来源：6G俱乐部

近期，在2022全球6G发展大会上，诺基亚贝尔实验室作了题为“6G，预见未来”的主题报告，从移动通信的发展历程入手，围绕“6G作为连接物理世界、生物世界和数字世界的‘桥梁’”这一关键趋势，明确“6G是未来元宇宙时代的强大助力”；然后在深入剖析6G的价值观、设计原则以及需求和挑战基础上，阐述6G网络架构创新和关键使能技术，并强调6G联合创新的重要性。从贝尔实验室来看，6G的一个根本的使命在于“如何提升人类的无限潜能，让我们的生活更加美好”。

无线通信技术已经经历了多个发展历程。每一代通信系统的提出，有两大类目标——一是继续优化前一代系统提出的目标，降低成本；二是也更重要的是，根据整个社会发展的新情况，来定义新的应用案例以满足人类的各项需求。

6G作为一个关键的桥梁、纽带，将把人们生活的物理世界、以人为本的生物世界和数字世界有机地融合起来，通过这种融合、互动，来优化、来操控人们生活中的方方面面。那么6G 如何做到这一点、6G网络的需求如何、架构如何、有哪些潜在的使能技术？

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6G支撑2030年代的元宇宙

6G将会是未来元宇宙时代的强大助力，将支撑元宇宙的各种潜在应用场景，广泛包括消费者元宇宙，以信息互联技术为核心的企业元宇宙，以及以行业运营技术为核心的工业元宇宙。本质上看来，其中的核心在于以下两大方面。

一是如何增强人类自身。在未来的6G时代，智能终端将会演化到不同的形式，除了智能手机以外，还包括可穿戴产品、皮肤贴片、体内植入设备等，通过这些各种形态的智能设备，在6G技术的强大加持下，对人体的运行状况进行严格的监测，更好地维护我们的身体健康。

二是如何通过数字世界和物理世界的融合来操控人们周围的物理世界。从数字世界与物理世界融合来看，未来的6G时代，基于通感一体，基于无感感知技术（即不需要传感器的感知技术），通过对无线信号传播特征的分析，就能实现对周围环境的精确检测，获取海量的数据，通过6G网络的传输和处理，实现对周遭物理世界的操控和影响。

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6G的需求与价值驱动力

为了支撑未来元宇宙时代，需要明晰6G的需求与价值驱动力。

分析下来，6G需求方面，有三大关键维度。

一是容量与吞吐量。预计6G时代将有20倍的业务增长，最大的峰值速率需要达到100 Gbps，并需要实现泛在1 Gbps的体验速率。

二是可靠性与时延。可靠性需要达到高达99.99999%的水平，时延0.1毫秒-1毫秒，此外要实现纳秒级的同步精度。

三是规模与灵活性。6G要能实现全球覆盖，每平方公里1000万设备的连接密度，并需要实现平台化与服务化。

当然，在未来具体的6G应用场景中，上述所有需求未必需要同时满足，极致的性能指标可能仅仅适用于专用的子网。

此外，与前几代移动通信系统大不相同的是，除了上述的关键性能指标，6G系统还需要新增关键价值指标。

6G在技术的设计原则方面，应该有三大方面的要求，也就是6G的价值驱动力所在。

一是可持续性。主要在于提升能源效率，最大限度地降低碳排放。比如从系统设计角度来看， 从芯片、器件的能源消耗方面，以及从网络架构设计、基带算法设计方面，来降低能源消耗。还可利用基于人工智能的概念，根据不同的应用场景，对硬件系统的能源消耗进行人为的干预（比如打开或关断天线或其他系统），以达到能源使用优化的目的。还可考虑使用清洁能源，比如说风能，太阳能等等，达到降低碳排放的目的。

二是数字包容性。6G需要力保实现全覆盖，使得全人类都能够享受到未来6G技术带来的数字红利。这个目标仅依靠现有传统的陆地通信系统是无法完成的，需要有机整合各个层面的通信系统，包括地面、空中、太空甚至水上通信系统，从而保证6G信号能够覆盖到地球的每一个角落，真正实现科学技术为全人类服务的目的。

三是安全与隐私。展望未来的6G系统可以预见到，大量的设备接入、人工智能技术的广泛应用、各种开放的接口等，都给潜在的数据拦截提供了机会；此外，各种混合云的存在、各种开源、各种来自很多厂商的设备等，都会带来潜在的安全隐患。从而，确保安全与保障隐私对于6G系统来说显得尤为重要。

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创新6G网络架构和关键使能技术

明晰了6G的需求与价值驱动力，6G网络架构和关键使能技术的方向就有了指导。

对于6G网络架构创新，6G网络架构演进的中心是“人工智能和机器学习技术的结合”，以实现真正的认知网络，适应各种动态变化的场景，并且为6G网络的自动化和优化提供助力。同时将通过开放服务的接口，以便更加快捷、更加方便地集成来自不同供应商的微服务和各种功能。

由此，需要把未来的6G系统打造成一个高度认知，自动化、专业和和定制化的网络。那么如何实现？整个网络架构可从以下3层来考虑。

第一层是基础设施层。对于6G，“在云平台上实现各种网络功能”这一理念将延续并且会得到加强。将从专门的电信云平台发展到通用的公有云、私有云或混合云（这些云可以分布在任何地方），以满足不同的需求。此外将利用诸如无服务器等先进技术、网络虚拟化技术等等来实现对各种云的管理。预计“硬件加速”将是硬件平台一个重要组成部分，其对支持人工智能和深度学习技术以及在各种云中实现无线接入网物理层功能至关重要。

第二层是网络功能层。根据不同应用场景的不同需求，提供不同的网络能力，满足各种应用的关键性能指标需求（包括传输时延和可靠性等）。需要继续推进无线网与核心网的融合以便进一步简化网络架构，消除冗余架构/模块，从而进一步降低成本，尤其是“子网”这种新的网络架构。

那么何为“子网”？按照通常的认知，无线数据的传输需要经过终端、基站、核心网、应用层等众多环节。但是存在很多的应用场景比如人体检测、车域网、工厂安全系统、飞机发动机检测和控制系统等，对数据传输的时延与可靠性等有很高的要求，并且数据本身只会在周围的设备之间进行交互，因此完全没有必要走传统的数据传输路径，而是由相关设备之间组成一个网络，从而提升网络处理实效性，降低数据传输时延，并且一定程度地提升能效。

第三层是应用层。6G网络的应用层将会面向各种业务的需求，在管理与编排功能的安排下，基于网络功能层和基础设施层，来实现相应的数据传输和处理任务。此处的管理与编排功能，将可根据不同的应用的关键性能指标需求，高效地管理和利用各项基础设施以及各项网络功能，完成相应的数据传输。

此外，6G系统需要众多关键使能技术予以支撑，通过6大关键技术创新来解决6G面临的挑战，包括新频谱技术、人工智能原生的空口技术、通感一体化技术、极致网络以及保证网络安全可靠的技术等。尤其是在7-20 GHz的“黄金”频段，鼓励业界在这个频段上多做研究，努力挖掘其潜力，推动其在6G时代的潜在应用。

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与业界紧密合作，共同推进6G生态系统成熟

6G是一个巨大的系统工程，需要所有6G参与方的通力合作，打造统一的6G标准。贝尔实验室正在全球范围内积极推动6G的联合研究，形成产业共识，在不远的将来引领相关标准化和产业化进程，为实现一个成功的6G时代做出自己的贡献。