6G賦能新應用　新世代通訊頻譜/功耗決定成敗

行動通訊快速演進，3GPP R18標準才剛剛進入制定階段，5G R16的標準內容也尚未完全投入市場，大眾的眼光卻已經看向Beyond 5G(B5G)，開啟6G願景想像。6G預計來到THz頻譜的潛力應用將擴大通訊範圍，也因此帶來頻譜共用、節能永續等問題，是在迎接科幻小說描述的未來前，必須關注並克服的關卡。

資策會(MIC)資深產業分析師兼專案經理鍾曉君提出行動通訊發展四大關鍵，說明B5G/6G的發展走向。首先，是在延遲、速率、容量、設備連接量等面向的全面升級，並藉此跨足不同目標領域，例如5G便藉由其性能，將行動通訊市場從一般消費者轉往垂直領域企業應用；其二為通訊服務和終端設備並行，空有通訊技術卻沒有對應終端無法完全發揮新世代行動通訊的威力，兩者需要並行發展，才能得到真正的「殺手級應用」。

第三項關鍵為基礎建設布建，隨著全球行動流量翻倍成長，需要更多小型化基地台和頻譜資源來支援，鍾曉君也提到，未來系統需求應同時思考跨架構、頻譜與無線接取技術，如此方可滿足使用需求；最後，行動通訊不會作為單一技術發展，融合AI、雲端、開源軟體等技術，行動通訊可賦能創新技術，產生更多可能性。

鍾曉君指出，行動通訊世代每十年一次的更迭將推動重大變革，例如4G改變人類生活，帶來影響社會經濟的新服務和新體驗；5G則改變產業型態，藉由低延遲、高流量、多連結特性打開企業數位轉型大門，走向物聯時代；6G將進一步提升通訊性能，可望擴展3D、AI、感測相關應用，邁向智慧聯網。目前6G將帶來的實際影響還不得而知，不過大部分認為6G將有利於社經發展。

鍾曉君表示，現正制定中的R18 5G-Advanced將成為B5G邁向6G的基石。Release 18標準預計於2024年3月凍結，而6G則預期將在R20、R21開始標準化作業，不過，相關討論已經開始提前進行。ITU-R從2021年便成立6G願景小組，展開6G先期研究；2023年世界無線電通訊大會(WRC-23)已預定討論6G頻譜需求，並將在WRC-27分配6G頻譜資源。

B5G/6G潛力應用　頻譜分配為重中之重

ITU-R WP5D於2022年6月會議公布6G願景報告截至5月的撰寫進度，並將於2023年2月會議完成6G願景報告建議書初步草案，內容著重討論2030年及其後的行動通訊發展。鍾曉君觀察，各方意見逐漸收斂，未來6G應用將首重全域覆蓋下的虛實交錯沉浸式服務。

根據目前各組織/廠商公布的資料，鍾曉君表示，可初步將6G候選使用場景分為六組，從5G eMBB、mMTC、Urllc三點組成的三角形加強延伸，新增全域覆蓋、網路AI服務、感測與通訊等面向，可由此誕生的新用例不可計數。

可重構智慧表面(RIS)即為B5G/6G的熱門技術之一，可調整方向和曲率，在特定方向上聚焦和重定向訊號，透過電子方式改變可重構元件組成的表面，達成訊號極化、反向散射、聚集或吸收能量的效果。鍾曉君進一步說明RIS面對的挑戰，由於需要和基地台搭配使用，須考量整體部署的性能和成本效益，而RIS原本主要使用功耗較低的被動元件，若希望RIS化被動為主動進行感知或推理，以便降低對基地台控制的依賴，如何維持低功耗也將成為一大挑戰。

此外，3GPP R15便開始討論的非地面網路(NTN)、有助干擾管理的整合式感測與通訊(ISAC)，以及結合通訊技術能發揮1+1大於2實力的原生AI，這些技術都將成為未來行動通訊前往6G的熱門重點。

鍾曉君表示，未來THz頻譜的應用將不限於通訊，還可用於傳輸、感測、成像和定位等應用，而面對新興應用的資料傳輸需求，加上應用涵蓋範圍更廣的覆蓋率需求，頻譜分配將是6G成功關鍵。

鍾曉君解釋，目前頻譜可大致分為三區塊：中低頻、毫米波、THz頻段。中低頻雖然覆蓋範圍廣，但大多數資源皆已分配使用；毫米波(6GHz以上)有部分新頻段，如7~8GHz、12.2~12.7GHz正考慮整備，不過也已經有一些既存使用者，以聯邦和衛星使用為主；THz頻段資源充足，除部分頻段仍有被動/敏感服務採用，基本上頻寬充足，可成為新應用的助力(圖1)。

關於如何促進頻譜和諧共用，鍾曉君提出幾項技術解方，例如多頻段協調(控制與資料鏈路解耦)，控制鏈路持續保持開啟(On)狀態，資料鏈路則動態開關(On/Off)；頻譜共享和頻譜共存可跨越授權/未授權、營運商/垂直產業、4G/6G使用頻譜；地面及非地面網路頻譜共享則可善用系統化的管理調度機制。以上方法可讓頻譜使用更加彈性多元，適應不斷出現的創新應用需求。

6G全力實現永續未來

6G可望打造如同科幻小說所描述的未來世界，而放眼未來，永續議題也一直是行動通訊發展時的重要考慮因素。鍾曉君指出，5G雖然能效表現優於4G，但毫米波收發器、大規模MIMO等新技術需要更多功率，加上核心網路轉移至雲端使資料中心功耗不斷成長，導致實際上5G整體功耗遠高於4G。

鍾曉君強調，永續是6G發展的主要驅動力之一，目標藉由新材料/新設計、南園監控功能、原生AI、自適應網路、回收再利用等方式，打造更高效、更有影響力，並且對環境影響更低的6G網路。除了環境永續，社會永續亦為6G發展主軸，如何確保經濟繁榮、環境保護、資源節約、社會福祉和公平之平衡，將是6G發展歷程不可忽視的環節。