国工程院院士邬贺铨作了主题发言。

以下为发言全文

每当新一代移动通信开始商用时,更新一代移动通信的研究就开始启动。需要十年时间从需求、标准、技术、试验才能走到商用,因此现在启动6G研究正当时。回顾十多年前研究5G是从无线空口技术开始并向网络层技术扩展,6G的研究还需要有新的思路。

一.无线空口技术还有多大挖潜空间

5G无线空口主要从技术挖潜中获利,LDPC码最早在1962年由MIT的Gallager在他的博士论文中提出,1981年Tanner给出了LDPC码的图,从那时算起到现在也有近40年历史了。Polar码是2008年土耳其Arikan教授发表的,到2016年被3GPP采纳为5G控制信道编码标准也过去近十年。1908年马可尼就提出用MIMO来抗衰落,1995年Teladar给出了在衰落情况下的MIMO容量,1998年贝尔实验室建立了一个MIMO实验系统,到5G采用大规模MIMO也经历了20年。5G做了将前人的理论工程化实现,当然也得益于大规模集成电路技术与算法的进步。

但5G在无线空口上并未出现明显的颠覆性技术贡献,5G曾经也希望形成颠覆性技术,但后来急于标准化就没有着力深入从基础理论研究做起了。5G将多年积累的大规模天线与新型信道编码技术应用,但看不到还有什么具有很大潜力的无线空口技术储备留给6G。虽然mMIMO还可以继续增加波束数,但效率不成比例增加,而且蜂窝半径还会越来越小。扩展频谱到毫米波、采用非蜂窝架构、采用轨道角动量技术、从被动的躲开干扰到主动的消除和利用干扰等想法很好,但都有不少限制,难以在空中接口技术上有非常明显的突破。显然6G不仅需要在无线物理层技术上继续努力,还需要更多关注网络技术的创新。

二.网络技术需要继续深化,期待新的理念去开创新的格局

5G与4G相比在核心网技术上做了很多工作,软件定义、网络功能虚拟化(NFV)、基于服务的网络架构(SBA)、网络切片、边缘计算、云网协同等,这些对支撑5G业务多样性特别是产业应用起了积极作用,但尚未真正大规模部署。这些技术基本都是网络层技术,6G将会继续在这些方向上发展。

除了网络层,还可以在业务应用层上着力,在5G已经开始探索大数据、人工智能技术的应用,但很有限而且只是着眼于网络运营的智能化,没有真正服务于业务的智能化。

6GANA提出一个新的概念,要将现在基于云AI的应用转到网络AI的应用,即希望网络具有内生智能,很多大数据和AI处理就在网络内完成,成为原生支持AI训练和推理平台,生成AI模型,为各类AI应用提供服务。好处是降低时延,提升效率,数据在网络内完成分析,有利于数据安全。网络AI的作用可以表现为两方面,一是帮助网络实现智能化运维,另一方面,网络AI也可以实时提供更多大数据,支撑更准确的人工智能决策。网络AI不仅是云计算能力下沉到边缘的问题,因为现在的边缘计算与网络功能还是两张皮,边缘计算并未参与网络对业务的承载,网络也未借助边缘计算来提升运维的智能,两者还未真正融合。

6GANA需要有新的网络架构来适应,满足未来网络智能化和业务智能化的要求,这是从一个新的维度来赋能6G,这是值得探索和充满期待的。6GANA打通了从物理层到网络层及业务应用层全智能过程,或者说普惠智能,需要在产业上下游一起形成更为广泛的共识,构建多方共建的生态,6GANA将起到联合各方朝着这一方向合力研发的作用。6G的研究不是简单的十年一代循环,对6G的研究创新比任何时候更重要,6G时代中国要努力在原创性技术上有贡献。本次会议是一个很好的开端,祝贺本次会议取得圆满成功!

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