Toward 6G: MIMO Continues to Evolve, Foundational Innovation Unlocks Long-Term Value
English text is being prepared.
The 3GPP Release 21 timeline has been finalized. 6G will carry forward 5G baseline technologies such as waveforms, modulation, frame structure, and channel coding, and will only extend them when there are quantifiable gains in dimensions such as spectral efficiency, energy consumption, and coverage. MIMO is evolving into a system-level design framework spanning all 6G frequency bands. Giga-MIMO extends massive MIMO to the upper mid-band at 6-8 GHz; Qualcomm assesses that it can achieve roughly 5x network capacity expansion and about 3x improvement in average user throughput, supporting up to 32 layers in the downlink.
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每一代移动通信标准开启之时,人们的想象往往从“颠覆”开始。但当技术复杂度与产业投资累积到今天的量级,代际演进终究要回到一个朴素的命题:技术与商业的平衡。
这种产业性的共识体现在6G标准化过程中,则是建立在5G关键基础技术之上,而非另起炉灶。
从当前标准化进展来看,6G呈现出的一个显著特征,并非颠覆,而是延续。
今年6月,3GPP RAN全会敲定Release 21时间表。其中,波形、调制、帧结构、信道编码等5G基线技术得到延续。6G实现对5G的延续,既是技术上的务实选择,也是商业上的必然路径。对于行业参与者而言,其在3G、4G、5G时代围绕基础连接技术形成的长期积累,正成为参与6G标准演进的直接起点。
延续而非颠覆:6G的务实底色
早在2025年8月和10月的3GPP RAN1会议上,业界就波形、调制、帧结构与信道编码达成初步基础决定,并在6月的全会上得到进一步确认:保留经过验证的5G技术,只在频谱效率、能耗、覆盖与区域效率等维度存在可量化增益时,才做进一步扩展。
波形层面,继续采用CP-OFDM与DFT-s-OFDM作为上下行链路基线方案;调制层面,沿用5G NR星座图结构;帧结构与参数集层面,复用5G NR时隙框架与可扩展参数集;信道编码层面,数据信道沿用LDPC、控制信道沿用Polar编码。
上述支撑定义5G NR的底层发明技术,已在全球范围内得到了验证,共同构成了6G空口的核心机制,包括频谱如何使用、信号如何编码,以及用户设备(例如智能手机或其他类型终端)如何与网络通信。这也说明了5G到6G本身便具有很强的连续性,这种延续性也进一步体现出基础技术创新的长期价值。
但需要强调的是,6G延续5G并不意味着性能增益的停滞。6G在设计之初便将与AI、分布式计算的协同演进纳入考量,针对AI与智能体催生的持续上行密集型流量场景,促使6G将DFT-s-OFDM从5G时代的单层扩展至可以支持多层传输,上行最多可支持两层传输,这些增强特性对于扩展现实(XR)、实时视频、感知和AI驱动型工作负载等十分重要。
此外,围绕7GHz新频段,网络侧最高可支持400MHz的信道带宽,相较5G中频段常见的100MHz显著跃升。上述功能支持无线通信系统向更动态化、多终端协同、计算驱动型的应用场景演进,而无需依赖载波聚合技术。
因此,6G延续5G技术基线,并非创新乏力的保守之举,而是对经全球验证的成熟路径的理性选择:对终端和网络设备制造商而言,降低了代际转型的技术与投资不确定性;对深耕底层技术的企业而言,多年积累的技术资产得以在6G时代继续释放价值。
MIMO:从持续演进中走向6G
如果说5G基础技术的整体沿用勾勒出6G的轮廓,那么MIMO则提供了观察技术延续与演进的另一样本。
MIMO一直是跨越多代蜂窝通信系统的基础性技术,并且随着网络持续拓展容量、覆盖范围和性能而持续演进。
4G时代,通过利用MIMO天线方案,大幅提升数据速率与可靠性;5G时代,MIMO方案向“大规模MIMO”技术演进,大幅拓展网络覆盖范围、提升网络性能、数据传输速率和可靠性。
在6G中,MIMO从一项具有重大影响力的特性演进为一个横跨所有6G频段的系统级设计框架。Giga-MIMO借助更密集的天线阵列和更高的空间重用,将大规模MIMO拓展到6-8 GHz的中频段高段,让系统可以在不增加面板尺寸的前提下成比例增加天线数量,以更窄波束补偿更高的路径损耗,带来进一步的网络性能和用户体验的提升。
高通的系统评估显示,增加中频段高段层,能够实现约5倍的网络负载扩展,以及约3倍的平均用户吞吐量提升,同时保持用户整体性能提升。常规的5G多用户MIMO系统可在下行链路中最多支持16层,而凭借更好的空间分辨率,6G Giga-MIMO可支持多达32个下行层,带来网络性能和用户体验的双重提升。
6G Giga-MIMO的意义不只在于更高的峰值容量,而是在兼顾可部署基础设施限制的前提下,融合更宽带宽、更密集天线阵列和空域扩展能力,将中频段的高段频谱打造为实用的广域容量层。
此外,在6G中,借助通感一体化(ISAC)将MIMO扩展到通信领域之外,使基站能够复用通信基础设施、参考信号和波形,用于检测、定位、追踪和分类无源目标。由此带来包括空中无人机实时探测与分类、高保真无线数字孪生等创新应用与服务。
回看MIMO这条持续演进的路线,每一次都站在前一代验证过的地基上,通过持续研究、系统级设计和多代标准化逐渐形成,没有推倒重来,而是层层累积,这正是6G“延续而非颠覆”的直接体现。
基础创新释放长期价值
移动通信或许是回报周期最长的行业之一:一代标准从研究到商用,周期以十年计;而标准中每一项被“沿用”的技术,生命周期远比这更长。在被写进规范之前,它们已经历了多年的研究、反复验证与多代标准化的打磨。
如果说6G选择在5G核心基础技术之上持续演进体现了产业共识,那么这一共识背后,也离不开产业长期以来对基础技术的持续投入与积累。高通正是其中的长期参与者之一。
自公司成立以来,高通始终专注于长期基础性研究。过去十年,高通在研发上的投入已超过700亿美元。
在5G新空口规范中,高通贡献了包括基于OFDM的可拓展空口、基于时隙的灵活框架、先进信道编码、大规模MIMO等重要基础性技术发明,成为支撑“5G之树”的重要组成部分。在6G MIMO方面,高通正以Giga-MIMO、高能效系统设计与端到端原型验证,塑造6G MIMO的演进方向。围绕连接、计算、感知三大基石,高通正为自2029年起逐步实现6G商用做准备,从大规模MIMO迈向超大规模Giga-MIMO,并推进非地面网络、通感一体化等前沿方向。
从3G、4G到5G,再到正在推进标准化进程的6G,移动通信技术始终建立在持续研究、验证与演进之上。对于高通而言,其在多代移动通信中形成的基础技术积累,也成为继续开展6G研究的重要基础。随着6G标准化逐步推进,高通也正持续推进关键技术研究、标准演进与产业生态探索。