世界各國積極推進6G研究進展

滕學強 彭健

雖然目前6G網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，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）聯合提案發起的2030網絡技術焦點組在日內瓦成立。該焦點組旨在探索面向2030年及以后的新興ICT部門網絡需求以及IMT-2020（5G）系統的預期進展。業界認為，這從一定程度上標志著各國開始啟動對6G網絡技術的研究。

中國：從國家層面啟動6G研發

2019年11月3日，中國成立國家6G技術研發推進工作組和總體專家組，標志著中國6G研發正式啟動。目前，涉及下一代寬帶通信網絡的相關技術研究主要包括大規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、面向基站的大規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關鍵技術、基于第三代化合物半導體的射頻前端系統技術等。

技術研發方面，中國華為公司已經開始著手研發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研發實驗室，目前處于研發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，毫米波太赫茲產業發展聯盟在北京成立。

運營商方面，中國電信、中國移動和中國聯通均已啟動6G研發工作。中國移動和清華大學建立了戰略合作關系，雙方將面向6G通信網絡和下一代互聯網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，基于區塊鏈的動態頻譜共享技術將成為發展趨勢。2019年初，美國總統特朗普公開表示要加快美國6G技術的發展。3月份，FCC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展。

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

韓國：將6G研發列為“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，韓國總統文在寅在訪問芬蘭時達成協議，兩國將合作開發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，韓國政府和企業將共同投資9760億韓元。韓國6G研發項目目前已通過了可行性調研的技術評估。此外，韓國科學與信息通信技術部公布的14個戰略課題中，把用于6G的100GHz以上超高頻段無線器件研發列為“首要”課題。

技術研發方面，韓國領先的通信企業已經組建了一批企業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略合作伙伴關系，共同研發6G技術，推動韓國在6G通訊市場上提早發展。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6G核心技術并探索6G商業模式，將把區塊鏈、6G、AI作為未來發力方向。

日本：具有發展6G的獨特優勢

日本計劃通過官民合作制定2030年實現“后5G”（6G）的綜合戰略。據報道，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綜合戰略。日本經濟產業省2020年計劃投入2200億日元的預算，主要用于啟動6G研發。

日本在太赫茲等各項電子通信材料領域全球領先優勢明顯，這是其發展6G的獨特優勢。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網絡研發上合作，將于2030年前后推出這一網絡技術。

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，產業界對6G系統進行了初步展望。2019年6月，英國電信集團（BT）首席網絡架構師Neil McRae預計6G將在2025年得到商用，特征包括“5G+衛星網絡（通信、遙測、導航）”、以“無線光纖”等技術實現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。

技術研發方面，英國企業和大學開展了一些有益的探索。英國布朗大學實現了非直視太赫茲數據鏈路傳輸。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聯合共建6G新媒體實驗室，共同探索6G時代互聯網行業與媒體行業跨界合作的全新模式，推動6G、新媒體、金融銀行、物聯網、大數據、人工智能、區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網絡深度融合，同時提出了6G網絡傳輸速度、頻段、時延、連接密度等關鍵指標。

芬蘭已經啟動了多個6G研究項目。奧盧大學計劃在8年內為6G項目投入2540萬美元，已經啟動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系統”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研發的相關建議

加大6G候選頻段研究力度。結合我國5G產業發展現狀和6G研究需求，統籌開展6G頻譜方案研究工作：一是考慮我國產業節奏和特點，積極推進高頻毫米波、太赫茲等候選頻段用于現有5G和未來6G通信網絡的相關研究，做好通信產業發展的頻譜資源儲備。二是持續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頻譜共享相關理論研究。三是鼓勵支持產業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，加大研發力度，增強技術競爭力。

推進6G國際化合作與發展。堅持6G全球統一標準的工作思路，積極開展國際合作。一是依托產業界力量，強化國內外運營商和設備商溝通協作，鼓勵產業界上下游企業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，把握好全球產業趨勢，提升產業協同發展和國際化能力。二是堅持自主創新與國際合作并行推進，在國內推動和建立產學研用一體化的6G研發及應用體系，加強平臺中各參與者之間的互動，加快6G的研發進度，力求掌握更多的知識產權，做好專利儲備工作，便于更好開展6G產業化戰略部署。

突破6G潛在關鍵技術。集中產業界力量突破6G潛在關鍵技術，推動我國6G通信設備和終端形成產業規模，在國際產業分工體系中占據有利地位。一是加大資金投入，設立多個細分領域專項課題組，鼓勵產業鏈企業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、衛星互聯網、人工智能、區塊鏈、動態頻譜共享等關鍵技術。二是積極推進關鍵產業基礎儲備，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，積極引導相關企業開展跨行業協作，促進產業鏈各方協同發展形成合力，打造上下游生態環境。

（來源：中國電子信息產業發展研究院）