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移动通信的“下一个黄金10年”:6G起航,全球竞合

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  2020年,全球5G产业进入发展“快车道”。凭借高速率、低延时、大连接等特点,5G不仅能够满足个人用户高端消费需求,如VR/AR、超高清视频、云游戏等,同时也为医疗、健康、工业生产等行业应用的创新发展提供了新模式和新动力。

  5G乘风破浪,6G已经启航。按照移动通信产业“使用一代、建设一代、研发一代”的发展节奏,目前业界已经开始了面向6G的愿景需求制定、关键技术及概念验证等研究。

  但6G通信不只是简单的十年一代的循环,其中的关键是理清社会和大众对6G有何需求,“6G不是万能的,要有所为有所不为。”另外,6G需要更有原创性的创新和突破,加强对频谱分配、认知无线电、智能频谱使用管理、大数据、人工智能算法等技术的研究与应用。

  

  群雄逐鹿:国际社会开启6G争霸赛

  移动通信技术已经成为赋能经济社会数字化转型的重要抓手,6G将在5G的基础上进一步拓展系统能力,衍生出更多的应用场景、业务形态和商业模式,其潜在的社会价值和商业价值驱动各个国家“重仓加码”,争先恐后抢占6G国际地位。

  美国电信行业解决方案联盟(ATIS)在2020年5月19日发布了6G行动倡议书,建议政府在6G核心技术突破上投入额外研发资金,鼓励政府与企业积极参与制定国家频谱政策。2020年10月,ATIS组建“6G联盟”,目前已经吸引到全球27家巨头企业加入,几乎涵盖了全球所有软硬件领域的佼佼者。据悉,在其倾注主要精力的太赫兹领域,美国联邦通信委员会(FCC)在2018年启动了95 GHz~3 THz频率范围的太赫兹频谱新服务研究工作,从2019年6月开始发放为期10年、可销售网络服务的试验频谱许可。

  韩国科学与信息通信技术部(MSIT)2020年8月6日发布《引领6G时代的未来移动通信研发战略》,计划从2021年开始的5年内投资2000亿韩元(约合人民币12亿元)研发6G技术,专注于6G国际标准并加强产业生态系统,从而确保韩国继5G之后成为全球首个6G商用国家。韩国政府将首先在超高性能、超大带宽、超高精度、超空间、超智能和超信任六个关键领域推动10项战略任务,并为试点项目选择了五个主要领域:数字医疗、沉浸式内容、自动驾驶汽车、智慧城市和智慧工厂。

  近日,日本总务省宣布豪掷500亿日元(约合人民币31亿元)进行6G技术研发,投资额度之大令全球侧目。历经3G、4G、5G网络建设上的低迷,日本大力发展6G的目的不言而喻:通过6G技术获得在移动通信领域的主导权,尽快打造一个有利于日本本国发展的商业以及技术环境。

  今年1月1日,欧盟正式启动6G旗舰研究项目“Hexa-X”,该项目已成功赢得欧盟Horizon 2020研究与创新计划的资助,这是欧洲主要行业利益相关者携手并进推动6G发展的重要一步。Hexa-X项目的目标包括打造独特的6G用例和场景、开发6G基础技术以及定义全新的6G智能网络架构,以实现6G各项关键使能技术的智能而有机整合。据悉,Hexa-X项目由诺基亚主导,预计两年半完成。

  

  力争上游:产学研聚力6G需求与愿景研究

  聚焦国内,工信部已于2019年成立6G研究组,并在2019年底将原有的IMT-2020推进组扩展到IMT-2030推进组,开展6G需求、愿景、关键技术与全球统一标准的可行性研究工作。中国科学技术部牵头在2019年11月启动了由37家产学研机构参与的6G技术研发推进组,开展6G需求、结构与使能技术的产学研合作项目。

  作为运营商龙头,中国移动率先行动起来。中国移动研究院于2019年发布《2030+愿景与需求报告》(第一版)。在2020合作伙伴大会期间,中国移动面向中长期的需求愿景、技术趋势和网络架构等主题,发布三份全新的研究报告:《2030+愿景与需求白皮书(第二版)》在第一版的基础上,进一步分析了下一代移动通信系统的三大驱动力, 6G将在全新架构和能力的驱动下,基于社会发展的新需求和新场景,打造6G技术生态;《2030+网络架构展望白皮书》描绘中国移动对于2030+网络架构的展望;《2030+技术趋势白皮书》从满足极致用户体验的角度,对网络的未来技术发展趋势进行了预测和探讨,针对6G指标需求,从频谱、谱效提升、网络架构和网络功能四大方面介绍和分析了未来潜在使能技术。

  2020年5月17日,中国联通与中兴通讯签署6G联合战略合作协议。根据协议内容,双方将充分发挥各自在6G领域的创新优势,针对中国联通网络和业务情况,共同探讨6G目标愿景和技术趋势,开展6G系统潜在关键技术研究,开展技术创新及标准合作,实现战略协同发展。

  中兴通讯6G研究团队认为,智能无线电、智能覆盖、智能演进,将是6G网络结构的基本技术特征,三维连接、智能MIMO、按需拓扑、按需AI与新视野通信是6G网络基本的使能技术。中兴通讯无线技术研究团队围绕上述6G使能技术开展了研究与创新工作,例如服务架构无线接入网络(SBA-RAN)、平滑虚拟小区技术(SVC)、智能反射表面MIMO技术(IRS-MIMO)与增强多用户共享接入(eMUSA)。这些创新技术实例不仅可以用于6G网络设计,同时也可以用于5G演进网络的需求与功能扩展及其性能提升。

  作为我国通信设备领域巨头,华为5G必要专利数量和5G通信设备全球占比都高居全球首尾。在6G上,华为也将是我国的一股重要力量。2019年10月份,任正非在接受日本共同社采访时便已透露,华为已经开始6G相关预研工作,将以采用毫米波段为主,目前处于场景挖掘和技术寻找阶段。

  近日,中国信科集团旗下大唐移动通信设备有限公司发布《全域覆盖·场景智联--6G愿景与技术趋势白皮书》,对6G的愿景和技术趋势进行了展望。大唐移动表示将在6G的研究与标准化过程中,结合“全域覆盖、场景智联”的发展愿景,不遗余力地推进通信产业的健康发展。

  终极探求:什么是6G,如何实现6G?

  6G不仅仅是十年一代的移动通信技术的革新,更是人工智能、数字孪生、AR/VR等技术的集合体,将信息交付能力升级到了端到端的信息处理能力。

  面向移动通信产业发展的“下一个黄金10年”,全球6G技术研究目前仍处于探索起步阶段,技术路线尚未明确,关键指标和应用场景还未有统一的定义。业内专家指出,6G的关键是理清社会和大众对其有何需求,只有弄清楚6G的发展愿景、应用场景和所需的核心支撑技术,才有可能进一步大规模推进6G的研发活动。

  中国工程院院士、北京邮电大学教授张平指出,移动通信演进的驱动力将由1G/2G/3G/4G时代的单一速率需求,经由5G三个场景的过渡,最终转化为以场景驱动作为基本演进范式。“6G要解决第四次工业革命,不仅要提高速率、拓展空间,还要完善智慧,研究智能、通信与人类未来的相互关系的新体制。”

  然而6G也不是万能的,6G将所有的技术指标都提升了1-2个量级,理论上是完全可能的,但随之而来的是天线增多,系统复杂性和计算复杂性增加。如何在理论和实践中取舍、折中,最终选择适合6G发展的技术指标是重大课题。另外,在态势感知能力、安全性和隐私保护等方面,同样需要体系性创新,突破技术难点。

  

  中国移动研究院首席科学家易芝玲博士指出,6G将实现更为泛在的感官外沿,将从移动互联网、物联网向泛在智联网演进,将是完美结合绿色、柔性、开放与智能的ICDT深度融合结晶。值得一提的是,产业各方在竭尽全力打造开放的生态系统的同时,要合法利用人工智能和海量数据。在数字化转型方面,欧盟更加看重连接度、人工智能、隐私权以及安全性,倡导科技进步“有所为、有所不为”。

  未来两到三年,将是6G愿景与需求定义、6G端到端潜在使能技术研究的窗口期。面向6G研究,全球各国都在抢滩登陆,但“技术脱钩”是绝对不可取的,产业的持续发展需要相互依存,需要更多的对话与沟通机制。全球产业链应加强协作,推动全球一致的6G新频谱规划,搭建全球一致的技术验证环境,推进通信产业健康发展。C114通信网 九九

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