基于5G-NR演進(jìn)淺析和展望未來(lái)6G系統(tǒng)中去蜂窩化技術(shù)的應(yīng)用

任 震 楊 立 謝 峰 夏樹強(qiáng) 韓志強(qiáng)

1 中興通訊股份有限公司 深圳 518057

2 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)多媒體技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 深圳 518057

1 業(yè)界背景和綜述

1.1 蜂窩與非蜂窩組網(wǎng)的對(duì)比

2019年是5G-NR蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)在中國(guó)商用的元年。5G-NR旨在實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)和改變社會(huì)，它不僅提升了面向普通移動(dòng)消費(fèi)者(to Customer,2C)的數(shù)字化消費(fèi)能力和移動(dòng)業(yè)務(wù)豐富度，更深度賦能了眾多的垂直行業(yè)，促進(jìn)它們生產(chǎn)關(guān)系的重構(gòu)升級(jí)和生產(chǎn)力提升，因此5G可謂全人類至今最強(qiáng)大的DICT基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)。5G-NR系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)的第三代合作伙伴項(xiàng)目(3GPP)，目前正在進(jìn)行Rel-17版本功能的標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)[1]，其反映出的B5G網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)化、垂直化和輕量化的特征和趨勢(shì)愈發(fā)明顯。

過(guò)去，移動(dòng)電信運(yùn)營(yíng)商都是以蜂窩組網(wǎng)(Cellular Based)且服務(wù)2C類用戶為主，即在某個(gè)特定的中心頻點(diǎn)和頻段帶寬上，蜂窩服務(wù)小區(qū)(Cell)被同頻重用的連續(xù)構(gòu)建，并且彼此之間可有相鄰重疊覆蓋。隨著異構(gòu)組網(wǎng)、射頻拉遠(yuǎn)和波束賦形(Beamforming，BF)等技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，蜂窩Cell可根據(jù)目標(biāo)覆蓋和容量的需要，呈現(xiàn)出不同的覆蓋形狀。與蜂窩組網(wǎng)相對(duì)立的是以IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)所制定的無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)為代表的非蜂窩技術(shù)，它們的服務(wù)小區(qū)無(wú)需但可被連續(xù)地構(gòu)建，彼此之間無(wú)需但可有重疊覆蓋。在非蜂窩系統(tǒng)中，各個(gè)相鄰服務(wù)小區(qū)和無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)(AP)之間不需要有緊密或動(dòng)態(tài)協(xié)作互操作，例如WLAN中沒(méi)有跨小區(qū)干擾協(xié)調(diào)和切換/雙連接等復(fù)雜操作。非蜂窩系統(tǒng)主要面向準(zhǔn)靜止和游牧式終端用戶，主要照顧處于覆蓋中心地帶的用戶，無(wú)線服務(wù)方面盡力而為，用戶體驗(yàn)無(wú)法被嚴(yán)格地保證；而3GPP蜂窩系統(tǒng)不僅面向準(zhǔn)靜止和游牧式終端，更重要能面向廣域移動(dòng)甚至高速移動(dòng)終端，且能提供保證的用戶體驗(yàn)，非常強(qiáng)調(diào)無(wú)線服務(wù)的連續(xù)性、魯棒性、低丟包率和處于小區(qū)邊緣地帶的通信性能。

因此，蜂窩和非蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)最核心的差別不是在峰值速率、吞吐率、傳輸延時(shí)等這些KPI關(guān)鍵指標(biāo)方面，而是在能否高質(zhì)量地支持服務(wù)連續(xù)性、魯棒性、小區(qū)邊緣和中心用戶的一致性性能等方面。過(guò)去，主流通信運(yùn)營(yíng)商之所以選擇蜂窩組網(wǎng)，主要考慮了2C場(chǎng)景用戶需求，各類終端用戶的不同體驗(yàn)需求，和大尺度范圍內(nèi)移動(dòng)和較廣闊的位置分布等特征訴求。

1.2 蜂窩小區(qū)坍塌(去蜂窩化)

眾所周知，5G-NR系統(tǒng)技術(shù)和組網(wǎng)部署遠(yuǎn)比WLAN的要復(fù)雜得多。它不僅表現(xiàn)在對(duì)各個(gè)5G-NR蜂窩小區(qū)的縝密規(guī)劃、參數(shù)設(shè)置、各種網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議棧和機(jī)制流程設(shè)計(jì)方面，更表現(xiàn)在空口數(shù)據(jù)調(diào)度傳輸管控更嚴(yán)密精準(zhǔn)方面[2-3]。5G-NR復(fù)雜設(shè)計(jì)帶來(lái)的好處是系統(tǒng)內(nèi)各種資源的利用效率高、業(yè)務(wù)質(zhì)量可被精準(zhǔn)管控，但它也有明顯的缺點(diǎn)，比如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和開發(fā)測(cè)試過(guò)程很復(fù)雜，耗時(shí)耗力，系統(tǒng)綜合成本和組網(wǎng)部署運(yùn)維費(fèi)用高。若以此方式演進(jìn)到6G時(shí)代，很可能難以承受和駕馭，必須極大地依賴人工智能(AI)等輔助手段。為了平衡上述優(yōu)劣點(diǎn)，主流通信運(yùn)營(yíng)商通常采取以多頻點(diǎn)、大帶寬、大容量的宏蜂窩小區(qū)覆蓋為主，同時(shí)在熱點(diǎn)部署微/皮基站小小區(qū)(Small Cell)和非蜂窩小區(qū)(WLAN)熱點(diǎn)疊加覆蓋為輔的異構(gòu)組網(wǎng)模式，如圖1所示。實(shí)踐證明，這在一定程度上能降低系統(tǒng)綜合成本，但卻又帶來(lái)異構(gòu)節(jié)點(diǎn)生態(tài)和異構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)管控等負(fù)面問(wèn)題。

圖1 蜂窩為主、非蜂窩為輔的異構(gòu)組網(wǎng)模式

再進(jìn)一步，如果運(yùn)營(yíng)商想更大程度地去簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)和降“規(guī)建維優(yōu)營(yíng)”成本，可嘗試如圖2類似的異構(gòu)部署：即以Small Cell和非蜂窩小區(qū)覆蓋為主，而蜂窩超大宏小區(qū)連續(xù)無(wú)縫覆蓋為輔(超大宏小區(qū)可覆蓋目標(biāo)區(qū)域的大部分，但僅提供基本的接入信令管控服務(wù)，用戶面業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸主要依賴于眾多的Small Cell和非蜂窩小區(qū))，就會(huì)出現(xiàn)所謂的“蜂窩小區(qū)坍塌”或“去蜂窩化”。在蜂窩小區(qū)坍塌的系統(tǒng)中，除了配置較窄帶寬和有限容量的信令管控層之外，主體業(yè)務(wù)容量層不再構(gòu)建起無(wú)縫的連續(xù)覆蓋，甚至在某些時(shí)刻和某些地區(qū)，會(huì)出現(xiàn)有益的無(wú)線覆蓋空洞。因?yàn)槟抢飼簳r(shí)沒(méi)有用戶業(yè)務(wù)，根本不需要原本無(wú)謂浪費(fèi)的無(wú)線信號(hào)覆蓋。

蜂窩小區(qū)坍塌(去蜂窩化)的理念在于：終端用戶并非均勻或完全隨機(jī)的物理分布，網(wǎng)絡(luò)中流量消耗和QoE需求有一定的區(qū)域統(tǒng)計(jì)特征；更加精準(zhǔn)有效的按需無(wú)線覆蓋既能降低能耗，還能減少空口電波干擾。上述特征在垂直行業(yè)(to Business，2B)某些場(chǎng)景(例如工業(yè)園區(qū)、礦區(qū)港口等)比2C場(chǎng)景更為明顯。蜂窩小區(qū)坍塌(去蜂窩化)的根本訴求在于：通信運(yùn)營(yíng)商渴求能進(jìn)一步降低系統(tǒng)和組網(wǎng)復(fù)雜度、CAPEX和OPEX成本，充分利用好2C和2B各種場(chǎng)景下的特征條件，實(shí)現(xiàn)無(wú)線服務(wù)的按需精準(zhǔn)投放和資源投入產(chǎn)出更高性價(jià)比。因此，蜂窩小區(qū)坍塌一方面關(guān)系到移動(dòng)系統(tǒng)制式的本身設(shè)計(jì)(如何讓系統(tǒng)變得更精簡(jiǎn)、更高效和性價(jià)比更高)，另一方面還關(guān)系到組網(wǎng)運(yùn)維等。總體上，蜂窩小區(qū)坍塌(去蜂窩化)有著特定的市場(chǎng)和商業(yè)應(yīng)用前景，尤其在未來(lái)非常廣闊的2B垂直行業(yè)領(lǐng)域。

圖2 非蜂窩熱點(diǎn)為主&蜂窩保底為輔的異構(gòu)組網(wǎng)模式

1.3 蜂窩小區(qū)坍塌與Cell Free類技術(shù)

為了解決蜂窩組網(wǎng)中小區(qū)邊界性能差，難以做到以用戶為中心的痛點(diǎn)，業(yè)界很早就開始了所謂Cell Free(也稱作虛擬小區(qū)、軟小區(qū)等)[4-5]和分布式多天線MiMo技術(shù)的研究[6-7]。本質(zhì)上，所有Cell Free類和分布式MiMo類技術(shù)，都是建立在無(wú)線收發(fā)節(jié)點(diǎn)天線(基站TRP)之間緊密協(xié)同和協(xié)作的基礎(chǔ)之上，因此網(wǎng)絡(luò)要進(jìn)行較大的超寬帶光纖布設(shè)，無(wú)線資源管控和調(diào)度計(jì)算復(fù)雜度也明顯提升。從終端角度看，UE獲得了多點(diǎn)的收發(fā)分集和空分容量增益，確實(shí)提升了通信性能，但這可能不是對(duì)每個(gè)終端UE都那么必要。因此，Cell Free類技術(shù)其實(shí)就是以更大的系統(tǒng)復(fù)雜度和成本代價(jià)，去構(gòu)建起一個(gè)更大的蜂窩小區(qū)，等效于有機(jī)合并了原本若干個(gè)獨(dú)立小小區(qū)。Cell Free主要解決了蜂窩小區(qū)邊界通信性能一致性問(wèn)題，而移動(dòng)系統(tǒng)上層的諸多痛點(diǎn)問(wèn)題基本不管。這不同于上述蜂窩小區(qū)坍塌(去蜂窩化)更廣內(nèi)涵和原始意圖，例如：各種系統(tǒng)機(jī)制的靈活簡(jiǎn)化和基站節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步被輕量化等方面。

2 去蜂窩化訴求的啟示和3GPP如何應(yīng)對(duì)

2.1 WLAN非蜂窩化的特點(diǎn)和啟示

下面從WLAN非蜂窩系統(tǒng)的機(jī)制特點(diǎn)出發(fā)，看看蜂窩小區(qū)坍塌(去蜂窩化)背后的訴求到底是什么？而5G-NR又是如何應(yīng)對(duì)的？

1)WLAN最大優(yōu)點(diǎn)是可部署工作在零成本的非授權(quán)頻段載波上，AP設(shè)備即插即用，部署組網(wǎng)服務(wù)非常精簡(jiǎn)方便。WLAN基站AP(除了后來(lái)Wi-Fi6/11.ax基于調(diào)度)通常不以正交時(shí)頻資源塊調(diào)度方式服務(wù)STA終端，因此不要求同一WLAN小區(qū)內(nèi)的所有終端之間進(jìn)行上下行時(shí)頻精準(zhǔn)同步，每個(gè)終端STA或基站AP以CSMA/CA搶占方式，輪流著去使用一定的信道資源(競(jìng)爭(zhēng)碰撞會(huì)導(dǎo)致低譜效)。WLAN系統(tǒng)中不存在高度集權(quán)的無(wú)線節(jié)點(diǎn)，每個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的身份地位基本相同，即使它們?cè)谀芰ε渲梅矫嬗胁町?。因此蜂窩坍塌訴求的第一個(gè)啟示是，應(yīng)降低基站類節(jié)點(diǎn)工作機(jī)制的復(fù)雜度和集成度，削弱基站類節(jié)點(diǎn)的高度集權(quán)，賦予終端類無(wú)線節(jié)點(diǎn)相對(duì)平等的地位權(quán)力。

2)WLAN系統(tǒng)是個(gè)超扁平(只標(biāo)準(zhǔn)化PHY/MAC層)、分布式且弱信令控制面的系統(tǒng)，它在MAC層只有管理幀、控制幀和數(shù)據(jù)幀的三種格式定義，WLAN系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)更多聚焦于用戶面業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸機(jī)制；而以5G-NR為代表的蜂窩系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)和空口各種信令流程的定義和設(shè)計(jì)要復(fù)雜地多，甚至大大超越了其用戶面設(shè)計(jì)工作，這導(dǎo)致5G-NR標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范和開發(fā)測(cè)試的工作任務(wù)非常繁重，部署上市周期被拉長(zhǎng)。大量的信令信息還導(dǎo)致額外的系統(tǒng)資源開銷和兼容性測(cè)試。因此蜂窩坍塌訴求的第二個(gè)啟示是，應(yīng)減少移動(dòng)通信系統(tǒng)不必要的控制信令設(shè)計(jì)和相關(guān)資源開銷，更多聚焦和提升用戶面的數(shù)據(jù)傳輸性能。

3)WLAN系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸不需要基于無(wú)線鏈路(RL)，終端完成服務(wù)AP認(rèn)證關(guān)聯(lián)鑒權(quán)后，在空口也是無(wú)確定狀態(tài)的；而以5G-NR為代表的蜂窩系統(tǒng)中，任何用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸都是基于RL的(伴隨著RLM監(jiān)控過(guò)程)，且終端UE在空口有著確定RRC狀態(tài)的。面向無(wú)線鏈路和空口狀態(tài)的管理，會(huì)導(dǎo)致額外的控制信令和系統(tǒng)資源開銷，有時(shí)更會(huì)導(dǎo)致較大的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延。因此蜂窩坍塌訴求的第三個(gè)啟示是，應(yīng)在特定條件下，適當(dāng)?shù)夭捎没跓o(wú)連接或無(wú)狀態(tài)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，盡量避免面向連接和狀態(tài)的管控。

4)蜂窩系統(tǒng)正在朝著小小區(qū)方向拓展，形成超密集網(wǎng)絡(luò)(UDN)[8]。服務(wù)小區(qū)越小，里面同時(shí)服務(wù)的終端個(gè)數(shù)就會(huì)越少，甚至只有一個(gè)UE，那么網(wǎng)絡(luò)就更容易做Per UE級(jí)別的小區(qū)管控服務(wù)。如果整個(gè)小小區(qū)的時(shí)頻資源可供單個(gè)終端完全使用，就可實(shí)現(xiàn)多用戶之間的空分隔離，避免多用戶間動(dòng)態(tài)干擾?；诟?jìng)爭(zhēng)搶占資源的非蜂窩小區(qū)，如果做成大覆蓋，里面同時(shí)服務(wù)的終端個(gè)數(shù)就很多，這會(huì)導(dǎo)致巨大的競(jìng)爭(zhēng)擁塞災(zāi)難和資源效率劣化，因此非蜂窩WLAN小區(qū)都是小小區(qū)。因此蜂窩坍塌訴求的第四個(gè)技術(shù)啟示是：盡量采取更小的小小區(qū)部署服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)多用戶間的空分隔離，減少多用戶間的沖突串?dāng)_。

圖3 WLAN為代表的非蜂窩制式四大技術(shù)特征優(yōu)勢(shì)

如圖3所示，上述四個(gè)啟示就是以WLAN為代表的非蜂窩系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)，其實(shí)也是蜂窩小區(qū)坍塌(去蜂窩化)訴求者及追捧者們的技術(shù)訴求。事實(shí)上，5G-NR在系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)之初，就已充分考慮到了這些技術(shù)訴求和啟示，并努力通過(guò)一些蜂窩系統(tǒng)制式框架內(nèi)的技術(shù)手段，去逼近和實(shí)現(xiàn)上述四個(gè)特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)方面。這說(shuō)明5G-NR在維持自己蜂窩化主特性的同時(shí)，也在積極地借鑒和融合著(去)非蜂窩的某些技術(shù)優(yōu)勢(shì)，下文將作具體分析。

2.2 5G-NR(B5G)功能演進(jìn)特點(diǎn)和應(yīng)對(duì)之策

針對(duì)上述第一點(diǎn)“精簡(jiǎn)便宜平等”的特征，5G-NR系統(tǒng)已支持和實(shí)現(xiàn)了在非授權(quán)載波上的standalone獨(dú)立部署和服務(wù)。若去除掉不必要的冗余功能之后，Lite gNB可演變成更便宜的輕量級(jí)無(wú)線基站，用于特殊場(chǎng)景的部署。隨著集成接入后程技術(shù)(Integrated Access Backhaul，IAB)的引入發(fā)展[1]，中繼節(jié)點(diǎn)IAB Node(包含MT和DU兩部分功能)具備了終端和基站的“二義性特征”。為了簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?GPP早期版本規(guī)定IAB Node必須是固定的無(wú)線節(jié)點(diǎn)，因此它的基站屬性特性更強(qiáng)一些，但它至少分化了IAB Doner基站內(nèi)的部分功能權(quán)力。未來(lái)IAB Node也可能是可隨意移動(dòng)的，那時(shí)它的終端屬性特性就更強(qiáng)一些。未來(lái)，當(dāng)用戶終端UE能力足夠強(qiáng)大的時(shí)候，它們都可成為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的有機(jī)部分，甚至被賦予更高的地位權(quán)力。此外，基于NR終端間直連Sidelink的系列功能也正被開發(fā)得越來(lái)越強(qiáng)大。因此可預(yù)見，3GPP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)正趨向于多樣化和多拓?fù)浠?，UE地位權(quán)力在不斷地被提升和利用，原先純基站蜂窩組網(wǎng)中已被融入了大量的非蜂窩組網(wǎng)元素。

針對(duì)上述第二點(diǎn)“弱信令、少冗余”的特征，5G-NR系統(tǒng)在減少控制面信令方面已做了不少方面的優(yōu)化。例如：為了減少不必要的系統(tǒng)廣播消息SI，5G-NR Rel-15初始版本就采取了On Demand SI按需發(fā)送機(jī)制，即除了周期性廣播必要的系統(tǒng)消息之外，其它SIBx系統(tǒng)消息塊，可由UE通過(guò)RACH請(qǐng)求觸發(fā)基站廣播。5G-NR Rel-15就支持RRC_INACTIVE新狀態(tài)，后來(lái)又支持了對(duì)雙連接下MCG/SCG底層配置的保存功能，因此當(dāng)UE回到單/雙連接工作狀態(tài)的時(shí)候，只需相對(duì)較少的控制信令即可完成單/雙連接操作恢復(fù)。5G-NR Rel-15還支持NG-U用戶面 TS38.415[9]新協(xié)議，即通過(guò)PDU Session會(huì)話用戶面帶內(nèi)In-band信令的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)IP Flow包傳輸控制，這比用控制面信令的方式更加輕量簡(jiǎn)約。因此我們可預(yù)見，3GPP網(wǎng)絡(luò)未來(lái)會(huì)一直致力于對(duì)控制面信令的簡(jiǎn)化、縮減去冗和不斷地優(yōu)化利用。

針對(duì)上述第三點(diǎn)“無(wú)連接無(wú)狀態(tài)”的特征，5G-NR 系統(tǒng)在Rel-17之前只能支持在RRC_CONNECTED連接狀態(tài)下傳輸用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，但隨著Rel-17 Small Data新傳輸手段的引入實(shí)現(xiàn)，也支持在RRC_INACTIVE狀態(tài)下直接傳輸小微量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)[10]，UE不再需要總是進(jìn)入RRC_CONNECTED狀態(tài)，且和基站之間無(wú)需建立維持無(wú)線鏈路。由于安全等因素，目前終端尚不支持在RRC_IDLE狀態(tài)下直接傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，但不排除未來(lái)的可能性。因此我們可預(yù)見，3GPP網(wǎng)絡(luò)未來(lái)會(huì)支持基于無(wú)連接無(wú)狀態(tài)的數(shù)據(jù)傳輸新手段，還會(huì)有各種非正交接入(Non Orthogonal Multiple Access，NOMA)傳輸技術(shù)[11-12]。Rel-17 Small Data方式的傳輸效率和資源利用率未必最好，但卻很適用于大并發(fā)、小微量、低延時(shí)數(shù)據(jù)包傳輸場(chǎng)景；而NOMA系列技術(shù)的未來(lái)應(yīng)用則有望進(jìn)一步提升無(wú)線譜效。

針對(duì)上述第四點(diǎn)“小小區(qū)弱互擾”的特征，5G-NR Rel-15已支持多天線波束賦形Beamforming操作。Beam其實(shí)就是之前Small Cell的升級(jí)版(更狹長(zhǎng)強(qiáng)指向的小小區(qū))[13]，它通過(guò)智能多天線實(shí)現(xiàn)了更小空間粒度的空分傳輸操作，較大減輕了多用戶之間的沖突串?dāng)_和空間干擾能耗。對(duì)于Above-3GHz中高頻段，為了獲得理想覆蓋，基于Beam的傳輸基本都是標(biāo)配；隨著Beam技術(shù)成熟優(yōu)勢(shì)凸顯，未來(lái)在Sub-3GHz低頻段，也會(huì)廣泛地使用Beams。當(dāng)未來(lái)6G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的Beam個(gè)數(shù)越來(lái)越多，終端使用越來(lái)越窄的Beams，用戶就猶如能和基站之間拉起一根或多根“無(wú)線光纖”，此時(shí)Beam也可看成蜂窩小區(qū)某種形態(tài)的坍塌。我們可預(yù)見，3GPP網(wǎng)絡(luò)未來(lái)大部分的網(wǎng)絡(luò)資源和能量開銷都將集中在眾多Beams上，而非傳統(tǒng)蜂窩小區(qū)似的能量大范圍投射。

如圖4所示，參考圖3中WLAN為代表的非蜂窩制式的主要優(yōu)點(diǎn)，以5G-NR為代表的3GPP蜂窩系統(tǒng)正在進(jìn)行相應(yīng)的“去蜂窩化”技術(shù)融合和自身機(jī)制的優(yōu)化增強(qiáng)。(B)5G蜂窩小區(qū)相比傳統(tǒng)的2/3/4G蜂窩小區(qū)，其實(shí)已有外觀和內(nèi)在的較大不同，已呈現(xiàn)出許多的“去蜂窩化”特征，并且這種“去蜂窩化”融合趨勢(shì)，未來(lái)還會(huì)繼續(xù)地被深化拓展。

圖4 5G-NR為代表的蜂窩系統(tǒng)已融合了多種非蜂窩化技術(shù)

3 如何面對(duì)未來(lái)潛在的6G小區(qū)去蜂窩化

未來(lái)6G移動(dòng)通信系統(tǒng)將面向“全覆蓋”、“全頻譜”、“全應(yīng)用”和“強(qiáng)安全”[7,14]。業(yè)界普遍預(yù)測(cè)3GPP將會(huì)在Rel-20階段(2026年前后)，針對(duì)6G系統(tǒng)開始進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作。屆時(shí)6G系統(tǒng)的設(shè)計(jì)起點(diǎn)將是(B)5G業(yè)已完成的各種系統(tǒng)特征功能(包含了Rel-15/16/17/18/19)和上述(B)5G諸多“去蜂窩化”技術(shù)的使用實(shí)效證明，因此6G系統(tǒng)將會(huì)以原生內(nèi)生的姿態(tài)，集“蜂窩 vs 非蜂窩”各自理念和優(yōu)勢(shì)技術(shù)古今之大成，深度融合共存發(fā)展。

未來(lái)，潛在的“6G去蜂窩化”訴求，主要關(guān)系到“全頻譜”、“全應(yīng)用”和“強(qiáng)安全”三方面。隨著6G基于5G毫米波的開發(fā)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步朝著更高頻段(太赫茲、可見光等)拓展，6G服務(wù)小區(qū)必將以更窄的波束Beam和光束形式體現(xiàn)，服務(wù)指向性更強(qiáng)更準(zhǔn)。隨著6G基于5G在當(dāng)今局部垂直行業(yè)的部署應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步朝著更廣闊的垂直行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域(上行超大視頻、高級(jí)智能體聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等)拓展，6G服務(wù)小區(qū)和其相關(guān)部署組網(wǎng)必將體現(xiàn)出更多的異構(gòu)化、定制化、輕量化和本地化等特征，進(jìn)一步較大拓展通信運(yùn)營(yíng)商的盈利增收空間[15]。隨著業(yè)界對(duì)6G“強(qiáng)安全”的訴求，6G服務(wù)小區(qū)必須要能體現(xiàn)出用戶按需的物理/邏輯隔離性、連接可信性、隱私性等安全特征。上述面向未來(lái)6G服務(wù)小區(qū)的特征訴求，不僅要依賴更先進(jìn)的蜂窩技術(shù)手段，還要依賴于各種去蜂窩化的理念和技術(shù)手段。因此可以推斷，未來(lái)6G移動(dòng)通信系統(tǒng)仍將會(huì)以蜂窩制式為主體，6G服務(wù)小區(qū)不會(huì)完全的蜂窩坍塌(去蜂窩化)，但6G蜂窩服務(wù)小區(qū)將會(huì)支持和實(shí)現(xiàn)更多的去/非蜂窩化的特征功能，以滿足通信運(yùn)營(yíng)商6G時(shí)代下，更簡(jiǎn)約、實(shí)效、低成本的“規(guī)建維優(yōu)營(yíng)”需要。

4 總結(jié)和展望

在5G時(shí)代，通信運(yùn)營(yíng)商們沒(méi)再在蜂窩與非蜂窩組網(wǎng)之間過(guò)多地糾結(jié)，堅(jiān)定地選擇了兩者之間異構(gòu)融合組網(wǎng)方式，只是各家的異構(gòu)組網(wǎng)程度有所不同。5G-NR系統(tǒng)技術(shù)在堅(jiān)持自身蜂窩主體特性的同時(shí)，開始吸收非蜂窩制式的多種先進(jìn)理念和優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步讓(B)5G系統(tǒng)變得更靈活、高效、精簡(jiǎn)、便宜和綠色輕量化。基于3GPP當(dāng)前Rel-17標(biāo)準(zhǔn)化狀態(tài)，未來(lái)B5G和6G服務(wù)小區(qū)不僅不會(huì)坍塌，應(yīng)會(huì)繼續(xù)融入和支持更多的去蜂窩化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和特性。無(wú)論“蜂窩坍塌”(去蜂窩化)最終會(huì)有什么新叫法或新變種，通信運(yùn)營(yíng)商們只是期待更低成本、更高效、更高質(zhì)量的移動(dòng)解決方案，和能支撐未來(lái)更大盈利增收空間的空口網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組合[15]。因此蜂窩和非蜂窩制式之間彼此借鑒、取長(zhǎng)補(bǔ)短、相互融合共存是大勢(shì)所趨，它們之間不存在彼此替代和被顛覆的關(guān)系，會(huì)從如今的異構(gòu)共存協(xié)作，走向更深的原生內(nèi)生融合演進(jìn)，但保守起見，未來(lái)6G網(wǎng)絡(luò)仍可利用蜂窩制式為主體架構(gòu)。例如，NR-U已率先支持了多個(gè)非授權(quán)載波聚合，而Wi-Fi 7.0也正在通過(guò)Multi-Link技術(shù)，去實(shí)現(xiàn)類似的載波聚合效果；Wi-Fi已開始研究通信感知融合一體化技術(shù)，而3GPP系統(tǒng)未來(lái)也會(huì)朝著這個(gè)目標(biāo)和技術(shù)領(lǐng)域去拓展。未來(lái)B5G和6G系統(tǒng)理應(yīng)朝著端到端的云化、服務(wù)化和更加輕量化的方向去發(fā)展，從而徹底打破過(guò)去蜂窩與非蜂窩制式之間的楚河漢界。