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6G愿景及潜在关键技术分析
一、引言
全球移动通信历经1G到4G的发展,每一次代际跃迁都
会大幅度提升数据传输速率,并催生无线新应用、新业务和
新模式,从打电话、发短信到浏览网页、在线视频、移动支
付、直播短视频等,孕育了辉煌的消费互联网时代。当前,
全球5G商用已全面启动,与之前几代移动通信主要聚焦移
动互联网应用场景不同,5G寻求的不仅是数据传输速率的提
升,而是更广泛的应用场景,将与众多垂直行业深度融合,
提升经济社会各行业各领域的数字化、信息化和智能化水平,
构建“万物互联”的新时代。
5G商用将实现移动互联到万物互联的拓展,从个人、家
庭延伸到经济社会各领域,种类繁多的泛在设备接入网络,
所产生的海量数据将人与人、人与物、物与物紧密连接成一
体。但5G仅仅是万物互联的开端,与垂直行业融合应用发
展需要相当长时间进行培育,随着物联网应用范围的进一步
深化和扩展,未来社会将步入数据驱动的时代,实现真实物
理空间与虚拟网络空间的深度融合,通过对物理空间的海量
数据进行动态采集,在网络空间进行即时分析,决策信息再
实时反馈给物理空间,为实现海量数据高速、无延迟、安全
可靠的分发,需要比5G更加先进的6G通信基础设施。
二、全球6G必威体育精装版进展
国际电信联盟(ITU)已经初步明确了6G时间计划。2020
年2月,ITU-RWP5D工作组第34次会议在瑞士日内瓦召开,
会议决定启动面向2030年及未来新一代移动通信(6G)的
研究工作。会议初步明确了《未来技术趋势研究报告》、《未
来技术愿景建议书》等报告文件的重要时间节点,其中,《未
来技术趋势报告》主要描述5G之后IMT系统的技术演进方
向,该报告起草工作业已启动,并计划于2022年6月完成。
《未来技术愿景建议书》将包含面向2030年及未来的IMT
系统整体目标,如应用场景、关键性能指标等,计划2021
年上半年启动,2023年6月完成。本次会议虽然明确了开展
6G技术趋势及需求愿景研究的时间,但尚未确定6G标准的
时间计划,尤其是对于6G标准的完成时间,业界还存在一
定分歧。
第三代合作伙伴计划(3GPP)预计2025年左右启动6G
标准研制。2018年6月,3GPP完成了5G第一版本国际标准
(R15)的研制,重点支持增强移动宽带和基础的超高可
靠低时延场景,目前,完整5G国际标准
(R16)版本已经基本制定完成,计划2020年6月冻结,
该版本重点面向工业互联网和车联网等行业应用场景进行
了增强,可以更好地满足低时延高可靠类业务应用需求。5G
后续将在持续提升网络承载能力的基础上拓展垂直行业应
用,进一步增强定位、网络架构及切片能力等。预计3GPP
将于2023年启动对6G的研究,而实质性的6G国际标准化
预计将于2025年左右启动。
全球主要国家相继启动6G技术的前期研究。美国联邦
通信委员会(FCC)2019年3月宣布开放面向未来6G网络服
务的太赫兹频段(95GHz-3THz),用于6G技术试验使用,
美国国防高级研究计划局(DARPA)与高校合作开展太赫兹、
存储、计算等基础技术研究。欧盟启动了面向2020年以后
的欧洲地平线(HorizonEurope)2021-2027项目规划,计划
投资1000亿欧元,研究内容包含下一代网络技术研究;芬
兰奥卢大学成立6GFlagship组,研究面向2030年的6G愿景、
挑战及关键技术,并与IEEE合作,于2019和2020年连续举
办两届全球6G峰会,与全球学术界、产业界共同探讨未来
6G发展。日本于2019年设立“后5G信息通信系统和半导
体开发项目”,用于研发后5G通信系统及先进半导体技术。
2018年,日本NTT集团宣布开发出了面向B5G和6G的两项
新技术,轨道角动量和太赫兹通信。2019年12月,NTT集
团旗下设备技术实验室基于磷化铟(InP)化合物半导体材料
研发了太赫兹射频芯片,传输速率达到了100Gb/s。韩国
2020年1月宣布,将于2028年在全球率先实现6G商用,为
此政府和企业将共同投资9760亿韩元。此外,韩国还成立
了多个6G研究中心,其中,三星电子
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