本文探讨了向 6G 技术过渡的预期趋势,以及 RF 前端开发所面临的关键时间节点。读者将了解从 5G 向 6G 转变过程中所涉及的挑战与必要准备,包括硬件变更、新型天线的规划,以及尽早做出架构决策的重要性。
如果一款基站无线电、固定无线终端或专网小基站在 2027 年进入架构定义阶段,那么它很可能到 2035 年仍在现场运行——那时首批 6G 网络预计早已启动。在 2026 年 6 月,3GPP 批准了详细的 Release 21 冻结时间表,其中首批 6G 规范将在 2029 年 3 月最终冻结,这也为各团队提供了可据此规划的明确时间节点。
在现有频段中,部分基础设施可能通过软件升级迈向 6G,具体取决于其基带和无线电能力。新频谱对应的 RF 前端则是个例外:围绕 7 GHz 的候选频段要求在设计早期就做出频段、阵列和材料方面的决策。
3GPP 在 2026 年 6 月于新加坡举行的无线接入网(RAN)全会上确定了这一时间表。Release 21 被视为首个有望定义 6G 的版本,其进程将从 2027 年 3 月的无线电工作项目批准,推进到 2028 年 9 月的物理层冻结、12 月的协议层冻结,以及 2029 年 3 月最终的 ASN.1 冻结。 Ericsson 预计首批商用系统将在 2030 年前后出现,而 Qualcomm 则将商用可用时间定位在 2029 至 2030 年。
2025 年研究阶段做出的决定,以及在 6 月全会上确认的内容,体现出一种有意为之的连续性。CP-OFDM 仍是下行链路的基线方案,而上行链路同时支持 CP-OFDM 和 DFT-s-OFDM。低密度奇偶校验(LDPC)码继续用于数据信道,并新增第三种基础图以提升译码器面积效率;Polar 码则继续作为控制信道的基线方案。均匀 QAM 仍是调制基础,而 高阶调制与星座整形 在 9 月全会后仍仅部分达成一致。
帧结构也依然与 5G NR 高度一致,从而支持跨代动态频谱共享。该架构从一开始就是 独立组网,避免了早期 5G 非独立组网部署对 4G 核心网的依赖。多 RAT 频谱共享已成为在同一载波中运行 5G NR 和 6G 的既定基线。至于 3GPP 是否会增加进一步的迁移选项,例如以 6G 为锚点、结合现有 5G 载波的双连接,则已在 9 月全会中被推迟 到 12 月再作决定。
Ericsson 于 2026 年 6 月发布的 Mobility Report 发现,在 55 家被测运营商中,有 43 家的上行流量增长速度快于下行,其中 17 家的上行增速超过下行的 1.5 倍。视频通话、用户生成内容、云备份,以及日益增多的 AI 应用,都在推动更多数据从设备端上传。Ericsson 对城市场景的建模表明,在中等采用率假设下,到 2031 年 AI 的普及可能使上行流量达到 2025 年水平的 3 倍;在高采用率假设下,则可能达到 5 倍。
这一上行趋势有助于解释 Release 21 为数不多的波形变化之一。6G 将 DFT-s-OFDM 从 5G 中仅用于单层上行,扩展到最多支持两层的 MIMO 运行,在保留其功耗效率优势的同时,提高潜在上行吞吐量。
Qualcomm 对于 哪些内容可以沿用、哪些需要新硬件 说得很明确。在现有频段中的部署,若已安装基础设施支持所需能力,可能通过软件升级实现。而 7 GHz 附近的新频谱则需要新的 RF 前端设计及配套硬件。
行业通常用 Frequency Range 3(FR3)作为简称,指代介于当前 FR1 与 FR2 之间的上中频段区域,大致覆盖 7 至 24 GHz。在这一范围内, ITU-R 正在研究若干具体频段,以评估其在 2027 年世界无线电通信大会(WRC-27)之前用于国际移动通信(IMT)的可能性,其中包括 7.125 至 8.4 GHz 和 14.8 至 15.35 GHz,而近期 6G 的关注重点集中在较低端的频段。
3GPP 已就最高 400 MHz 的网络带宽达成一致,其中设备支持最高 400 MHz 下行和 200 MHz 上行。典型的 5G 中频部署使用 100 MHz 信道,因此这种 4 倍跃升将影响滤波器设计、转换器速率、PA 线性度预算以及验证要求。
在这些频率下,传播条件会更具挑战性,但更短的波长也支持更高密度的阵列。在相同链路距离和相同天线增益下,7 GHz 的自由空间路径损耗比 3.5 GHz 高约 6 dB,而 10 GHz 则高约 9 dB。Qualcomm 在 6 至 8 GHz 的 Giga-MIMO 工作,正是利用这种天线密度和更窄波束,在增加空间容量的同时,弥补部分传播损耗惩罚。
这三项因素中的每一项,都会迫使团队做出一种在架构定义阶段成本较低、而在元件资格认证启动后代价高昂的决策。
RF 前端通常针对一个明确的子频段,或一小组相邻频段进行设计,因为 PA 效率、匹配网络、滤波器、天线和封装都会随频率变化,而且各地区的监管划分也不相同。因此,一个针对 7.125 至 8.4 GHz 调优的设计,与一个针对 14.8 至 15.35 GHz 调优的设计,是两个不同的前端项目。所以,频段选择必须在架构定义早期完成,先于元件资格认证和布局设计。
适用于这些频段的器件技术本身也尚未定型。Imec 已展示一种 硅基 GaN 增强型晶体管,在 13 GHz、5 V 条件下实现了 66% 的附加功率效率,目标面向未来 FR3 移动应用。RFIC 2026 还设置了一个为期全天的 FR3 功率放大器专题研讨会,内容涵盖硅、GaAs、GaN、宽带架构以及数字预失真。
Qualcomm 的 7 GHz Giga-MIMO 原型基站 采用了 1024 个天线单元和 256 个数字端口,其配套原型设备则支持最多 8 层下行和 4 层上行。3GPP 并未规定天线数量,因此该原型可作为规模上的参考点。
这种规模会在校准、RF 分配、信号处理、热设计、供电和验证等方面带来新的工作量。若测试计划仍以传导测量和中等规模阵列为基础,就需要补充空口(OTA)能力,而且这应当在系统上电调试之前就纳入项目计划。
随着工作频率和带宽的提升,介质损耗、导体粗糙度、介电常数稳定性、叠层公差以及互连长度,会吞噬更多 RF 损耗和相位预算。到了这个阶段,图纸上写一句“低损耗层压材料”,已不足以真正定义材料。
已发布的设计应记录经过验证的层压材料体系、铜箔轮廓、半固化片以及关键叠层参数,任何替代材料都应依据同一预算进行验证。相同的压力也会推动更多 RF 集成进一步靠近天线模组边界,因为互连每增加一毫米都会带来额外损耗。
在 3GPP 于 2027 年 3 月批准 Release 21 无线电工作项目之前,有四项任务需要提前完成。
调制细节优化以及从 5G 向 6G 的迁移路径,在 3GPP 内仍未最终敲定,其中迁移方案的决定现定于 12 月全会;而 7 GHz 相关频段在 WRC-27 和各国监管机构作出决定之前,也仍只是候选。尽管如此,频率、带宽和阵列规模已经足够明确,可以据此开始规划,并随着标准和频谱决策逐步明朗设置检查节点。
就在 3GPP 制定 6G 时间表的同时,RF 功率器件的供应商基础也在缩小。本系列下一篇文章 Who Still Makes RF Power? The 2027 Supplier Map,将识别那些仍具备能力、可为上中频段 6G 构建前端的供应商。第三篇 The Gallium Problem in Your Radio: Export Controls and Single-Source Front Ends,则将讨论这些前端中基于镓的器件所面临的出口管制与单一来源采购风险。