在先前的文章中,我們概述了推動6G發展的技術突破。本篇將進一步分析6G在發揮其潛力之前,仍需克服的技術挑戰。
工程技術與政策密不可分。要與衛星及雷達既有系統共存,需透過先進濾波與防護策略實現更智慧的頻譜共享及更嚴謹的射頻環境管理(RF Hygiene)。多無線電頻譜共享(Multi-Radio Spectrum Sharing, MRSS)將是動態平衡FR3頻段及更高頻段的地面與非地面需求的關鍵技術。非地面網路(Non-Terrestrial Network, NTN)與地面網路(Terrestrial Network, TN)整合將引發跨層干擾挑戰,需嚴謹規劃保護頻帶、協調功率並實施干擾消除。全球協調工作將受2027年世界無線電通信大會(WRC-27)決議及區域政策框架驅動,最終決定FR3可用性與生態系統的成熟速度。儘管FR3引領實用化進程,FR2仍將作為超高容量熱點與特殊部署的首選頻段,與FR3的廣域覆蓋目標相輔相成。
實體層與無線接取網路中的人工智慧:從潛力到實證
AI唯有在極度嚴苛的無線電環境中接受考驗,才能真正展現價值。
資料保真度
訓練資料集須涵蓋豐富的損耗情境,包含相位雜訊、功率放大器(Power Amplifier, PA)失真、同相與正交(In-phase and Quadrature, IQ)失衡及真實干擾等。單純仰賴合成資料並不足夠,混合資料集是基本門檻。
可解釋性與可重複性
工程師須能追溯決策過程,並在相同條件下預期確定性行為。這意味著需要模型自我檢視機制與穩健的評估協議。
延遲、複雜度與能耗
模型須在次毫秒級時限完成運算,並符合手機功耗預算。為此,須採用激進的壓縮、量化、修剪與稀疏化技術,並與硬體加速器進行協同設計。
標準化與互通性
缺乏共通模型介面與元資料,雙向AI將無法跨供應商擴展。關鍵績效指標不僅需衡量鏈路效益,更須評估運算/能耗開銷。
超大規模陣列測試
當陣列規模達到1,000至2,000個天線元件時,測試將成為關鍵挑戰。空中傳輸(Over-the-Air, OTA)策略必須同時應對近場條件、跨子陣列的快速相位相干校驗,以及符合經濟效益的量產級測試週期。未來將採用多探針測試艙(Multi-probe Chambers)、近場至遠場轉換技術,以及用於現場陣列健康監測的新型系統識別技術。
內建安全機制
安全性必須深植於6G架構。
採用零信任架構
具備硬體信任根基、安全啟動機制,並實現從晶片到雲端的持續驗證。
量子安全與加密靈活性
由於產品生命週期可能長於量子威脅浮現的時間,因此必須提前部署因應措施。
AI時代的威脅
例如資料中毒、模型竊取、對抗擾動及跨領域攻擊,使得AI在防禦層面與效能提升層面同樣重要。
實體層韌性
6G安全架構需涵蓋抗干擾、防偽造、基於通道的金鑰機制及波束級隱私保護。當FR3與FR2技術形成高度定向鏈路時,此類鏈路既可提供安全防護,也可能被攻擊者利用。
ISAC首波應用驗證
ISAC(Integrated Sensing and Communication)透過整合通訊與感測能力,使無線網路除了傳輸資料外,也能具備環境感知能力。最具代表性的早期應用包括:
關鍵基礎設施與智慧城市
公分級定位技術可實現全天候持續監測橋樑與隧道的結構健康狀況、偵測路面變化、分析人群密度與交通法規遵從性,徹底改變市政運作與緊急應變機制。
自動駕駛與先進移動技術
透過ISAC技術實現車輛與基礎設施的協同感知,為無人機及微型移動載具提供網路輔助偵測,並透過融合感測提升行人與其他道路使用者的防護可靠性。
工業自動化與醫療照護
ISAC技術可實現協作機器人與物流系統的毫米級精準追蹤,以及長照領域的非接觸式跌倒偵測與生命徵象監測。
空中與NTN情境
ISAC技術可應用於無人飛行載具(UAV)交通管理與NTN–TN交遞感測,持續掌握空域使用者動態,並成為保障安全與頻譜環境管理(Spectrum Hygiene)的重要基礎。
這些重大挑戰無法一蹴可幾。然而未來12個月內,可透過以下務實考量推動產業準備進入新階段:
及早統一AI介面與績效指標
若欲實現雙向AI的規模化應用,產業必須就模型交換格式、元資料架構及評估關鍵績效指標上達成共識,這些指標除鏈路效益外,還需涵蓋延遲、能耗與運算開銷等要素。
投資FR3實測資料
涵蓋多元氣候、地形與既有設備的FR3城市級傳播與干擾資料集至關重要。相較於單純模擬,真實世界資料更能有效形塑保護頻帶、濾波器規格及干擾消除策略。
將能耗納入設計考量
從基頻、射頻到天線控制,規劃導入AI驅動的休眠調度與自適應工作週期。同時,應以與吞吐量、延遲同等重要的標準納入能耗關鍵績效指標,並將其作為功能驗證的重要依據。
推動數位孿生實際應用
透過數位孿生模型,可在實地測試前反覆驗證實體層設計、ISAC效能取捨、RIS佈局、NTN/TN交遞機制及城市級部署方案,並導入實際環境中的傳播損耗資料,實現閉環驗證。
從根基建立安全防護
預設採用零信任架構。執行包含AI攻擊者與NTN攻擊向量的紅隊演練,並實踐加密靈活性以實現無需拆解基礎設施的演算法輪替。將模型溯源與驗證機制整合至AI工作流程,確保部署內容完整無損。
推動多方互通性驗證
2026年最具價值的里程碑將是互通性演示。營運商、基礎設施供應商、晶片廠商及測試與量測夥伴必須協作,運用共享驗證框架加速多方實證。
6G並非追求極致速率的競賽,而是引領新型無線網路能力的架構性變革。近期現實將聚焦於FR3頻譜務實應用、AI原生工作流程,以及將無縫覆蓋轉化為無所不在的感知技術。若能協調頻譜資源、掌控能耗曲線、規範AI實踐、擴展超大規模陣列測試規模,並從根基建立安全機制,6G將憑藉系統層級的智慧與可靠性,而非搶眼的速度數字,贏得新一代技術的地位。
(本文作者為是德科技(Keysight Technologies)6G解決方案負責人)