世界各國(guó)6G研究進(jìn)展

無(wú)線管理研究所

世界各國(guó)6G研究進(jìn)展

（一）中國(guó)。中國(guó)已在國(guó)家層面正式啟動(dòng)6G研發(fā)。2019年11月3日，中國(guó)成立國(guó)家6G技術(shù)研發(fā)推進(jìn)工作組和總體專家組，標(biāo)志著中國(guó)6G研發(fā)正式啟動(dòng)。目前涉及下一代寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)研究主要包括大規(guī)模無(wú)線通信物理層基礎(chǔ)理論與技術(shù)、太赫茲無(wú)線通信技術(shù)與系統(tǒng)、面向基站的大規(guī)模無(wú)線通信新型天線與射頻技術(shù)、兼容C波段的毫米波一體化射頻前端系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、基于第三代化合物半導(dǎo)體的射頻前端系統(tǒng)技術(shù)等。

技術(shù)研發(fā)方面，中國(guó)華為公司已經(jīng)開(kāi)始著手研發(fā)6G技術(shù)，它將與5G技術(shù)并行推進(jìn)。華為在加拿大渥太華成立了6G研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，目前正處于研發(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(yīng)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(shù)領(lǐng)域，中國(guó)華訊方舟、四創(chuàng)電子、亨通光電等公司也已開(kāi)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(yùn)營(yíng)商方面，中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通均已啟動(dòng)6G研發(fā)工作。中國(guó)移動(dòng)和清華大學(xué)建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，雙方將面向6G通信網(wǎng)絡(luò)和下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等重點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行科學(xué)研究合作。中國(guó)電信正在研究以毫米波為主頻，太赫茲為次頻的6G技術(shù)。中國(guó)聯(lián)通開(kāi)展了6G太赫茲通信技術(shù)研究。

（二）美國(guó)。早在2018年，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）官員就對(duì)6G系統(tǒng)進(jìn)行了展望。2018年9月，美國(guó)FCC官員首次在公開(kāi)場(chǎng)合展望6G技術(shù)，提出6G將使用太赫茲頻段，6G基站容量將可達(dá)到5G基站的1000倍。美國(guó)現(xiàn)有的頻譜分配機(jī)制將難以勝任6G時(shí)代對(duì)于頻譜資源高效利用的需求，基于區(qū)塊鏈的動(dòng)態(tài)頻譜共享技術(shù)將成為發(fā)展趨勢(shì)。

2019年，美國(guó)決定開(kāi)放部分太赫茲頻段，推動(dòng)6G技術(shù)的研發(fā)實(shí)驗(yàn)。2019年初，美國(guó)總統(tǒng)特朗普公開(kāi)表示要加快美國(guó)6G技術(shù)的發(fā)展。2019年3月，F(xiàn)CC宣布開(kāi)放95GHz-3THz頻段作為實(shí)驗(yàn)頻譜，未來(lái)可能用于6G服務(wù)。

技術(shù)研究方面，美國(guó)目前主要通過(guò)贊助高校開(kāi)展相關(guān)研究項(xiàng)目，主要是開(kāi)展早期的6G技術(shù)包含芯片的研究。紐約大學(xué)無(wú)線中心（NYUWireless）正開(kāi)展使用太赫茲頻率的信道傳輸速率達(dá)100Gbps的無(wú)線技術(shù)。美國(guó)加州大學(xué)的ComSenTer研究中心獲得了2750萬(wàn)美元的贊助，開(kāi)展“融合太赫茲通信與傳感”的研究。加州大學(xué)歐文分校納米通信集成電路實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了一種工作頻率在115GHz到135GHz之間微型無(wú)線芯片，在30厘米的距離上能實(shí)現(xiàn)每秒36Gbps的傳輸速率。弗吉尼亞理工大學(xué)的研究認(rèn)為，6G將會(huì)學(xué)習(xí)并適應(yīng)人類用戶，智能機(jī)時(shí)代將走向終結(jié)，人們將見(jiàn)證可穿戴設(shè)備的通信發(fā)展。

美國(guó)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(lǐng)先。截至2020年2月底，美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）已順利發(fā)射近300顆“星鏈”（Starlink）衛(wèi)星，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(yùn)營(yíng)商。該公司預(yù)計(jì)最早將可以在2020年中期開(kāi)始在美國(guó)提供衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)寬帶服務(wù)。

（三）韓國(guó)。作為全球第一個(gè)實(shí)現(xiàn)5G商用的國(guó)家，韓國(guó)同樣是最早開(kāi)展6G研發(fā)的國(guó)家之一。2019年4月，韓國(guó)通信與信息科學(xué)研究院召開(kāi)了6G論壇，正式宣布開(kāi)始開(kāi)展6G研究并組建了6G研究小組，任務(wù)是定義6G及其用例/應(yīng)用以及開(kāi)發(fā)6G核心技術(shù)。韓國(guó)總統(tǒng)文在寅在2019年6月訪問(wèn)芬蘭時(shí)達(dá)成協(xié)議，兩國(guó)將合作開(kāi)發(fā)6G技術(shù)。2020年1月，韓國(guó)政府宣布將于2028年在全球率先商用6G。為此，韓國(guó)政府和企業(yè)將共同投資9760億韓元。韓國(guó)6G研發(fā)項(xiàng)目目前已通過(guò)了可行性調(diào)研的技術(shù)評(píng)估。此外，韓國(guó)科學(xué)與信息通信技術(shù)部公布的14個(gè)戰(zhàn)略課題中把用于6G的100GHz以上超高頻段無(wú)線器件研發(fā)列為“首要”課題。

技術(shù)研發(fā)方面，韓國(guó)領(lǐng)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(guó)LG在2019年1月份便宣布設(shè)立6G實(shí)驗(yàn)室。6月份，韓國(guó)最大的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商SK宣布與愛(ài)立信和諾基亞建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，共同研發(fā)6G技術(shù)，推動(dòng)韓國(guó)在6G通信市場(chǎng)上提早發(fā)展。三星電子也在2019年設(shè)立了6G研究中心，計(jì)劃與SK電訊合作開(kāi)發(fā)6G核心技術(shù)并探索6G商業(yè)模式，將把區(qū)塊鏈、6G、Al作為未來(lái)發(fā)力方向。

（四）日本。日本計(jì)劃通過(guò)官民合作制定2030年實(shí)現(xiàn)“后5G”（6G）的綜合戰(zhàn)略。據(jù)報(bào)道，該計(jì)劃由日本東京大學(xué)校長(zhǎng)擔(dān)任主席，日本東芝等科技巨頭公司將會(huì)全力提供技術(shù)支持，在2020年6月前匯總6G綜合戰(zhàn)略。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省2020年計(jì)劃投入2200億日元的預(yù)算，主要用于啟動(dòng)6G研發(fā)。

日本在太赫茲等各項(xiàng)電子通信材料領(lǐng)域全球領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)明顯，這是其發(fā)展6G的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。廣島大學(xué)與信息通信研究機(jī)構(gòu)（NICT）及松下公司合作，在全球最先實(shí)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(bào)電話公司（NTT）集團(tuán)旗下的設(shè)備技術(shù)實(shí)驗(yàn)室利用磷化銦（InP）化合物半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)出傳輸速度可達(dá)5G五倍的6G超高速芯片，目前存在的主要問(wèn)題是傳輸距離極短，距離真正的商用還有相當(dāng)長(zhǎng)的一段距離。NTT集團(tuán)于2019年6月份提出了名為“IOWN”的構(gòu)想，希望該構(gòu)想能成為全球標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，NTT還與索尼、英特爾三家公司在6G網(wǎng)絡(luò)研發(fā)上合作，將于2030年前后推出這一網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

（五）英國(guó)。英國(guó)是全球較早開(kāi)展6G研究的國(guó)家之一，產(chǎn)業(yè)界對(duì)6G系統(tǒng)進(jìn)行了初步展望。2019年6月，英國(guó)電信集團(tuán)（BT）首席網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師NeilMcRae預(yù)計(jì)6G將在2025年得到商用，特征包括“5G+衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)（通信、遙測(cè)、導(dǎo)航）”、以“無(wú)線光纖”等技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高性價(jià)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(shù)研發(fā)方面，英國(guó)企業(yè)和大學(xué)開(kāi)展了一些有益的探索。英國(guó)布朗大學(xué)實(shí)現(xiàn)了非直視太赫茲數(shù)據(jù)鏈路傳輸。GBK國(guó)際集團(tuán)組建了6G通信技術(shù)科研小組，并與馬來(lái)西亞科技網(wǎng)聯(lián)合共建6G新媒體實(shí)驗(yàn)室，共同探索6G時(shí)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(dòng)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(shù)與傳媒領(lǐng)域的深度融合。英國(guó)貝爾法斯特女王大學(xué)等一些大學(xué)也正在進(jìn)行6G相關(guān)技術(shù)的研究。

（六）芬蘭。芬蘭信息技術(shù)走在世界前列，在大力推廣5G技術(shù)的同時(shí)，率先發(fā)布了全球首份6G白皮書(shū)，對(duì)于6G愿景和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)展望。2019年3月，芬蘭奧盧大學(xué)主辦了全球首個(gè)6G峰會(huì)。2019年10月份，基于6G峰會(huì)專家的觀點(diǎn)，奧盧大學(xué)發(fā)布了全球首份6G白皮書(shū)，提出6G將在2030年左右部署，6G服務(wù)將無(wú)縫覆蓋全球，人工智能將與6G網(wǎng)絡(luò)深度融合，同時(shí)提出了6G網(wǎng)絡(luò)傳輸速度、頻段、時(shí)延、連接密度等關(guān)鍵指標(biāo)。

芬蘭已經(jīng)啟動(dòng)了多個(gè)6G研究項(xiàng)目。奧盧大學(xué)計(jì)劃在8年內(nèi)為6G項(xiàng)目投入2540萬(wàn)美元，已經(jīng)啟動(dòng)6G旗艦研究計(jì)劃。同時(shí)，諾基亞公司、奧盧大學(xué)與芬蘭國(guó)家技術(shù)研究中心（VTT）技術(shù)研究中心合作開(kāi)展了“6Genesis——支持6G的無(wú)線智能社會(huì)與生態(tài)系統(tǒng)”項(xiàng)目，將在未來(lái)8年投入超過(guò)2.5億歐元的資金。

我國(guó)推進(jìn)6G研發(fā)的相關(guān)建議

（一）加大6G候選頻段研究力度。結(jié)合我國(guó)5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和6G研究需求，統(tǒng)籌開(kāi)展6G頻譜方案研究工作：一是考慮我國(guó)產(chǎn)業(yè)節(jié)奏和特點(diǎn)，積極推進(jìn)高頻毫米波、太赫茲等候選頻段用于現(xiàn)有5G和未來(lái)6G通信網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)研究，做好通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的頻譜資源儲(chǔ)備。二是持續(xù)推進(jìn)目前低中頻頻譜高效利用技術(shù)的研究，結(jié)合6G復(fù)雜融合場(chǎng)景開(kāi)展動(dòng)態(tài)頻譜共享相關(guān)理論研究。三是鼓勵(lì)支持產(chǎn)業(yè)各界加大與候選頻譜相關(guān)的芯片、設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定、設(shè)備試驗(yàn)和研制工作，增加專項(xiàng)資本投入，加大研發(fā)力度，增強(qiáng)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。

（二）推進(jìn)6G國(guó)際化合作與發(fā)展。堅(jiān)持6G全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的工作思路，積極開(kāi)展國(guó)際合作。一是依托產(chǎn)業(yè)界力量，強(qiáng)化國(guó)內(nèi)外運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商溝通協(xié)作，鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)界上下游企業(yè)積極參與國(guó)際組織針對(duì)6G研究的相關(guān)議題，爭(zhēng)取機(jī)會(huì)共同推動(dòng)6G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，把握好全球產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)，提升產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展和國(guó)際化能力。二是堅(jiān)持自主創(chuàng)新與國(guó)際合作并行推進(jìn)，在國(guó)內(nèi)推動(dòng)和建立產(chǎn)學(xué)研用一體化的6G研發(fā)及應(yīng)用體系，加強(qiáng)平臺(tái)中各參與者之間的互動(dòng)，加快6G的研發(fā)進(jìn)度，力求掌握更多的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，做好專利儲(chǔ)備工作，便于更好開(kāi)展6G產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略部署。

（三）突破6G潛在關(guān)鍵技術(shù)。集中產(chǎn)業(yè)界力量突破6G潛在關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)6G通信設(shè)備和終端形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，在國(guó)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(shè)立多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域?qū)ｍ?xiàng)課題組，鼓勵(lì)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(wú)線電、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、動(dòng)態(tài)頻譜共享等關(guān)鍵技術(shù)。二是積極推進(jìn)關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)儲(chǔ)備，尤其是半導(dǎo)體材料等基礎(chǔ)領(lǐng)域和高頻器件等前沿領(lǐng)域，通過(guò)政策、資金傾斜鼓勵(lì)高頻段、大帶寬的射頻器件、測(cè)量?jī)x器設(shè)備廠商開(kāi)展專項(xiàng)技術(shù)突破。三是鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行6G應(yīng)用場(chǎng)景的前瞻研究和應(yīng)用試驗(yàn)，積極引導(dǎo)相關(guān)企業(yè)開(kāi)展跨行業(yè)協(xié)作，促進(jìn)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。