2026年的MWC巴塞罗那世界移动通信大会(MWC Barcelona 2026)即将开幕。
通信行业的各大厂家,将在这个舞台集中展示最重磅的创新成果。我也将在后续的几天持续追踪行业热点与趋势。
今天,我们先来看下行业的翘楚——高通将给我们带来的技术创新:端到端6G原型系统。
端到端6G原型系统 | 高通发布于Youtube
在其官方发布的视频中展示了这款原型机的核心架构:
1、它采用了Giga-MIMO技术,这是5G Massive MIMO的升级版,拥有更多的天线振子和收发通道,容量自然更大。我们知道5G一般是192天线振子,32或者64收发通道,高通的原型机采用7GHz频段,设备里直接塞进了2048天线振子,支持256收发通道。
2、它采用了一种叫做“概率整形(Probabilistic Amplitude Shaping,简称PAS)”的空口调制技术,能在不增加带宽、不额外功耗的前提下,大幅提升谱效、覆盖和能效,从根本上逼近香农容量极限。
3、它采用了子带全双工(SBFD,Subband Full Duplex)技术,每个子带都有独立的天线阵列。在400M带宽的载波上划分了两个子带,这样可以实现上下行同时高速传输,且时延极低。
6G原型机结构拆解 | 高通发布于Youtube
结果显示,在配置下行子带300MHz/8层/1024QAM,上行子带100MHz/4层/256QAM时,下行超过速率16Gbps,上行速率超过2Gbps。
6G原型机测试配置及结果 | 高通发布于Youtube
下面,我们来挨个看下这三个关键技术。
Giga-MIMO:巨量天线阵列
在5G时代,大规模MIMO(Massive MIMO)已经广泛落地。Massive MIMO的硬件基础是大规模天线阵列,一般是192由天线振子组成的32或者64收发通道。
到了6G,Massive MIMO升级到了Giga-MIMO。“Giga”源自希腊语,意为“巨量的”。到这个级别,天线振子数至少要上千才说得过去。
高通的7GHz原型机里面塞进了2048振子,支持256收发通道。天线振子和收发通道数量是Massive MIMO的10倍,自然能支持更高的吞吐量。
为什么7GHz频段原型机为何能容纳2048个天线振子?
这是因为天线振子的间距和波长相关,而波长又和频率成反比。简单说,频率翻倍,波长就减半。相比5G的主流频谱3.5GHz,7GHz频段更高,波长更短,再结合工程优化,就能在设备里塞下更多的天线振子。
在高通的13GHz 6G原型机中,更是集成了4096个天线振子。
Giga-MIMO: 解锁6G潜能 | Karem Alomari发布于LinkedIn
如此超量的MIMO,必然意味着更为复杂的信号处理和能耗管理,这就需要AI出场了。因此,站点级AI原生是实现Giga-MIMO的基础。
有了大规模天线阵列和AI算法加持,信号的空分能力进一步增强。这使得6G基站可以支持精准的窄波束,即使频段高于5G主流频段,仍然可以支撑相同的站间距。这样一来,在部署6G时可完全复用已有的站址,这一点非常关键。
概率整形:效率逼近香农限
在传统的QAM数字调制中,星座图上的所有点被发送的概率是相等的。比如在64QAM中,星座图上有64个点,每个点代表了6比特信息,具体发哪个点取决于要传的数据。从统计的角度上来看,每个点被发送的概率相同,这被称为“均匀分布”。
然而,这样“一刀切”的弊端很明显。星座图边缘的点幅度大,能量很高,中心的点能量较低。如果所有点概率一致,为了覆盖边缘点,发射机必须保持较高的平均功率,这在信噪比(SNR)波动时效率不高。
概率整形(Probabilistic Shaping)技术在调制的时候增加了一个“编码”算法,不再让每个符号固定地对应某一串比特,而是一次处理一大批符号,用这些符号的特定组合来表达同样长度的比特。这样系统就能操纵不同符号出现的概率,让低能量符号出现的概率高,高能量符号出现的概率低。
这种调整使得信号的统计特性更接近高斯分布。通信理论证明,在加性高斯白噪声信道中,高斯分布的信号能实现最高的频谱效率。
结合几何与概率整形的星座图设计 | NEC Laboratories America, Inc., Princeton, NJ 08540, USA
从上图可以看出,16QAM采用了概率整形之后,相同信噪比(SNR)下的误码率显著下降(红线)。
据高通测试,采用了概率整形之后,频谱效率可以提升15–30%。
子带全双工:TDD上构建频分双工
从3G时代开始,数据业务(流量)迅猛增长。当时的上下行流量是极不对称的,大家下载用的流量远远多于上传。TDD(时分双工)可以通过配置更多的下行时间从而更好支持大下行,优势逐渐显现。
到了5G时代,随着直播业务的兴起,上行流量占比不断提升。在6G时代,预期沉浸式通信以及智能体通信对上行带宽和时延的要求更高,这就要必须重新考虑上下行的平衡了。
然而,大带宽资源都是TDD模式,怎么在TDD模式下同时实现大上行和低时延呢?
答案是,在TDD带宽内引入FDD的思路,将其划分为下行子带和上行子带,上下行同时传输,速率和时延兼顾。这就是子带全双工(Subband Full Duplex),简称SBFD。
我在3年多前写过关于子带全双工的详细介绍,详情可以点击“”阅读参考。
在高通看来,6G的基础设施,就是Giga-MIMO加上子带全双工。
6G空口 | Giga-MIMO & SBFD | 高通官网
要支持子带全双工,最关键的是要做好上下行的干扰消除。高通的6G原型机内一贯分为两个天线阵列,以更好地进行收发隔离。
时 光荏苒,无线通信代际演进的步伐不断前行。似乎昨天我们还在讨论5G产业博弈和应用发展,今天已经将视野放到了6G。
在5G领先的基础上,中国也早已启动了6G征程,通过IMT-2030推进组和头部企业的努力,抢占6G标准和应用高地。预计到2030年,6G将带着我们拉开“万智智联”新时代的序幕。
6G不是速度的终点,而是智能的起点。让我们共同期待,这个无线世界的无限可能,将如何点亮我们的未来!
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