世界各國積極推進6G研究進展

滕學強 彭健

雖然目前6G網(wǎng)絡還處于愿景設想階段，但包括中美日韓國以及一些歐洲國家在內(nèi)，都開始紛紛開展6G研究。

2018年7月16日，由中國（華為）、美國（Verizon）和韓國（ETRI）聯(lián)合提案發(fā)起的2030網(wǎng)絡技術焦點組在日內(nèi)瓦成立。該焦點組旨在探索面向2030年及以后的新興ICT部門網(wǎng)絡需求以及IMT-2020（5G）系統(tǒng)的預期進展。業(yè)界認為，這從一定程度上標志著各國開始啟動對6G網(wǎng)絡技術的研究。

中國：從國家層面啟動6G研發(fā)

2019年11月3日，中國成立國家6G技術研發(fā)推進工作組和總體專家組，標志著中國6G研發(fā)正式啟動。目前，涉及下一代寬帶通信網(wǎng)絡的相關技術研究主要包括大規(guī)模無線通信物理層基礎理論與技術、太赫茲無線通信技術與系統(tǒng)、面向基站的大規(guī)模無線通信新型天線與射頻技術、兼容C波段的毫米波一體化射頻前端系統(tǒng)關鍵技術、基于第三代化合物半導體的射頻前端系統(tǒng)技術等。

技術研發(fā)方面，中國華為公司已經(jīng)開始著手研發(fā)6G技術，它將與5G技術并行推進。華為在加拿大渥太華成立了6G研發(fā)實驗室，目前處于研發(fā)早期理論交流的階段。華為提出，6G將擁有更寬的頻譜和更高的速率，應該拓展到海陸空甚至水下空間。在硬件方面，天線將更為重要。在軟件方面，人工智能在6G通信中將扮演重要角色。在太赫茲通信技術領域，中國華訊方舟、四創(chuàng)電子、亨通光電等公司也已開始布局。2019年4月26日，毫米波太赫茲產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟在北京成立。

運營商方面，中國電信、中國移動和中國聯(lián)通均已啟動6G研發(fā)工作。中國移動和清華大學建立了戰(zhàn)略合作關系，雙方將面向6G通信網(wǎng)絡和下一代互聯(lián)網(wǎng)技術等重點領域進行科學研究合作。中國電信正在研究以毫米波為主頻、太赫茲為次頻的6G技術。中國聯(lián)通開展了6G太赫茲通信技術研究。

美國：2018年已開始展望6G

2018年9月，美國FCC官員首次在公開場合展望6G技術，提出6G將使用太赫茲頻段，6G基站容量將可達到5G基站的1000倍。同時指出，美國現(xiàn)有的頻譜分配機制將難以勝任6G時代對于頻譜資源高效利用的需求，基于區(qū)塊鏈的動態(tài)頻譜共享技術將成為發(fā)展趨勢。2019年初，美國總統(tǒng)特朗普公開表示要加快美國6G技術的發(fā)展。3月份，F(xiàn)CC宣布開放95GHz-3THz頻段作為實驗頻譜，未來可能用于6G服務。

技術研究方面，美國目前主要通過贊助高校開展相關研究項目，主要是開展早期的6G技術包含芯片的研究。紐約大學無線中心（NYU Wireless）正開展使用太赫茲頻率的信道傳輸速率達100Gbps的無線技術。美國加州大學的ComSenTer研究中心獲得了2750萬美元的贊助，開展“融合太赫茲通信與傳感”的研究。加州大學歐文分校納米通信集成電路實驗室研發(fā)了一種工作頻率在115GHz到135GHz之間微型無線芯片，在30厘米的距離上能實現(xiàn)每秒36Gbps的傳輸速率。弗吉尼亞理工大學的研究認為，6G將會學習并適應人類用戶，智能機時代將走向終結，人們將見證可穿戴設備的通信發(fā)展。

美國在空天海地一體化通信特別是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通信方面遙遙領先。截至2020年2月底，美國太空探索技術公司（SpaceX）已順利發(fā)射近300顆“星鏈”（Starlink）衛(wèi)星，已成為迄今為止全世界擁有衛(wèi)星數(shù)量最多的商業(yè)衛(wèi)星運營商。該公司預計最早將可以在2020年中期開始在美國提供衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)寬帶服務。

韓國：將6G研發(fā)列為“首要”課題

2019年4月，韓國通信與信息科學研究院召開了6G論壇，正式宣布開始開展6G研究并組建了6G研究小組。2019年6月，韓國總統(tǒng)文在寅在訪問芬蘭時達成協(xié)議，兩國將合作開發(fā)6G技術。2020年1月，韓國政府宣布將于2028年在全球率先商用6G。為此，韓國政府和企業(yè)將共同投資9760億韓元。韓國6G研發(fā)項目目前已通過了可行性調(diào)研的技術評估。此外，韓國科學與信息通信技術部公布的14個戰(zhàn)略課題中，把用于6G的100GHz以上超高頻段無線器件研發(fā)列為“首要”課題。

技術研發(fā)方面，韓國領先的通信企業(yè)已經(jīng)組建了一批企業(yè)6G研究中心。韓國LG在2019年1月份便宣布設立6G實驗室。6月份，韓國最大的移動運營商SK宣布與愛立信和諾基亞建立戰(zhàn)略合作伙伴關系，共同研發(fā)6G技術，推動韓國在6G通訊市場上提早發(fā)展。三星電子也在2019年設立了6G研究中心，計劃與SK電訊合作開發(fā)6G核心技術并探索6G商業(yè)模式，將把區(qū)塊鏈、6G、AI作為未來發(fā)力方向。

日本：具有發(fā)展6G的獨特優(yōu)勢

日本計劃通過官民合作制定2030年實現(xiàn)“后5G”（6G）的綜合戰(zhàn)略。據(jù)報道，該計劃由日本東京大學校長擔任主席，日本東芝等科技巨頭公司將會全力提供技術支持，在2020年6月前匯總6G綜合戰(zhàn)略。日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省2020年計劃投入2200億日元的預算，主要用于啟動6G研發(fā)。

日本在太赫茲等各項電子通信材料領域全球領先優(yōu)勢明顯，這是其發(fā)展6G的獨特優(yōu)勢。廣島大學與信息通信研究機構（NICT）及松下公司合作，在全球最先實現(xiàn)了基于CMOS低成本工藝的300GHz頻段的太赫茲通信。日本電報電話公司（NTT）集團旗下的設備技術實驗室利用磷化銦（InP）化合物半導體開發(fā)出傳輸速度可達5G五倍的6G超高速芯片，但其傳輸距離極短，距離真正的商用還有相當長的一段距離。NTT集團于2019年6月份提出了名為“IOWN”的構想，希望該構想能成為全球標準。同時，NTT還與索尼、英特爾等公司在6G網(wǎng)絡研發(fā)上合作，將于2030年前后推出這一網(wǎng)絡技術。

英國：學企一起開展6G探索

英國是全球較早開展6G研究的國家之一，產(chǎn)業(yè)界對6G系統(tǒng)進行了初步展望。2019年6月，英國電信集團（BT）首席網(wǎng)絡架構師Neil McRae預計6G將在2025年得到商用，特征包括“5G+衛(wèi)星網(wǎng)絡（通信、遙測、導航）”、以“無線光纖”等技術實現(xiàn)的高性價比的超快寬帶、廣泛部署于各處的“納米天線”、可飛行的傳感器等。

技術研發(fā)方面，英國企業(yè)和大學開展了一些有益的探索。英國布朗大學實現(xiàn)了非直視太赫茲數(shù)據(jù)鏈路傳輸。GBK國際集團組建了6G通訊技術科研小組，并與馬來西亞科技網(wǎng)聯(lián)合共建6G新媒體實驗室，共同探索6G時代互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)與媒體行業(yè)跨界合作的全新模式，推動6G、新媒體、金融銀行、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新興技術與傳媒領域的深度融合。英國貝爾法斯特女王大學等一些大學也正在進行6G相關技術的研究。

芬蘭：率先發(fā)布全球首份6G白皮書

芬蘭信息技術走在世界前列，在大力推廣5G技術的同時，率先發(fā)布了全球首份6G白皮書，對于6G愿景和技術應用進行了系統(tǒng)展望。2019年3月，芬蘭奧盧大學主辦了全球首個6G峰會。2019年10月份，基于6G峰會專家的觀點，奧盧大學發(fā)布了全球首份6G白皮書，提出6G將在2030年左右部署，6G服務將無縫覆蓋全球，人工智能將與6G網(wǎng)絡深度融合，同時提出了6G網(wǎng)絡傳輸速度、頻段、時延、連接密度等關鍵指標。

芬蘭已經(jīng)啟動了多個6G研究項目。奧盧大學計劃在8年內(nèi)為6G項目投入2540萬美元，已經(jīng)啟動6G旗艦研究計劃。同時，諾基亞公司、奧盧大學與芬蘭國家技術研究中心（VTT）合作開展了“6Genesis——支持6G的無線智能社會與生態(tài)系統(tǒng)”項目，將在未來8年投入超過2.5億歐元的資金。

對我國推進6G研發(fā)的相關建議

加大6G候選頻段研究力度。結合我國5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和6G研究需求，統(tǒng)籌開展6G頻譜方案研究工作：一是考慮我國產(chǎn)業(yè)節(jié)奏和特點，積極推進高頻毫米波、太赫茲等候選頻段用于現(xiàn)有5G和未來6G通信網(wǎng)絡的相關研究，做好通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的頻譜資源儲備。二是持續(xù)推進目前低中頻頻譜高效利用技術的研究，結合6G復雜融合場景開展動態(tài)頻譜共享相關理論研究。三是鼓勵支持產(chǎn)業(yè)各界加大與候選頻譜相關的芯片、設備的技術標準制定、設備試驗和研制工作，增加專項資本投入，加大研發(fā)力度，增強技術競爭力。

推進6G國際化合作與發(fā)展。堅持6G全球統(tǒng)一標準的工作思路，積極開展國際合作。一是依托產(chǎn)業(yè)界力量，強化國內(nèi)外運營商和設備商溝通協(xié)作，鼓勵產(chǎn)業(yè)界上下游企業(yè)積極參與國際組織針對6G研究的相關議題，爭取機會共同推動6G技術標準的制定，把握好全球產(chǎn)業(yè)趨勢，提升產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展和國際化能力。二是堅持自主創(chuàng)新與國際合作并行推進，在國內(nèi)推動和建立產(chǎn)學研用一體化的6G研發(fā)及應用體系，加強平臺中各參與者之間的互動，加快6G的研發(fā)進度，力求掌握更多的知識產(chǎn)權，做好專利儲備工作，便于更好開展6G產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略部署。

突破6G潛在關鍵技術。集中產(chǎn)業(yè)界力量突破6G潛在關鍵技術，推動我國6G通信設備和終端形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，在國際產(chǎn)業(yè)分工體系中占據(jù)有利地位。一是加大資金投入，設立多個細分領域?qū)ｍ椪n題組，鼓勵產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)集中突破下一代信道編碼、新一代天線射頻、太赫茲通信、軟件無線電、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、動態(tài)頻譜共享等關鍵技術。二是積極推進關鍵產(chǎn)業(yè)基礎儲備，尤其是半導體材料等基礎領域和高頻器件等前沿領域，通過政策、資金傾斜鼓勵高頻段、大帶寬的射頻器件、測量儀器設備廠商開展專項技術突破。三是鼓勵企業(yè)進行6G應用場景的前瞻研究和應用試驗，積極引導相關企業(yè)開展跨行業(yè)協(xié)作，促進產(chǎn)業(yè)鏈各方協(xié)同發(fā)展形成合力，打造上下游生態(tài)環(huán)境。

（來源：中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院）