高通公司中國區(qū)研發(fā)負(fù)責(zé)人徐晧博士發(fā)表演講

　　在5G到6G的技術(shù)演進(jìn)過程中，可以有兩種做法，一種是從技術(shù)角度出發(fā)，把現(xiàn)有的技術(shù)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(qū)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(biāo)準(zhǔn)技術(shù)遇到了哪些難題，而我們是如何解決這些難題的？從技術(shù)演進(jìn)的角度來說，我們不必太在意一個技術(shù)是5G Advanced還是6G。5G在2019年才剛開始商用，有很多問題5G技術(shù)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(guān)注有哪些革命性的改變是必須6G來解決的。希望能給學(xué)術(shù)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(nèi)，全世界已經(jīng)有超過175家運(yùn)營商推出5G商用服務(wù)。其中，中國5G商業(yè)進(jìn)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(jìn)行大量投入的情況下，我們需要思考，有哪些應(yīng)用與服務(wù)是可以通過5G實(shí)現(xiàn)的，以及我們在應(yīng)用5G的時候，5G是否已經(jīng)達(dá)到了我們所定義、所想實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)。只有在弄清楚這些問題之后，我們研究6G才更有指導(dǎo)意義。如果5G尚未達(dá)到當(dāng)初提出的這些標(biāo)準(zhǔn)，尚未深入到垂直領(lǐng)域，尚未深入到改變生活與社會的層次，那我們在談?wù)?G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(shù)演進(jìn)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(dāng)數(shù)據(jù)流量不斷攀升達(dá)到目前的6倍以上時，5G技術(shù)能否應(yīng)對這些需求？2026年，6G的商用尚未開始，在需要以5G技術(shù)來滿足這些需求的情況下，現(xiàn)有的5G技術(shù)能夠通過什么方式來解決這個問題？

　　這些問題的答案其實(shí)非常簡單，就是開拓更高的頻譜應(yīng)用，比如毫米波的應(yīng)用。之所以現(xiàn)在有太赫茲研究，很重要的一點(diǎn)，是因?yàn)榇髱捲趹?yīng)對大規(guī)模或大幅度的流量增長需求時極其關(guān)鍵。我曾經(jīng)說過，從5G到6G，毫米波是技術(shù)演進(jìn)的必經(jīng)之路，它不僅是5G、也將成為6G的核心技術(shù)。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(diǎn)而言，現(xiàn)在商用的毫米波，可以在頻譜這一點(diǎn)上達(dá)到8倍數(shù)據(jù)的增強(qiáng)。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(dāng)我們討論通信感知一體化，或者雷達(dá)和其他通信交融的時候，其實(shí)我們討論的還是毫米波。

　　當(dāng)然毫米波應(yīng)用初期，我們也聽到了很多不同的聲音。這是因?yàn)楹撩撞☉?yīng)用確實(shí)存在著大量的技術(shù)挑戰(zhàn)，而類似的技術(shù)挑戰(zhàn)，也會加倍地在太赫茲和光通信的應(yīng)用中出現(xiàn)。那么高通是如何解決毫米波應(yīng)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(dāng)年大家對毫米波的認(rèn)知，還停留在毫米波移動化幾乎不可能的這個階段。當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(shù)得到了很好的解決。而且很多城市或者室內(nèi)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(dāng)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(shí)也可以成為一個提高頻譜復(fù)用的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)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(fù)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(dá)到更好的頻譜復(fù)用。不管是室內(nèi)的復(fù)用或者是在衛(wèi)星通信之間的復(fù)用，還是在飛機(jī)與飛機(jī)之間的通信復(fù)用，都是類似的原理。其三，如今毫米波不僅可以運(yùn)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(shù)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(shù)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(shù)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(yàn)。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(dāng)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(yīng)用場景，簡單而言，就是熱點(diǎn)覆蓋。這是因?yàn)楹撩撞ǖ膫鞑シ秶邢蓿梢詫狳c(diǎn)區(qū)域進(jìn)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(shí)中國是非常適合毫米波應(yīng)用的國家，因?yàn)橹袊丝诿芗悄苁謾C(jī)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(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)覆蓋的、非常好的應(yīng)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(jié)果是，毫米波的速率可以達(dá)到5G Sub-6GHz的16倍，達(dá)到4G LTE的38倍，這是目前在技術(shù)上已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)并且已經(jīng)商用的網(wǎng)絡(luò)。“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(luò)總流量能夠達(dá)到4.5TB，部分場景的峰值下載速度能夠達(dá)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(diǎn)，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(yīng)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(yīng)用，比如基于毫米波的5G XR云游戲應(yīng)用場景，已經(jīng)或隨時可以實(shí)現(xiàn)商用。那么在毫米波的應(yīng)用場景中，我們認(rèn)為最重要的是什么呢？其實(shí)毫米波的技術(shù)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?yàn)榇蠹規(guī)淼膽?yīng)用：其中包括多視角4K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(duì)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(yùn)球的；在工業(yè)應(yīng)用中，毫米波還能提供精準(zhǔn)定位（Precision positioning）；此外，毫米波還能夠支持5G企業(yè)級應(yīng)用，以及多人在線游戲等。

　　目前我們已經(jīng)有了毫米波技術(shù)支持高速率低時延的應(yīng)用，也只有從這些商業(yè)應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)第一個版本中毫米波得到應(yīng)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(qiáng)的5G特性。首先是毫米波組網(wǎng)的技術(shù)增強(qiáng)，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(xiàng)技術(shù)叫做集成接入及回傳（IAB）。另外，5G手機(jī)或是毫米波手機(jī)會比較耗電，我們會增強(qiáng)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(nèi)的很多增強(qiáng)特性，以及針對Release 17和未來版本的項(xiàng)目。

　　我希望介紹的第一個層面是，5G毫米波技術(shù)是較為成熟的商業(yè)技術(shù)，如果我們想在未來引領(lǐng)6G的話，也需要在中國推廣毫米波的應(yīng)用。我曾聽到過一位國內(nèi)學(xué)者的觀點(diǎn)，中國在毫米波領(lǐng)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(yīng)用，就很難得到相關(guān)的應(yīng)用反饋，未來可能會讓產(chǎn)業(yè)在毫米波應(yīng)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(dǎo)下進(jìn)行了很多毫米波的應(yīng)用與推廣，我們非常期待中國能夠盡快實(shí)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(lǐng)域的迅速發(fā)展。在手機(jī)之外，5G技術(shù)已經(jīng)深入到了各種不同的領(lǐng)域，其中一個非常重要的領(lǐng)域就是汽車。我們知道，目前很多手機(jī)廠商都已經(jīng)宣布要進(jìn)入汽車領(lǐng)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(jī)，汽車上能夠配備5G技術(shù)、蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）技術(shù)、數(shù)字座艙、先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動駕駛技術(shù)，以及車對云服務(wù)，其中每一項(xiàng)服務(wù)都與5G或?qū)淼?G有關(guān)。我們希望5G能夠在汽車領(lǐng)域得到更好的應(yīng)用，也可以預(yù)見到，汽車領(lǐng)域的應(yīng)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(shí)時通信，能夠通過車聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)獲取車輛信息。比如當(dāng)其他車輛駛?cè)氡O(jiān)控范圍，這些技術(shù)能夠?yàn)轳{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(yīng)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(qiáng)有力的技術(shù)支持，一個是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，另一個是高速5G連接。基于純視覺系統(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(rèn)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?yàn)楹玫膽?yīng)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(shù)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(dāng)6G到來時，所有車輛都會需要很強(qiáng)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(dāng)然，這些功能對網(wǎng)絡(luò)以及無線通信技術(shù)的要求也會很高。反向從應(yīng)用的角度來看我們技術(shù)的需求，對下一步5G和6G的研發(fā)會有一定的指導(dǎo)意義。

　　還有一個例子是數(shù)字底盤，在這里，車輛的底盤實(shí)際上跟手機(jī)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(shù)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(dá)、遠(yuǎn)程攝像頭、中程攝像頭等，才能保證自動駕駛功能的實(shí)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(shù)、人工智能和傳感器的融合等技術(shù)得到非常好的應(yīng)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(yīng)用5G的用例，在5G設(shè)計之初就被認(rèn)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(jī)器人、手持終端、自動導(dǎo)引運(yùn)輸車（AGV）、計算機(jī)視覺、傳感器，5G的三大場景都可以非常容易地找到它的應(yīng)用。除此之外，我們還在推動多種技術(shù)，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(luò)（TSN）和定位。我認(rèn)為，在這個問題上，5G還有加強(qiáng)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(dá)到室內(nèi)3米和室外10米的定位精度，Release 17希望能達(dá)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(shù)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(luò)（TSN），經(jīng)常有人質(zhì)疑，5G在空口上能做到毫秒級的時延，但是在網(wǎng)絡(luò)中的，時延會達(dá)到幾十毫秒。現(xiàn)在，通過時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN），我們邁出了第一步。但是，時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）目前只能打上時間戳，告知網(wǎng)絡(luò)中的時延是多少，而無法把網(wǎng)絡(luò)的時延降到最低。如何能有基礎(chǔ)性的改變，在6G中能夠把網(wǎng)絡(luò)時延降到最低，這是我們值得進(jìn)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(shí)并不需要非常炫酷的應(yīng)用場景，我需要的是一個時延永遠(yuǎn)不會超過10毫秒或者是X毫秒的承諾。就好比遠(yuǎn)程醫(yī)療或者遠(yuǎn)程手術(shù)，只是單獨(dú)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(shí)是很難的，要求我們把技術(shù)做到極致。6G可以解決這個問題，達(dá)成這個目標(biāo)嗎？這應(yīng)該成為我們從商用或者實(shí)用角度去考慮的一個非常好的指標(biāo)。5G做了很多的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，我們也希望這些技術(shù)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(shí)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(jié)合。這樣的結(jié)合會對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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(dá)到最高的算法需求。但如果無法達(dá)到這種需求，就需要把部分技術(shù)放在邊緣或本地，這會對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)產(chǎn)生比較深遠(yuǎn)的影響；也會對合理分配終端側(cè)、云端、邊緣側(cè)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(shí)現(xiàn)XR需求的典型案例。當(dāng)我們談到元宇宙的時候，通信領(lǐng)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(guān)注的一個是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的問題，另一個是傳輸中的質(zhì)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(shù)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(lǐng)域是一個比較成熟的領(lǐng)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(jī)器學(xué)習(xí)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(yùn)算量太大，導(dǎo)致我們知道如何解決卻沒有辦法解決的問題。這是我認(rèn)為人工智能對通信發(fā)展有指導(dǎo)意義的一個方向。

　　關(guān)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(shù)將5G的潛力發(fā)揮到極致。目前所涉及到的技術(shù)問題，比如我剛才提到的人工智能、增強(qiáng)定位，綠色節(jié)能網(wǎng)絡(luò)、傳感等領(lǐng)域的問題，我們會盡量在5G框架下進(jìn)行解決。當(dāng)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(jìn)的技術(shù)，以及大家的需求。在技術(shù)研發(fā)過程中，我們的研究也不用把某一個技術(shù)打上5G或者6G的標(biāo)簽。我們最終的目的是將5G技術(shù)應(yīng)用并推廣到每個人的日常生活當(dāng)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(jìn)行交流與合作，共同推動不光是技術(shù)本身的演進(jìn)，也包括推動技術(shù)在全國乃至全世界的發(fā)展與應(yīng)用。