6G标准化时间表和总体技术原则概述

信观察

6G正在进入预标准化阶段。

2023年底，3GPP正式宣布将开发第六代移动系统。为了兑现这一承诺，3GPP于2024年3月在荷兰马斯特里赫特（Maastricht, NL）举行的全会期间确定了6G标准化的时间表。与前几代IMT移动通信技术一样，爱立信已经全面投入到支持3GPP作为主要标准化组织制定6G标准的工作中。当然，还将有其他行业标准化组织也将参与6G标准制定，例如参与开发部分6G网络的开放无线接入网络（O-RAN）联盟。但是，本文将重点介绍3GPP的工作。

我们将概述3GPP商定的时间表，其与国际电联（ITU）的相关性，并重点介绍6G的关键原则。

ITU关键点和时间表

国际电联（ITU）在标准化方面发挥着关键作用，定义了归类为国际移动电信（IMT）技术的准则。IMT分类很重要，因为IMT技术可以使用全球或区域认可的一大组IMT频段。这是建立6G全球商业生态系统的重要一步。

ITU将6G指定为IMT-2030，延续了IMT技术代际演进的命名传统。回顾过去，3G技术被指定为IMT-2000，4G为IMT-Advanced，而5G则被称为IMT-2020。

在ITU，IMT-2030相关工作分为一系列不同的任务，其中某些已经完成，另外一些即将开始。图1概括了ITU将采取的定义IMT-2030的不同步骤。

图 1： 国际电联IMT-2030时间表

第一步是完成了两个交付成果，即“未来技术趋势”[1]和“IMT-2030及其后的框架”[2]。

从2024年到2026年底，ITU将致力于定义IMT-2030的技术性能需求和相应的性能评估方法。这些需求既可能是功能性的，即系统应该支持的特定功能，也可能是定量的，即在给定的条件下，系统应该满足的性能需求，例如，特定的频谱效率、时延和定位精度。

在完成需求定义工作后，IMT-2030的技术提交过程将从2027年开始，一直持续到2029年初。为此，3GPP计划在2028年底或2029年初向ITU提交6G的自评估报告。

最后一步是ITU形成决议，认定某一项技术满足IMT-2030技术性能需求，而被认定为6G技术，预计将于2030年完成。作为最后一步，可以在2030年初根据最新版本的3GPP规范对提交的技术提案进行更新。这一时间表有望使6G在2030年实现商用部署。

 

3GPP 演进到 6G 的时间表

截至2023年，3GPP已宣布将制定6G规范[3]。为了践行这一承诺，在2024年3月的会议上，3GPP迈出了一大步：就6G标准化时间表达成了一致意见[5]。在这里，我们将更仔细地研究这个时间计划，并对这样一个大型项目所涉及的各种任务进行整体细分。

图2显示了3GPP的工作时间表以及爱立信对此的看法。

图 2： 3GPP 时间表

3GPP的工作通常以版本（Release）的形式完成，Release 19的工作已于2024年初开始[4]。在每个版本结束时，3GPP都会更新其规范，以反映这一版本期间所做的工作。

对于一个新的技术世代（Generation）来说，工作范围非常广泛，跨越多个版本。5G从Release 14开始（SI），第一个规范在Release 15中最终确定。3GPP的6G工作将于2024年Release 19期间开始，开展与需求相关的工作。根据爱立信的观点，第一个6G规范将于2028年底在Release 21中完成。3GPP认可的时间表使3GPP能够在2030年之前将初始商业系统推向市场，并与国际电联的时间表保持一致。

值得一提的是，在3GPP开发6G的同时，5G Advanced也将在3GPP中继续演进几个版本，开发新技术，为全球市场提供服务一直到2030年及之后。这不但可以实现5G Advanced在市场上的持续演进，也将确保向6G的平稳过渡。

让我们更深入地探讨一下3GPP 6G工作计划的不同阶段，并重点介绍前面描述的关键里程碑以及与国际电联工作的关系。

简单地说，这项工作在整体上分为四个不同阶段：

• 用例与需求研究：在Release 19 和 Release 20期间进行
• 技术研究：在Release 20版中进行，一直到Release 21的开始
• 规范制定：Release 21中的6G WI
• 自评估：基于规范进行6G自评估研究，用于ITU 6G技术方案认定。

6G需求研究

3GPP将于2024年5月启动6G需求研究工作，定义6G服务需求。新的市场需求将引发6G所需要考虑的新问题，3GPP将讨论服务需求研究的范围。

该研究预计在2024年9月获得批准。

典型业务需求将会总体描述特定功能对整个通信系统的需求。考虑的因素包括用户设备（UE）、无线接入网络（RAN）设备、核心网、安全架构及运维等。由于6G是一个新系统，该研究将包括新的用例和对5G中已经支持的功能的增强。

6G需求研究还将专门针对UE和RAN方面的需求开展工作。这些需求在一定程度上更为详细。其中一项任务是处理国际电联的需求。初步讨论将于2024年9月开始，到2024年12月，随着工作范围进一步明确和具体，将商定一个研究项目。RAN需求研究工作将于2025年6月完成。

6G需求研究工作的第二部分是解决来自商业考虑的任何总体需求，而这些需求未被国际电联的需求所涵盖。此类需求的一个例子是从5G到6G的高效迁移。解决这些需求的研究项目将从2025年6月开始，到2026年6月结束。

总之，这将产生一个RAN全会级需求研究阶段，从2024年9月开始，到2026年6月完成。

6G技术研究项目（SI）与规范制定项目（WI）

3GPP的主要任务将是设计6G系统。3GPP各工作组的技术研究工作将于2025年第三季度开始。6G系统的设计将分两个阶段，在两个版本中完成。

第一个阶段将研究各种6G技术。该研究将于2025年第三季度在Release 20中开始，为期21个月。这部分研究工作将与Release 20中的5G-Advanced演进工作并行开展。但不同的是Release 20的5G-Advanced工作为期18个月。第二阶段将在第一阶段研究结论的基础上针对6G系统进行详细设计及规范制定，最终在Release 21中完成3GPP第一版6G规范的制定。

在技术研究和需求研究工作期间，3GPP将更清楚地了解完成6G标准制定所需的时间。结合研究工作的持续进展及商业需求的进一步演化、明晰，3GPP将不迟于2026年6月达成协议，以确定Release 21 6G规范制定项目（WI）的具体完成时间，从而创建6G规范的第一个版本。

这意味着为了在2030年之前推出商用6G系统，爱立信认为Release 21规范制定项目（WI）应该在2028年底之前完成。

6G 的高级原则

随着时间表的确定，讨论的重点将转移到研究项目的内容和具体的6G设计上。尽管“6G”一词很宽泛，可能不仅仅包括连接服务，但可以设想几个关键原则。

首先，6G应该是一个全球标准，不仅支持新的、尚未预见的用例，更重要的是要持续支持5G时代涌现出的大量用例，如XR。6G从一开始就应该解决低功耗广域网（LPWA）物联网、固定无线接入（FWA）、非地面网络（NTN）以及可靠且时间关键型通信等关键垂直领域的问题。在前几代的移动通信系统中，对这些场景的支持是后期添加的，因此有时解决方案过于复杂，从而导致在实际应用中受到一些限制。

在频谱方面，6G应该支持在广泛的频谱中运行，包括FR1、FR2和厘米波范围。5G和6G之间的高效多RAT频谱共享（MRSS）对于提供广域6G覆盖至关重要，因此MRSS从一开始就应该成为6G设计的一个组成部分。幸运的是，5G的超精益设计意味着5G-6G共享可以变得非常高效，最多只有几个百分点的开销（与4G-5G共享不同，4G-5G共享的效率较低，因为4G设计具有小区专有参考信号）。

此外，从5G到6G的演进必须通过单一的演进路径平稳进行。从5G中学到的一个重要经验是，应避免过多的架构选项分散市场且延缓新技术的采用 [6]。这意味着：

• 6G RAN应该连接到演进的5G核心网（5GC）。许多运营商尚未推出5GC，而它的架构非常灵活，可以轻松扩展以处理新的6G功能。以5G核心网的成熟基线为基础，可以顺利且经济高效地引入6G RAN和其他6G功能。
• 6G应该仅支持独立运行（SA）。在每个时间点，设备仅连接到5G或6G。尽管跨制式的双连接最初看起来像是聚合频谱资源的好方法，但事实并非如此。实际上双连接会导致性能不佳，并且通常所有流量都只在其中一条线路上传输。因此MRSS是首选的迁移路径。
• 6G应该包括开放接口，以建立健康的生态系统。因此，标准化工作应集中在关键接口上；在这些接口上，多供应商互操作性从商业角度来看是有价值的，而且在技术上也是可行的。这（显然）包括RAN-CN接口和空中接口本身，还包括下一代低层拆分和用RAN节点之间的接口实现移动性。

可观测性对于实现AI/ML和自动化的广泛使用至关重要。必须从一开始就考虑到这一点，例如通过指定必要的终端侧测量和报告。

最后，能耗效率是需要牢记的最重要的领域之一。在网络方面，原有5G的超精简范式应该在空间和频域进行扩展，将空闲模式和连接模式的设计分开。为确保设备的电池有较长的续航时间，基线设计中应包含唤醒信号等功能。

图 3：简化的 6G 架构

6G时间表总结

国际电联已经开展了数年的IMT-2030及后续的定义工作。随着技术性能需求研究工作于2024年开始，国际电联围绕6G的研究工作也将更加具体。

2023年，3GPP启动了6G相关研究，宣布开发6G规范，并将在2024年启动3GPP面向6G的需求研究工作。在目前达成一致的6G工作时间表中，计划在2025年年中（Release 20）开始为期21个月的6G技术研究项目，分析6G技术方案选择。最迟在2026年6月，3GPP将决定Release 21 6G规范制定项目（WI）的持续时间，从而决定6G规范第一版的发布日期。爱立信认为，6G规范应该在2028年底之前准备就绪。这将有助于在2030年之前将第一批商用6G系统推向市场。