2022年6G愿景白皮书.pdf

Copyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibited.发布日期：2022-01-076G愿景白皮书01Copyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibited6G愿景白皮书目录2时间表-2030 及未来73发展趋势和实用技术原则 83.1趋势综述 83.2S.O.C.-实用技术原则 9 93.2.2臻善致美103.2.3融合畅达104无线接入融合115分布式网络架构13面向真正小区边缘无感的 MIMO 演进6156.1超大规模 MIMO 演进到更高载波频率156.2分布式异构 MIMO 架构156.2.1去小区的设计方法156.2.2设备作为混合节点166.3主要的性能指标167面向极致和可预测的 QoS-精简的用户平面协议栈177.1实现极致吞吐量的实时沉浸式服务177.2新方法：拥塞管理/恢复，而非按序交付177.3用于动态无线电层/应用层相互感知的跨层 API187.4精简的用户平面协议栈198系统能源足迹和能耗效率208.1极致能效的终端208.2网络节电218.3基本的 KPI：极致性能的能耗效率219地面与非地面融合239.1TN/NTN 浑然天成239.2TN/NTN 频谱复用249.3单一且价格合理的 TN/NTN 设备24252710内生人工智能集成系统-通信和计算的融合11频谱-增加频谱资源，优化频谱利用3.2.1繁简得宜-6G 极致体验赋能器图表目录31前言602Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书11.1 7-24GHz2711.2 Sub-THz2711.3 灵活双工的智能频谱接入2811.4 最佳的频谱共享2812跨云、网络和设备的端到端安全架构2913总结3103Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书图表目录图 1.6G 时间表7图 2.6G 相对于前几代蜂窝系统的观察趋势8图 3.混合节点11图 4.灵活的数据消费模型13图 5.应用驱动网络架构的关键功能14图 6.6G 异构 MIMO 拓扑示例（集中式 RAN)16图 7.5G 通信协议栈上的重传延迟18图 8.跨层 API 的概念19图 9.设备 Big-Little Modem 设计概念21图 10.设备辅助唤醒的动态网络节点开/关21图 11.TN/NTN 的集成和融合24图 12.TN/NTN 的频谱复用25图 13.6G 时代 AI 集成的机遇26表 1.S.O.C.设计原则:繁简得宜、臻善致美和融合畅达:9表 2.繁简得宜的说明性示例 9表 3.臻善致美的说明性示例10表 4.融合畅达的说明性示例10表 5.6G 中 MIMO 设计的关键性能指标16表 6.影响 6G 极致用户体验的主要因素18表 7.无线层和应用层之间关键的互感因素18表 8.精简协议栈的性能标准19表 9.终端节电方案20表 10.网络能耗的潜在研究方向21表 11.能耗领域的挑战22表 12.地面和卫星通信融合的挑战和研究方向23表 13.Sub-THz 频谱资源2704Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书术语注解Sub-GHzFrequency bands below 1GHz本文用以表示 1GHz 以下频段Sub-THz英文缩略语英文全称中文注解AIArtificial intelligence人工智能APIApplication programming interface应用编程接口AR增强现实BBUBaseband unit基带处理单元CP-OFDCyclic prefix OFDMC-RANCentralized radio access network中心化无线接入网DFT-s-OFDMDirect Fourier transform spread OFDM离散傅里叶变换-拓展-OFDM eMBBEnhanced mobile broadband增强型移动宽带FDDFrequency division duplex频分双工FRFrequency 频段GEOGeosynchronous equatorial orbit高轨道HARKHybrid automatic repeat request混合自动重传请求IETFThe Internet engineering task 国际互联网工程任务组IPInternet protocol网络协议KPIKey performance indicator关键性能指标LEO低轨LOS视距MACMedium access control媒体接入控制MIMOMultiple input multiple outputs多入多出MLMachine learning机器学习mMTCmassive MTC大规模机器类型通信NTNNon-terrestrial network非地面网络OFDMOrthogonal frequency division multiplexing正交频分复用O-RANOpen RAN开放 RANPDCPPacket data convergence protocol分组数据汇聚协议PDUProtocol data unit协议数据单元QoEQuality of experience体验质量QoSQuality of service服务质量Augmented realityThere is no completely accurate term currently agreed by the research community for the meaning of this term.For the purposes of this document it refers to frequency ranges between 100GHz and 300GHz业界当前暂无该术语的规范性解释，本文用以表示 100GHz-300GHz 频段循环前缀-OFDMLine-of-sightLow earth orbit05Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书RANRadio access network无线接入网络RICRAN intelligent controllerRAN 智能控制器RLCRadio link control无线链路控制RRHRemote radio head远端射频头SESSySustainable environmental sensing systems可持续环境感知系统TCPTransmission control protocol传输控制协议TDDTime-division duplex时分双工TNTerrestrial network地面网络URLLC超可靠低时延通信V2XVehicle-to-everything-车联网XReXtended reality拓展现实Ultra-reliable and low-latency communications06Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书1 前言随着 5G 技术的不断发展和成熟，5G 的使用率也在全球范围内不断攀升。从 3GPP（第三代移动通信伙伴项目）Rel-18 开始，将进入 B5G（Beyond 5G）的演进周期。因此，当前正值为下一代移动通信系统（6G）奠定全球标准的适宜时机。联发科在 5G 的设计、标准化及其演进中发挥了重要的领导作用，并率先向市场推出了成熟的 5G 设备，能够在开创性的新型 5G 系统（包括 5G 无线网和核心网）中使用。作为世界领先的智能手机芯片供应商和公认的 5G 商用产品领导者，联发科始终在制定新一代技术标准以及推动技术实现方面处于领先地位。5G 是围绕三大核心应用场景进行设计和发展的，即增强型移动宽带（eMBB）、超可靠低延迟通信（URLLC）和海量机器类通信（mMTC）。5G 的建立不仅是为了迎接 4G 在消费者领域激发的移动宽带革命，也是为了在这个市场之外创造新的增长机会。借助于 4G 向蜂窝物联网市场的发展，5G 进一步实现了重大飞跃，这一次，其瞄准的是具有严格要求的工业物联网。5G 将移动通信的变革力量渗入到社会的各行各业。这是有史以来第一次，通过单一通信系统的设计，不仅能够满足在 sub-6 GHz 与毫米波频段范围内的授权与非授权频谱上实现各式各样的消费级和专业级应用；而且还可以通过与地面网络无缝集成的机载和卫星基础设施，在传统地面网络的覆盖之外提供连接。然而，这种规模宏大的设计如今给网络和设备带来巨大的复杂度，导致更高的部署成本和功耗。因此，5G 的推出是渐进式的，主要集中在 sub-6 GHz 的 eMBB 消费级应用上。从网络经济的角度来看，实现高频毫米波网络的无缝覆盖一直是极具挑战性的。令人振奋的是，我们看到开放 RAN 架构的崛起，它与 5G 部署结合后将带来更多的灵活性和智能化，但是基本的网络设计仍基于传统的移动网络和分层架构。这些显著的改进将推动网络架构进一步迈向人工智能和机器学习的新时代。一方面，当前的通信产业将继续发展 5G 技术，以应对上述挑战。而另一方面，未来的 6G 技术不仅可以解决这些问题，还能够为移动网络带来根本性的变革。我们的 6G 愿景是一个全球统一的标准化技术，其性能从一开始就要显著优于 5G 及其演进版本。6G 将使用内在的自适应无线电和网络技术实现极端的性能要求，并以一种完全安全且可持续的方式为消费级和专业级市场的各种数据消费模式提供支持。6G 架构将通过一种异构网络架构实现更好的网络经济性和能源效率，而这种架构天然地模糊了专用网络设施和设备之间的界限。6G 的目标是实现无处不在的毫米波覆盖，并进一步利用更高的频谱（THz），这就需要更加紧凑的网络密集部署来实现网络覆盖，因此对网络部署成本的控制就变得至关重要。这样的背景下，我们预计 6G 设备不仅仅是以无线通信系统终端的形式存在；它还能够作为数据通路中起主动作用的网络节点，并最终形成独立运行的网络。我们的 6G 愿景是一个自适应的、集成的、超异构的无线通信系统，以一种真正无处不在的方式提供普适的移动连接，无论是短程通信、卫星通信还是介于两者之间的任何通信。6G 系统将具有高度的可扩展性，从而用最精简的方式实现任何部署场景。人工智能和机器学习方面的革命性进步将发挥核心作用，并使 6G 愿景成为现实；我们需要新颖且实用的工具对系统进行建设、运营和管理，并根据当前的需求来自主、动态地调整系统的整体配置和运行，而无需人工干预，同时能够迭代地从中学习以提高系统性能。这份白皮书详细从以下几个主题介绍了我们的 6G 愿景：时间表、关键驱动因素和实现因素。1参见 Counterpoint Handset Model-Level Chipset Tracker:Q1 2020-Q2 2021。107Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书2 时间表-2030及未来6G 标准化和产业化将遵循 ITU-R IMT 2030 及未来的时间表，从 2030 年起开始商用，而 6G 预商用可能提前一年进行。尽管 ITU-R 计划分别在 2022 年年中和 2023 年年中完成 IMT2030+趋势和愿景的研究报告，联发科预计将在 2023/2024 年左右开始 3GPP 的初步标准化工作，并于 2026/2027 年之交发布正式的规范。图 1 展示了上述内容，也描述了预期的 3GPP 版本（R19R22）。图 1.6G 时间表2021202220232024202520262027202820292030R19-5G Adv+ITU-R 标准化计划（待定）R22 6G 二阶段Vision IMT2030+TrendsVision WRC23WRC27R21 6G 一阶段R20 6G 研究R19-6G 需求 6G最终版本第一阶段商业化初始版本R18-5G Adv.08Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书3 发展趋势和实用技术原则3.1 趋势综述下述列举几个启发和驱使我们对新一代移动通信愿景畅想的关键趋势：图 2 描述了 6G 相对于前几代蜂窝系统的观察趋势。6G图 2.6G 相对于前几代蜂窝系统的观察趋势3G4G5G宽带速率设备 MIMO 数1 10Mbps1Tx/1Rx10Mbps 1Gbps1Tx/2+Rx1Gbps 1Tbps4Tx/8+Rx频谱范围FDD+new TDD(e.g.2.3GHz)100MHz more+more TDD(2.5GHz)+非授权频段(5GHz)600+MHz more+7-24GHz+sub-THz50+GHz moreNominal+device+device主流应用移动互联网(e-mail,网页浏览)移动视频社会化媒体(+低功耗广域物联网)超高清视频云游戏,拓展现实其他垂直行业N-D 全息通信人工智能高效系统网络加密1100Mbps 10Gbps2Tx/4+Rx+3.5-7GHz+毫米波频段3+GHz more注释1:随着频谱越来越高，“基础设施”和“设备”之间的界限越来越模糊。新的杀手级应用将进一步推动对系统性能的要求，如极致全息和触觉通信、数字孪生、先进的远程服务等；额外增加在 7-24GHz 和 sub-THz 频段的频谱可用性，总可寻址带宽约为 50GHz。这一新的频谱为极致应用的服务提供了重要支撑，但也给克服高频段传播衰减带来了严峻挑战;对密集网络尤为关注，主要有两个原因:一是为了增加低频段的容量，二是为了克服在新频段内严重的传播衰减问题。室内基站部署成本相关的挑战和其他实际问题需要不同于5G 的方法来解决；实现无处不在的全球连接，包括对目前蜂窝网络还没有覆盖的偏远地区；由上述新型应用的驱动，数据速率增加 10-100 倍的同时保证超低延迟；在 5G 的最初版本发布之后，首次加入了对 5G 用例和应用程序的持续改进。这些使用案例和应用程序受益于不受约束的设计，而不用考虑早期 5G 版本原有设计的约束，同时最小化 6G 与 5G 共享资源的系统开销。09Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书3.2 S.O.C.-实用技术原则表 1.S.O.C.设计原则:繁简得宜、臻善致美和融合畅达3.2.1 繁简得宜-6G极致体验赋能器表 2.繁简得宜的说明性示例繁简得宜臻善致美融合畅达可持续发展实际用户体验驱动的系统优化跨域融合以提高成本效益和系统性能利用必要的复杂性以提高性能简化传统设计以提高性能不以牺牲能耗为代价关注未来对最终用户体验具有重要意义的关键维度和应用对空口，频谱利用和网络架构进行优化无线接入：跨授权频段、非授权频段以及共享频段，具有前传和回传的融合接入网络节点设备化，即混合节点地面与非地面例如卫星接入的融合通信与计算融合通信与感知的融合实现高性能无线接口和技术必要的复杂性高性能的本地精简设计通过更宽的带宽（1GHz）来扩展数据容量工作在新的频段：中高频段:7-24GHz高频段:Sub-THz更高阶的 MIMO:网络和设备网络侧:高密集天线设备:8x8及以上降低空口控制，信令，参考信号及包头开销：频谱效率精简协议栈设计:更少的协议层和开销,简化的处理流程实现极致 QoS（延迟和数据速率）的要求高功率效率每 bit 低能耗前一节描述的 6G 趋势主要依赖于三个基本设计原则的结合：繁简得宜、臻善致美和融合畅达，如表 1 所示，在下面的小节中做进一步阐述。繁简得宜是增加的复杂性和简易性的结合，使其刚柔并济。复杂性的增加是实现诸如数据速率等系统性能飞跃的必要条件，这对于新的 6G 应用来说也是非常必要的；简单性是实现 6G 目标的必要条件，同时要显著降低每比特传输的复杂性，以便将总体的复杂度控制在现实可行的范围内。虽然降低复杂性仍然是系统设计的重要目标，但 6G 标准需要谨慎处之，以确保设备和基站不受过度限制。不必要的限制可能会使系统实现无法获得最优的能耗/成本效率，以至于可持续发展目标的实现变得遥不可及。对于标准定义的所有领域（如射频、数字、模拟、云）以及所有协议层，谨慎处之是非常必要的。表 2 中描述了一些说明性示例。10Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书表 3中描述了一些说明性示例。表 3.臻善致美的说明性示例3.2.3 融合畅达表 4.融合畅达的说明性示例6G 的不断优化是势在必行的，然而，无论用户是对 6G 的提供商还是消费者而言，最为重要的基于由实际的用户体验主导的优化。下面将围绕支撑优化设计的三个基石来进行阐述，即:跨域融合将在拓展 6G 体验空间的同时，实现系统性能、覆盖范围和成本效率带来额外的增益，预计在不同域将有更多机会，如无线接入（统一前端/回传接入、授权频段/非授权频段融合）、天地空一体接入、通算结合、通感一体，以及最根本的，设备和网络节点之间的融合。在表 4 中可以找到其他详细信息。3.2.2 臻善致美中心化，去中心化，端到端无缝极致 QoS 的用户体验超大规模 MIMO分布式 MIMO 无小区边界设备间协作及 mesh 网络本地 sidelink 和 mesh 网络解决毫米波和亚太赫兹频率的阴影衰落AI 辅助的无线接入AI 增强的网络运营通过机器学习不断迭代提高性能跨网络和设备对 AI 应用的最优支持高效的数据传递和模型更新通路对超沉浸式和超低延迟应用的最优支持能耗感知的 QoS 交付异构无线网络架构系统融合的人工智能和机器学习针对应用的跨层设计真正的无线移动网络 集成接入，前传和回传授权频段，非授权频段和共享频段的融合开销灵活射频和快速接入通信和感知用于通信和感知的无线资源可以是共享或独立的网络节点设备化通过混合节点紧凑网络的密集部署集成地面和非地面网络的接入及服务地面和非地面工作在同一个设备上地面和非地面网络的频谱复用统一的网络系统机构实现移动设备和边缘计算之间的资源共享跨云、网络和设备的集成安全解决 3GPP 和 IETF 之间的重叠问题，以实现沉浸式应用无线接入地面和非地面通信和计算精简协议栈，以降低系统优化该网络架构使其支持任何实际的网络部署和拓扑场景，其中最核心的是异构无线网络架构；得益于人工智能和机器学习领域的革命性进步，优化该系统使其从接入网到核心网可以在没有人共干预的情况下自主进行操作和编排；通过特定的应用跨层设计，优化系统以达到最有效地实现最优的端到端应用性能。11Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书4 无线接入融合混合节点如.RRH,转发器,中继(基站或设备)模拟数字(L1/L2/L3)121统一波形：接入，前传，回传2统一波形:聚合的 Uu 空口和 Sidelink图 3.混合节点我们的 6G 愿景通过使用地面、空中或卫星无线电接入技术，几乎可以支持任何部署场景，无论何时何地都可以提供连接的通用技术设计平台的普适系统。我们设想的系统能够以智能和灵活的方式（见 11），在满足相应的区域频谱法规下，利用潜在的频谱资源（从 sub-GHz 到sub-THz）为任何给定的通信需求提供最有效的无线接入。这样的设想对工程实现，尤其是在空口方面，提出了巨大的挑战。由于无线电接口（例如 Uu 和 sidelink）的不同，不同的频谱所有权、频谱区域制度和部署方案，从而导致的无线接入碎片化是不提倡的方式。相反，我们建议通过无线接入融合来实现统一的无线接入技术。这种融合不仅可以实现规模经济，还将促使价格合理、可靠性高的替代产品方案的产生，例如点对点链路、有线或光纤通信链路，从而促进网络的快速部署。在高频段（毫米波及以上）建立网络覆盖和容量将需要更密集的的无线电节点部署，以克服这些频段带来的更显著的阴影衰落，这也说明它们不适合非视线传输。只有提供覆盖范围的无线节点本身在经济上可行，密集的无线节点部署才具有经济可行性，即，易于安装、维护和更换，不需要或很少需要建筑物部署成本。换句话说，如果这些无线节点不仅与设备具有非常高的协同作用，而且还可以是易于使用的设备，那么高频广覆盖就能成为可能。这些无线节点是设备与网络节点融合的产物，称之为“混合节点”，如图 3 所示。混合节点可以与任何其他混合节点、设备或基站通信。混合节点还可以调整它们的中继能力，例如，对它们进行配置以权衡延迟和吞吐量的性能。异构网络结构可以包含模拟（如放大前传中继器）和数字（如译码前传中继器）的混合节点，并能根据业务需求对通过系统的业务进行智能路由。混合节点将改变 6G 时代无线覆盖、网络规划和运营的方式，它们将在有效解决高频段频谱资源的短距离通信方面发挥重要的作用。无线接入融合的核心和混合节点的主要实现因素是统一波形原则，必须从一开始就按照上述原则设计:通过融合设计，实现 Uu 接口网络到设备端的无线通信，以及 sidelink 设备端到设备端直接的无线通信。满足接入、前传网络和回程网络的要求（至少在吞吐量、通信范围和可靠性方面）；12Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书当然，对于上述对统一波形的定义，要考虑到从 sub-GHz 到 sub-THz 的不同特性 也是极为重要的。虽然将使用不同的参数集 Numerology（例如循环前缀、子载波间距）的波形进行统一设计具有天然地可扩展性，但根据这些波形的特点，可能需要不同的互补波形来适应从 sub-GHz 到 sub-THz 的全频谱范围。例如，虽然在 4G LTE 和 5G NR 中使用了循环前缀-正交频分复用（CP-OFDM）和离散傅里叶变换-拓展-正交频分复用（DFT-s-OFDM）两种 OFDM 波形，但它们的峰均比较大，对频率偏移高度敏感，对于亚太赫兹，这些问题尤为重要。因此，应该研究其他候选波形，如单载波波形。当然，也有必要研究适当的调制方案，用来作为上述方案的补充，如考虑极端数据速率条件下的解调复杂度，（连续）调制符号之间的快速相位变化等方面。最后，应该规范通用的协议层架构，以进一步消除服务和传输之间的依赖关系（见 7）。遵循上述原则，无线接入融合技术将使 6G 从运营初期就能够扩展到不同的部署和使用场景，同时减少实现这一目标所需的工作量。2 信道特性（例如传播损耗、多普勒频移）、设备特性（例如相位噪声、功率放大器功效、功率放大器非线性特性）、系统特性（例如信号带宽、波束赋形）。213Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书图 4.灵活的数据消费模型UuUuSLUu/SLSLSLSLSLSLSL从传统的网络架构上看，蜂窝系统一直是集中的，用户设备作为一个客户端，位于运营商控制的网络边缘，而这个网络是由核心网提供服务的。考虑到在专用网络内，或不涉及网络节点直接在设备端之间提供服务（例如，V2X），使网络靠近消费者节点以最小化延迟或拥塞的风险，基于网络中的多个点提供服务的去中心化服务成为一种趋势。这些变化需要灵活的数据消费模型，在该模型中，系统要提供从服务源节点到服务目标节点最佳的数据路径。这可能涉及使用设备之间的各种接入技术，包含各种网络节点之间的路径，具体如下图所示。我们的 6G 网络架构愿景源于这个灵活的数据消费模型，它是为个各种应用量身定制的：支持灵活拓扑的应用驱动的分布式体系结构。这一模型将允许在计算、存储、传输和能耗方面以最优的资源使用效率处理该应用生成的数据，同时满足所有相关的 QoS 和安全需求。4G 架构的定义主要是为了传输移动宽带数据，5G 网络架构中增加了实现更好的数据管理的手段，即允许 a）将资源分割为数据类型和/或所有权的功能（网络切片，私有网络）和 b）通过无线接入/核心网融合（边缘计算）3 使应用更接近最终用户。以 5G 为基础，6G 体系结构将提供本机功能支持，以最好地服务于应用程序。这一愿景的核心是：5 分布式网络架构3注：除去5G中本已支持的网络切片之外，其他功能为附加功能。XR 消费应用的预期爆炸式增长和对更接近终端用户的服务器本地化的需求（比如，时延需求）；人工智能/机器学习的出现，特别是针对消费者应用（如 AR 应用的环境检测、实时语音翻译），以及对计算资源的相关需求；启用服务器功能在多个节点之间的划分，这些节点可能分散在网络中;启用设备到设备的操作。智能手机和 AR 眼镜等近距离设备之间对低延迟、高速率数据交换的相关需求。这三个用例概括了 6G 体系架构与生俱来的关键功能：启用网络边缘和/或设备上的计算资源，包括设备和网络边缘之间潜在的计算共享；14Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书图 5.应用驱动网络架构的关键功能灵活的数据使用模型使得 6G 网络架构具有另外一个突出的特点：灵活的拓扑。自蜂窝通信出现以来，“网络”和“拓扑”的定义发生了显著的变化。随着 5G 的出现，网络类型的多样化出现了飞跃式的变化：这种多样化的环境为 6G 提供了一个融合的机会，支持通用系统架构框架下的所有部署模型，包括这些模型之间的无缝互通。实现灵活拓扑结构的关键是支持混合节点（见 3）和网状网络。如第 3 节所述，6G 混合节点将改变 6G 时代无线覆盖和网络规划的方式，例如，多跳传输可以使设备高效地连接到网络上。至关重要的是，无论有无网络参与协作的情况下，混合节点都将能够考虑资源使用效率、QoS 和安全要求，以及任何可变条件，如衰落、负载、混合节点和终端设备的电池使用情况等参数，从而动态确定和调整 最有效的拓扑和与其相关的数据路径，最终为终端设备提供特定服务的覆盖范围。除此之外，混合节点能够将子网络拓扑与其所属的主网络拓扑隔离开来，从而保证子网络在主网络中的安全运行。除了由运营商控制的公共地面网络外，还引入了非地面网络和私人网络；通过 sidelink 技术支持设备到设备通信，并逐步采用 sidelink 中继的形式来支持设备到设备的 ad-hoc 网络；无论是使用蜂窝或非蜂窝无线技术，都已经规范了通过另一个网络访问一个网络的行为如Wi-Fi 或蓝牙。计算（+共享）XRSL服务器本地化与分布设备对设备操作4包含以安全的方式快速且动态地加入或退出现有拓扑的能力。415Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书6 面向真正小区边缘无感的 MIMO 演进6.2 分布式异构 MIMO 架构6.2.1 去小区的设计方法MIMO 和多天线技术一直是提高 4G 和 5G 系统频谱效率的关键技术，波束成型作为一种关键的使能技术，其对应的频率研究范围也被扩展到 3GHz，甚至 24-71 GHz 频率范围。对于 6G，我们希望 MIMO 沿着同样的道路发展，同时也希望它能成为用于 6G 无线接入网架构设计的协作、无缝和异构方法的基石。亚太赫兹频率将使得天线元件尺寸更小，MIMO 和增强波束成型将作为关键的技术,解决亚太赫兹信号特性带来的挑战。就 MIMO 阵列而言，140 GHz 下，给定尺寸的 2D MIMO 天线阵列的元件数量预计将比 28 GHz 下增加 25 倍。这样获得的更窄的波束也能够最大化提升频谱效率和覆盖范围，以便最有效的利用较大的潜在带宽此时主要限于视距传输。此外，还需要特别关注波束管理的设计，以确保发送的波束能够追踪接收端的信道状态，实现最佳链路性能。如果最终能够解决射频复杂度问题（在现有毫米波系统克服这些挑战之后），从而证明未来混合波束成型将更加数字化而非模拟化，将会为不同用户提供更灵活的多路数据传输能力，并进一步提高容量和频谱效率，以及低延迟的增益。由于要支持更好的波束跟踪，从而需要移动设备内部有额外的射频链路和 MIMO 处理，随之而来的另一个挑战是要确保移动设备的功耗是在可接受的范围之内。在分布式 MIMO 部署中，收发信号不是仅仅绑定在一个节点/站点上，而是分布在多个站点和节点上，从而能够提高区域内的频谱效率和用户体验度，具体的思考如下几点所示:基于上述描述，再加上更高频段波束成型增益的增加和信号方向性灵敏度的提高，这将推动6G 无线接入网架构向 MIMO 处理/调度功能的集中化方向发展。在设备通过某个区域或用户周围的条件变化时，为了允许来自不同无线节点的不同波束动态地产生信号，建议采用无缝的“去蜂窝”设计方法。需要特别强调的是，启用这种集中式的 RAN 功能（C-RAN）对无线站点的传输网络架构提出了非常严格的要求（在同步、延迟和前传/中传传输带宽方面）。传输网络到无线站点的“最后一公里”6.1 超大规模 MIMO 演进到更高载波频率相干联合传输:系统能够允许不同的无线站点积极贡献单个用户的通信链路，这些信号相互不干扰，进而提高整个区域的可用用户吞吐量，从而突破传统“小区边缘”的限制；减轻用户之间的干扰:规划跨无线站点的多用户操作，以尽量减轻跨站点区域的用户间的干扰。16Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书6.2.2 设备作为混合节点图 6.6G 异构 MIMO 拓扑示例（集中式 RAN)6.3 主要的性能指标的限制是在 4G 和 5G 部署中实际采用集中式 RAN 的主要障碍。然而，随着 6G 的出现，在密集的城市和室内分布式网络场景中对更动态环境的需求将推动网络站点的简化。其中，对于那些特定的部署场景，由于站点之间的距离较短，因此上述问题几乎可以忽略不计，这为本地化中心提供了好处。对于郊区和农村的网络部署，这些实际的挑战还会持续一段时间在这些场景中，相应的替代方法（见 4、5 和 9）将更适合提高区域频谱效率和用户体验。在前面的章节中提到了网状网络和设备作为混合节点的可能性，从而能够在降低无线站点密集化的成本同时扩大网络覆盖。在使用 MIMO 的背景下，我们希望这种混合节点能够被所有分布式 MIMO 网络部署所使用达到最大效果，在一个地理区域内最大限度提升覆盖和用户体验。下表 5 中的性能指标对于 6G 网络中的 MIMO 设计至关重要。表 5.6G 中 MIMO 设计的关键性能指标无干扰空中接口以设备作为网络节点的 sidelink 通信高效固定无线前传C-RAN BBUs图 6显示了这种拓扑的一个示例。重要性关键性能指标（KPI）MIMO 功耗高性能移动性区域频谱效率和容量对于毫米波和亚太赫兹，精确波束跟踪的能力，以及确保这些波束能够在最优波束节点/天线之间进行最佳配对，将是最佳用户体验的关键演进到“去小区”方法的原因是使传统小区边缘不再受性能的限制。是分布式和异构MIMO 的关键驱动因素是提升一个区域内的所有用户最大化吞吐量性能的能力。最大化区域内所有用户的吞吐量性能是驱动分布式和异构 MIMO 的关键因素当频率扩展到亚太赫兹时，MIMO 天线阵列在设备和网络中变得越来越复杂，保持原有功率效率变得越来越有挑战性。设备电池功耗对于 6G 仍然很重要，而且网络能耗也需要不断改善，参见 817Unauthorized reproduction or disclosure of this document,in whole or in part,is strictly prohibitedCopyright 2022 MediaTek,Inc.All rights reserved.6G愿景白皮书7 面向极致和可预