移动通信全国重点实验室：
从2G到6G，寻求解决移动通信关键问题的“密钥”
新华日报 2024年1月10日 第12版
在2G、3G时代，我国跟国际领先水平还有一定的差距，而到了5G、6G时代，我国已经走在了全球前列。这其中的部分重要技术支撑，就源于依托东南大学建设的移动通信全国重点实验室。近日，《科技周刊》记者走进移动通信全国重点实验室，探访其是如何牵头承担多项国家项目，面向未来产业组织科研，致力于为江苏培育新质生产力添砖加瓦。
移动通信实验室能做什么？
移动基站收发信机工作灯交替闪亮、移动终端测试下载网速……这样的场景对实验室的科研人员来说早已司空见惯。移动通信全国重点实验室潘志文教授告诉记者，从早期的2G到现在的6G，他们30多年来一直聚焦移动通信的研究。“移动通信是一个庞大且复杂的体系，全世界各个国家投入了大量的人力物力，才能将一代移动通信系统构建出来。我们在一代移动通信开始商用后，就必须谋划下一代移动通信技术。”
实验室最初的使命是什么？“在2G时代，中国的移动通信基本上处于空白状态，所以那个时期我们最主要的任务就是追赶，让我们国家的科研水平、工业水平能够跟上国际发展步伐，是我们当初最重要的使命。”潘志文说，在那个时期，实验室做出了第一个CDMA移动通信实验系统，掌握了移动通信的核心技术。上世纪90年代末，实验室开始牵头研发我国3G移动通信系统；随后，实验室牵头4G国家863项目。到了5G时代，实验室的工作更加丰富多彩，现在正全力投入6G研发当中。
实验室的工作除了科研外，还承担移动通信行业人才培养的任务。走在实验室中，记者常能看到东南大学的学生们三三两两围坐一团，针对自己的任务开展“头脑风暴”。一位同学告诉记者，“我们的任务是无线传输算法研究。”潘志文向记者解释道，无线传输是指信号在发送端到接收端之间进行传输。“无线信号随时间和空间发生变化，即使人保持不动它也会发生变化。无线电波频谱资源有限，如何高效充分利用是难点，所以无线传输算法要解决可靠传输和有效传输的问题。”
在实验室中，像这样的尖端课题并不罕见。近年来，实验室在6G无线传输技术、核心支撑技术方面取得重要突破，部分性能指标达到了世界领先。“我们一直在围绕包括无线传输算法研究在内的蜂窝移动通信关键技术展开研究。而现在，实验室主要面向6G相关技术开展研发，包括移动通信高频器件等技术难题，为国家补齐短板，解决‘卡脖子’问题，我们的使命是强链补链。”
6G从这里走出
2023—2024年细化技术要求，2027年左右开始标准研究，2030年左右开始系统部署……这是国际电信联盟（ITU）给出的路线图。近年来，实验室在6G研发领域已取得了多项关键技术突破且走在国际最前列，部分技术目前已经服务于国家重要工程等领域。“这些年，政府工作报告都提到超前部署6G技术的研究。”潘志文这样解释道：“我们预计2030年在国内基本实现6G商用，但也有可能提前或推迟。”
作为新一代移动通信技术协议，6G可能将会是颠覆性、突破性的技术，具有无限的未来想象空间。“国际电信联盟不久前发布了《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》，明确提出6G六大场景，分别为沉浸式通信、超大规模连接、极高可靠低时延、人工智能与通信的融合、感知与通信的融合、泛在连接，与5G的三大典型场景，包括移动增强宽带、低时延高可靠、海量物联网通信相比，有了明显的增强和扩展，对研究而言极具挑战性。6G能力更强，关键技术更具挑战，而这也正是如今的科研方向。”潘志文补充道。
如何实现让6G走向千家万户？潘志文说，技术驱动和需求驱动都很关键。“5G还有很多问题没解决，比如3D超高清视频在5G系统中难以流畅播放。还有增强现实技术等，在5G系统里仍然难以完全支持。”通信领域6G技术代表着未来趋势，而一项重要技术实现突破，需要很长时间。移动通信技术十年一代，在各方面能力大幅提升的同时，与之相关的系统设计的难度、实现的成本等都会急剧增加。
“在实验室环境中，我们有许多种办法达到6G所预期的网络传输速度，但是如何在丘陵、雪山、火车甚至飞机上也能保持这样的速度，这是一个难题。要用好6G这项技术，我们不光需要探索它能不能带来能力的提升，还需要研究如何将成本予以控制从而让其有商用推广的可能，这是产业界非常关注的重点，也是我们科研工作者需要解决的难题。”潘志文表示，在信息技术瞬息万变的今天，实验室将继续树立“用20年甚至30年干好一件事”的心态，继续坚守在科研一线，为6G技术的突破与运用贡献力量。
移动通信塑造“神经网络”
6G只是网速快一点吗？在潘志文看来，更快的网速、更低的延迟、更可靠的信号，这些都不足以描述6G的效能。“6G是典型的新模式新业态。”潘志文解释说，继4G改变生活、5G改变社会后，6G将改变世界。
作为现代社会的“神经网络”，潘志文认为，6G也是赋能新质生产力的重要技术支撑。“6G作为一个基础信息技术，可以说是信息化的技术底座。譬如需要依靠高速无线网络传输的数字孪生技术，5G显然还不足以很好地支撑，而6G将更好地解决此问题。”潘志文把6G定位成新质生产力的“使能”技术，在这样的技术基础上，对延迟与可靠性要求更高的无人驾驶，脱离线缆的无线智能工厂，都有希望基于6G技术而走向成熟。
除了在高尖精领域内开疆拓土外，实验室还积极地将技术分享出去，惠及整个社会。“一个国家级的科研机构需要回答的问题，就是你有什么样的看家本领，怎么去服务国家。对于移动通信来说，服务国家的其中一方面就是怎样去服务产业界，从2G开始到现在，我们每一代移动通信都形成了大量的创新技术，很多技术已经转移到企业了，还有企业会主动寻求对接发布技术需求。在承担项目研发时，我们能够产生大量技术，而这些技术有可能是解决移动通信关键问题的‘钥匙’，与此同时，企业也在寻找这把‘钥匙’，双向奔赴，岂不美哉？”潘志文说，从2G到6G，移动通信技术都是串联社会的重要脉搏。“作为产业链的一环，我们期望整合整个产业链上的产学研机构和上下游资源，形成积极营造互通有无、优势互补的良好生态，从而形成更佳的新质生产力体系。”潘志文说。
依托东南大学重要的通信学科建设，移动通信全国重点实验室在历史沉淀上面有相当的优势，技术积累非常深厚。“根据科技部要求，一年前实验室结构重组，实验室定位应用基础研究，瞄准国家重大战略需求，做有组织的科研攻关。”潘志文说，这一年来，实验室改革原有组织模式，将目光聚焦于无线传输技术研发，前景可期。