中国联通李福昌：探索无线连接的未来

编者按：

无线技术在当今社会中发挥着重要的作用，特别是5G商用以来，无线技术的应用从以个人为主扩展到面向生产和社会，逐步践行“5G改变社会”的目标。展望未来，面向6G，无线连接呈现十大发展趋势。

一、 高速泛在

移动通信通1G到5G的发展，推动着业务承载速率的持续提升。进入5G时代，随着高清视频、4K/8K直播、3D机器视觉的普及，业务对速率带宽的要求快速增长。在刚刚结束的2022年冬奥会上，无论是鸟巢智慧场馆、高铁演播室，还是5G云转播等等，都离不开高速率的支持。在此背景下，需要更多的频率资源释放出来满足这种需求，既包含5G中频段频率，还有毫米波、太赫兹甚至可见光等更高频段资源。与此同时，无线技术传输同样需要不断提高效率以满足这种需求，可以考虑方面包括更高阶的天线技术、更高效率的编码技术等等，甚至香农极限的突破。伴随通信速率的提升，无线接入的广度即泛在性也在不断增强，主要是为了满足物联网的需求。物联网业务可以分为低速、中速、高速物联网业务，接入有很多技术，NB-IoT、LTE-M、LoRa、Sigfox等等，3GPP 5G-Advanced正在研究和标准化的RedCAP，可提供与LTE Cat4能力相当的业务能力（下行50~100Mbps），定位于摄像头、可穿戴设备等新兴市场，预计将再次掀起物联网的热潮。

二、 空天一体

未来无线技术将突破地形地表的限制，扩展到太空、空中、陆地等自然空间，消除地面偏远地区与发达地区的数字鸿沟，促进数字化社会经济的和谐发展。面向未来的空天地一体化通信网络是典型的异构网络，是以地面网络为依托、以天基网络和空基网络为拓展的立体分层、融合协作的网络，各星座卫星（包括高、中、低轨）、高空网络（临近空间平台和航空互联网）、低空智联网和地面蜂窝网络共同形成多重覆盖。非地面网络可以采用与地面5G相同或相近的网络架构与关键技术，通过共享产业链降低成本和实现互通。特斯拉智能手机概念带给人们无限遐想，但真实的手机直连卫星将逐步走向现实，进一步解除人类通信沟通受自然界的束缚，走向“诗和远方”。

三、 体验确定

4G网络的业务体验依赖网络尽力而为。随着5G与工业场景、无人驾驶等的融合，网络的体验要求就越来越高。这种体验是多维度的，既包括速率的确定，也包括时间的确定，还包括空间的确定等等。因此需要多种技术的组合使用，以打造尽可能高确定体验的网络。在速率体验方面，需要采用差异化服务技术，保障不同行业应用差异化的业务体验；还要使用多制式多域聚合技术，实现多接入多模态的融合。在时间确定体验方面，需要高精度的时间同步技术，还需要5G与TSN网络的融合。在空间确定体验方面，要不断提高定位的精度，实现亚米级的定位技术。

四、 弹性开放

以前无线技术主要服务于个人用户，网络设计的差异化较小。面向2B行业应用，需要做到用户的差异化、定制化服务，需要提供极致的弹性服务来支持业务感知能力、情感识别跟踪与预测能力。这就要求网络需具备快速的匹配需求并进行定制化与验证的能力，支持全生命周期的管理，同时需要尽量融合到业务的处理流程中，能实现全域全场景管控。利用通用平台及微服务等技术特性，满足业务快速部署、功能及时优化、能力高效开放等需求。在空口技术方面，要能支持资源的云化调度，包括频率资源云、灵活时隙、灵活天线配置等等。

五、 通感融合

通感融合将面向通信和感知的网络架构、设备和评价标准一体化，实现一套设备满足通信和感知的双重需求。未来无线通感融合的过程将呈现出通信和感知需求、架构和技术逐渐融合的过程，这个演变过程可以与人类基因重组的过程类似，从完全独立，到部分结合再到完全融合的过程。在通感融合中，需要对需求融合的场景和需求进行细化，并在场景和需求的基础上进行不同层次的架构思量，还需要对融合后的典型技术进行分析和研究，最终实现通感融合的双向促进目标。通感融合初期预计会基于通信系统进行初步感知，如高精度定位、交通管理、无人机管理等，后续实现感知辅助通信，实现无线感知化。

六、 数字孪生

未来无线网络提供了万智互联能力，并提供了高效、可靠的数据通道，结合后续的机器人和自动化技术，利用网络所提供的可靠通道，对世界进行更精准的改造，进一步为数字孪生世界打通虚拟至现实的操控通道。借助未来无线网络的能力增强，数字城市、孪生工业、智慧医疗等众多领域中都会得到大跨步的进步，数字孪生世界将逐步得以实现。

七、 智能原生

未来无线技术将实现智能原生。通过与AI技术的多层级深度融合，实现在没有人工干预的情况下进行网络自治、自调节以及自演进。同时，智能原生特性还能降低数据收集、传输过程造成的时延和信息泄露隐患。在未来无线网络的云、管、端引入分布式AI，使得网络能够自运营、自优化，成为全自动驾驶网络；在每层空口协议栈加入AI功能，增强协议的灵活性；在无线设备物理层中用AI模型替换传统的统计模型，将数据处理模块由相互独立的设计结构向联合设计结构转变，提高网络可靠性，相关的案例如智能超表面技术（RIS）等等。

八、 安全内生

以往无线技术，安全以外挂式安全为主。未来无线技术需要以对抗网络攻击杀伤链为目标，将外挂式的安全防护转化为内生的安全能力，建立面向物理硬件、存储数据、网络连接、操作系统乃至应用软件的纵深全域安全防护体系，使网络攻击“进不来、改不了、出不去、逃不掉”。安全概念的外延也将从安全扩展到安全可信一体化。在网络可信方面，需要建立从底层数据到终端软硬件、网络传输和网络边界的域内可信和域间信任链传递机制，实现基于“无攻击逻辑”的自证清白能力，向物理世界提供面向网络的可信体系，即网络可信。

九、 绿色低碳

面向“碳达峰、碳中和”，绿色是未来无线技术发展的底色。一是“绿色生态”，强调保护自然生态，增强通信设备与环境融合，同时减少空间、土地资源占用；二是“节能减排”，5G网络已从多角度实施了节能减排的策略，例如，实现软硬件解耦提高硬件使用率、无线设备增加软件节能方式、实现基站网络级节能等等，未来网络将在5G已有的节能减排的方案之上，推动无线设备向通用化、开放化发展，提高无线设备使用率，同时硬件设备采用更先进的低能耗材料，例如“金刚石芯片”以及新型晶体管。

十、 共建共享

在5G时代， 中国电信运营商实施的5G网络共建共享建设的模式取得了前所未有的巨大成功，极大节省了CAPEX和OPEX。未来无线网络的“共享”理念更加体现共享的本质，就是将有限资源服务于更多群体。在共享内容上，未来无线网络不仅共享站址和设备，还共享算力和频谱等其他资源；在共享范围上，未来无线网络的共享将由运营商行业之间的共享扩展到与其他行业之间的共享，让共享促就共赢。

附：

李福昌，1977年8月生，工学博士，现任中国联通研究院无线技术研究中心总监、教授级高级工程师，国家知识产权局中国专利审查技术专家，北京邮电大学兼职教授，IMT-2030工作组无线技术组副组长，毫米波太赫兹产业发展联盟副理事长，中国通信企业协会无线接入系统专业委员会副主任，2014年起享受国务院政府特殊津贴。主要从事移动通信及固网移动融合等专业的标准制定、测试验证、课题研究等工作，曾先后主持、参加了工信部和中国联通3G、4G、5G、6G移动通信系统关键技术和应用方向百余项研究课题，研究成果获得部级科技进步一等奖1次、二等奖4次、三等奖6次、中国联通科技创新一等奖7次、二等奖10次等，在国内外权威期刊、会议上发表学术论文百余篇，出版专著1本，授权国家发明专利30余项。