高通的6G原型機(jī)，有哪些黑科技？

前幾天的MWC2026上，高通帶來了一套端到端6G原型系統(tǒng)。

端到端6G原型系統(tǒng) | 高通發(fā)布于Youtube

在其官方發(fā)布的視頻中，展示了這款原型機(jī)的核心架構(gòu)：

1、它采用了Giga-MIMO技術(shù)，這是5G Massive MIMO的升級版，擁有更多的天線振子和收發(fā)通道，容量自然更大。我們知道5G一般是192天線振子，32或者64收發(fā)通道，高通的原型機(jī)采用7GHz頻段，設(shè)備里直接塞進(jìn)了2048天線振子，支持256收發(fā)通道。

2、它采用了一種叫做“概率整形（Probabilistic Amplitude Shaping，簡稱PAS）”的空口調(diào)制技術(shù)，能在不增加帶寬、不額外功耗的前提下，大幅提升譜效、覆蓋和能效，從根本上逼近香農(nóng)容量極限。

3、它采用了子帶全雙工（SBFD，Subband Full Duplex）技術(shù)，每個子帶都有獨(dú)立的天線陣列。在400M帶寬的載波上劃分了兩個子帶，這樣可以實(shí)現(xiàn)上下行同時(shí)高速傳輸，且時(shí)延極低。

6G原型機(jī)結(jié)構(gòu)拆解 | 高通發(fā)布于Youtube

結(jié)果顯示，在配置下行子帶300MHz/8層/1024QAM，上行子帶100MHz/4層/256QAM時(shí)，下行超過速率16Gbps，上行速率超過2Gbps。

6G原型機(jī)測試配置及結(jié)果 | 高通發(fā)布于Youtube

下面，我們來挨個看下這三個關(guān)鍵技術(shù)。

Giga-MIMO：巨量天線陣列

在5G時(shí)代，大規(guī)模MIMO（Massive MIMO）已經(jīng)廣泛落地。Massive MIMO的硬件基礎(chǔ)是大規(guī)模天線陣列，一般是192由天線振子組成的32或者64收發(fā)通道。

到了6G，Massive MIMO升級到了Giga-MIMO。“Giga”源自希臘語，意為“巨量的”。到這個級別，天線振子數(shù)至少要上千才說得過去。

高通的7GHz原型機(jī)里面塞進(jìn)了2048振子，支持256收發(fā)通道。天線振子和收發(fā)通道數(shù)量是Massive MIMO的10倍，自然能支持更高的吞吐量。

為什么7GHz頻段原型機(jī)為何能容納2048個天線振子？

這是因?yàn)樘炀€振子的間距和波長相關(guān)，而波長又和頻率成反比。簡單說，頻率翻倍，波長就減半。相比5G的主流頻譜3.5GHz，7GHz頻段更高，波長更短，再結(jié)合工程優(yōu)化，就能在設(shè)備里塞下更多的天線振子。

在高通的13GHz 6G原型機(jī)中，更是集成了4096個天線振子。

Giga-MIMO: 解鎖6G潛能 | Karem Alomari發(fā)布于LinkedIn

如此超量的MIMO，必然意味著更為復(fù)雜的信號處理和能耗管理，這就需要AI出場了。因此，站點(diǎn)級AI原生是實(shí)現(xiàn)Giga-MIMO的基礎(chǔ)。

有了大規(guī)模天線陣列和AI算法加持，信號的空分能力進(jìn)一步增強(qiáng)。這使得6G基站可以支持精準(zhǔn)的窄波束，即使頻段高于5G主流頻段，仍然可以支撐相同的站間距。這樣一來，在部署6G時(shí)可完全復(fù)用已有的站址，這一點(diǎn)非常關(guān)鍵。

概率整形：效率逼近香農(nóng)限

在傳統(tǒng)的QAM數(shù)字調(diào)制中，星座圖上的所有點(diǎn)被發(fā)送的概率是相等的。比如在64QAM中，星座圖上有64個點(diǎn)，每個點(diǎn)代表了6比特信息，具體發(fā)哪個點(diǎn)取決于要傳的數(shù)據(jù)。從統(tǒng)計(jì)的角度上來看，每個點(diǎn)被發(fā)送的概率相同，這被稱為“均勻分布”。

然而，這樣“一刀切”的弊端很明顯。星座圖邊緣的點(diǎn)幅度大，能量很高，中心的點(diǎn)能量較低。如果所有點(diǎn)概率一致，為了覆蓋邊緣點(diǎn)，發(fā)射機(jī)必須保持較高的平均功率，這在信噪比（SNR）波動時(shí)效率不高。

概率整形（Probabilistic Shaping）技術(shù)在調(diào)制的時(shí)候增加了一個“編碼”算法，不再讓每個符號固定地對應(yīng)某一串比特，而是一次處理一大批符號，用這些符號的特定組合來表達(dá)同樣長度的比特。這樣系統(tǒng)就能操縱不同符號出現(xiàn)的概率，讓低能量符號出現(xiàn)的概率高，高能量符號出現(xiàn)的概率低。

這種調(diào)整使得信號的統(tǒng)計(jì)特性更接近高斯分布。通信理論證明，在加性高斯白噪聲信道中，高斯分布的信號能實(shí)現(xiàn)最高的頻譜效率。

結(jié)合幾何與概率整形的星座圖設(shè)計(jì) | NEC Laboratories America, Inc., Princeton, NJ 08540, USA

從上圖可以看出，16QAM采用了概率整形之后，相同信噪比（SNR）下的誤碼率顯著下降（紅線）。

據(jù)高通測試，采用了概率整形之后，頻譜效率可以提升15–30%。

子帶全雙工：TDD上構(gòu)建頻分雙工

從3G時(shí)代開始，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（流量）迅猛增長。當(dāng)時(shí)的上下行流量是極不對稱的，大家下載用的流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于上傳。TDD（時(shí)分雙工）可以通過配置更多的下行時(shí)間從而更好支持大下行，優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)。

到了5G時(shí)代，隨著直播業(yè)務(wù)的興起，上行流量占比不斷提升。在6G時(shí)代，預(yù)期沉浸式通信以及智能體通信對上行帶寬和時(shí)延的要求更高，這就要必須重新考慮上下行的平衡了。

然而，大帶寬資源都是TDD模式，怎么在TDD模式下同時(shí)實(shí)現(xiàn)大上行和低時(shí)延呢？

答案是，在TDD帶寬內(nèi)引入FDD的思路，將其劃分為下行子帶和上行子帶，上下行同時(shí)傳輸，速率和時(shí)延兼顧。這就是子帶全雙工（Subband Full Duplex），簡稱SBFD。

關(guān)于子帶全雙工的詳細(xì)介紹，可以點(diǎn)擊“”。

在高通看來，6G的基礎(chǔ)設(shè)施，就是Giga-MIMO加上子帶全雙工。

6G空口 | Giga-MIMO & SBFD | 高通官網(wǎng)

要支持子帶全雙工，最關(guān)鍵的是要做好上下行的干擾消除。高通的6G原型機(jī)內(nèi)一貫分為兩個天線陣列，以更好地進(jìn)行收發(fā)隔離。

時(shí) 光荏苒，無線通信代際演進(jìn)的步伐不斷前行。似乎昨天我們還在討論5G產(chǎn)業(yè)博弈和應(yīng)用發(fā)展，今天已經(jīng)將視野放到了6G。

在5G領(lǐng)先的基礎(chǔ)上，中國也早已啟動了6G征程，通過IMT-2030推進(jìn)組和頭部企業(yè)的努力，搶占6G標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用高地。預(yù)計(jì)到2030年，6G將帶著我們拉開“萬智智聯(lián)”新時(shí)代的序幕。

6G不是速度的終點(diǎn)，而是智能的起點(diǎn)。讓我們共同期待，這個無線世界的無限可能，將如何點(diǎn)亮我們的未來！