6G將至“黃金頻段”引競逐

劉馨蔚

截至2023年底，中國5G基站總數(shù)達337.7萬個，網(wǎng)絡底座進一步夯實，網(wǎng)絡應用不斷豐富。在5G全面鋪設的同時，6G技術近兩年也被頻頻提及。工信部新聞發(fā)言人、總工程師趙志國近日透露：“5G行業(yè)應用已融入71個國民經(jīng)濟大類。下一步，將加快6G技術研究，開展技術試驗，強化技術儲備，深化交流合作。”

6G標準進入“倒計時”

2023年6月，國際電信聯(lián)盟（ITU）如期完成《IMT面向2030及未來發(fā)展的框架和總體目標建議書》（下稱《建議書》）。作為6G綱領性文件，《建議書》匯聚全球6G愿景共識，描繪6G目標與趨勢，提出6G典型場景及能力指標體系，為全球6G發(fā)展起到宏觀指引的作用。

《建議書》定義了6G的15個能力指標，即連接數(shù)密度、移動性、時延、可靠性、定位精度、峰值速率、用戶體驗速率、頻譜效率、區(qū)域流量密度、感知相關指標、AI相關指標、安全隱私韌性性能指標、可持續(xù)性性能指標、覆蓋、互操作。

《建議書》提出，面向2030及未來的6G系統(tǒng)將推動實現(xiàn)包容性、泛在連接、可持續(xù)性、創(chuàng)新、安全性、隱私性和彈性、標準化和互操作、互通性等七大目標，支撐構建包容性的信息社會，實現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標。

隨著《建議書》的發(fā)布，全球6G發(fā)展邁入新階段。在充分積累技術的基礎上，技術方向逐步收斂，6G系統(tǒng)框架越來越清晰，國際標準化工作也提上日程。不久前，ITU無線電通信全會批準了關于“IMT—2030框架”的建議，其中包含6G框架的詳細信息。該標準的發(fā)布，標志著在制定和實施全球公認的6G移動通信系統(tǒng)標準方面取得重大進展。

“基于IMT—2030標準開發(fā)的地面無線電系統(tǒng)，有望推動下一波創(chuàng)新型無線電通信系統(tǒng)的發(fā)展，促進全球數(shù)字公平并推動普遍連接。”ITU無線電通信局局長Mario Maniewicz表示。

據(jù)悉，接下來，各公司和行業(yè)協(xié)會將提交IMT—2030無線電接口技術建議，供ITU無線電通信部門在2027年初進行審議，預計在2030年之前批準最終的6G技術標準。

當前，6G研究呈現(xiàn)加速發(fā)展的競爭態(tài)勢。美國、歐洲均成立了專門針對6G的區(qū)域性聯(lián)盟或“旗艦”研究項目，意圖引領6G標準與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

對此，中國電信研究院6G研究中心主任陳鵬建議：“中國一方面需加快6G研究進程，特別是針對6G關鍵領域深入開展方案研究與專利布局；另一方面，應通過各種方式強化國際合作，確保未來形成全球統(tǒng)一的6G標準。”

中國率先啟動6G研發(fā)布局

中國是全球率先啟動6G研發(fā)布局的國家。2019年6月，工信部推動成立IMT—2030（6G）推進組（下稱6G推進組），組織架構基于原IMT—2020（5G）推進組，成員包括中國主要運營商、制造商、高校和研究機構。

作為推進6G發(fā)展的主要產(chǎn)業(yè)平臺，6G推進組吸納國內外超80家成員單位，系統(tǒng)推進6G需求研究、技術研發(fā)、國際合作等各項工作，組織開展6G技術征集和技術試驗，研制概念樣機，支撐未來產(chǎn)業(yè)研發(fā)。

2021年6月，6G推進組發(fā)布《6G總體愿景與潛在關鍵技術》白皮書，提出6G將支撐實現(xiàn)“萬物智聯(lián)、數(shù)字孿生”的愿景，創(chuàng)新性提出6G潛在業(yè)務應用將呈現(xiàn)沉浸化、智能化和全域化特點。

2022年7月，6G推進組發(fā)布《6G典型場景和關鍵能力》白皮書，提出6G將在5G三大典型場景基礎上繼續(xù)深化，構建超級無線寬帶、超大規(guī)模連接、極其可靠通信能力，并拓展感知和智能服務新場景。同時，從用戶、網(wǎng)絡運營和可持續(xù)發(fā)展等需求角度，提出6G關鍵能力指標體系。

工信部部長金壯龍指出，信息通信業(yè)是國民經(jīng)濟的戰(zhàn)略性、基礎性、先導性行業(yè)，對促進經(jīng)濟社會發(fā)展具有重要支撐作用。當前，中國已建成全球規(guī)模最大、技術領先的網(wǎng)絡基礎設施，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應用新業(yè)態(tài)、新模式蓬勃興起，信息通信業(yè)有效驅動了實體經(jīng)濟轉型升級。

“構建安全可信的6G架構體系，是發(fā)展新質生產(chǎn)力的重要戰(zhàn)略支撐。發(fā)展新質生產(chǎn)力要求更加注重空天地泛在網(wǎng)絡化的連接，形成6G核心技術自主可控的能力，使6G成為全國打造新質生產(chǎn)力的重要引擎。”中國工程院院士、北京郵電大學教授張平表示。

張平認為，2024年是6G技術國際標準化的關鍵之年。產(chǎn)學研用各界要在ITU、3GPP等國際組織中，圍繞6G需求輸送高質量的中國解決方案，最大范圍凝聚6G標準共識。同時，發(fā)揮中國在移動通信整機產(chǎn)品系統(tǒng)集成與運營等方面的優(yōu)勢，實現(xiàn)國內國際雙循環(huán)相互促進。

六大場景拓展服務邊界

在典型場景方面，6G包含沉浸式通信、超大規(guī)模連接、極高可靠低時延、人工智能與通信的融合、感知與通信的融合、泛在連接等六大場景。六大典型場景一方面體現(xiàn)了沉浸化、智能化、全域化的發(fā)展趨勢，6G將面向人、機、物提供多樣化服務，成為承載新用戶、賦能新應用的新型數(shù)字基礎設施；另一方面，實現(xiàn)跨領域技術間的深度融合，在擴展6G服務邊界的同時，也為提升6G網(wǎng)絡性能注入新動力。

與此同時，六大典型場景也帶來了新挑戰(zhàn)。首先，需結合5G商用經(jīng)驗，進一步深化工業(yè)、能源、交通、醫(yī)療等垂直行業(yè)對6G需求的研究，分析垂直行業(yè)對6G網(wǎng)絡性能的需求，這涉及成本、復雜性、安全性、不間斷服務能力等。同時，面向垂直行業(yè)需求，需要找準6G業(yè)務的應用定位，提供多技術融合的一站式應用解決方案。

在關鍵技術方面，特別是面向感知、智能、計算等交叉融合領域，行業(yè)在汲取原領域技術優(yōu)勢的同時，還需解決跨領域融合或一體化設計帶來的技術難題，從資源、功能、服務等層面實現(xiàn)通信、計算、模型、數(shù)據(jù)的融合一體，進而實現(xiàn)更高效的服務。

6G是通信市場近幾年關注的焦點，被視為移動產(chǎn)業(yè)的“萬億美元機遇”，雖然很多國家和企業(yè)已經(jīng)開始了6G的研究和實驗，但由于涉及諸多新的技術和概念，如超高頻率、新型天線、新型材料等，因此整個行業(yè)仍處于探索和試驗階段，距離實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化還有相當長的路程。

此外，6G的頻段更高，蜂窩更密，能耗也將比5G更大，減碳也將是難點之一。在現(xiàn)有網(wǎng)絡建構下，6G需要在大容量和減碳之間找到平衡點，多維度降能耗，打造綠色低碳網(wǎng)絡。

在陳鵬看來，6G時代一是要加強技術研發(fā)，確保用好新能力（如AI、感知等）；二是要深入洞察產(chǎn)業(yè)需求，提供個性化、差異化網(wǎng)絡服務；三是要做好數(shù)據(jù)安全和隱私保護，確保更好地服務于各行業(yè)用戶，推動產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉型和智慧社會建設。

“黃金頻段”成競逐目標

2023年7月，工信部發(fā)布新版《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定》，在全球范圍內率先將6425—7125MHz全部或部分頻段劃分用于IMT系統(tǒng)。對此，工信部無線電管理局指出，6GHz頻段是中頻段僅有的大帶寬優(yōu)質資源，兼顧覆蓋和容量優(yōu)勢，特別適合5G或未來6G系統(tǒng)部署。此次以規(guī)章形式確定其規(guī)則地位，有利于穩(wěn)定5G/6G產(chǎn)業(yè)預期，推動5G/6G頻譜資源全球或區(qū)域劃分一致，為5G/6G發(fā)展提供所必需的中頻段頻率資源，促進移動通信技術和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

對比各國情況，即可發(fā)現(xiàn)中頻段正在成為“黃金頻段”。在中國、韓國市場，由于采用2.6GHz、3.5GHz等中頻段頻率部署5G網(wǎng)絡，實現(xiàn)了網(wǎng)絡覆蓋與速率體驗的平衡發(fā)展。不僅人口覆蓋率接近或突破90%，5G數(shù)據(jù)速率也在各項測速報告中名列前茅。而在美國市場，初期部署采用毫米波與1GHz以下低頻段結合的方式，無法兼顧覆蓋與容量，使用戶體驗受限，制約了5G在美國的發(fā)展。這也促使美國運營商在2021年初，以創(chuàng)紀錄的價格競拍了3.7—3.98 GHz的中頻段頻譜資源。

隨著全球移動通信技術的不斷發(fā)展，頻譜資源的分配和利用已經(jīng)成為各國競爭的重要領域之一。6GHz頻段作為在中頻段中唯一尚未用于移動通信業(yè)務，且完整、連續(xù)的大帶寬頻譜資源，自然成為不同技術體制競逐的目標。

“新需求、新場景和新技術的出現(xiàn)，賦予了6G網(wǎng)絡架構在傳統(tǒng)連接和轉發(fā)之外的計算、感知、智能、安全等多維能力需求，也為6G網(wǎng)絡架構的創(chuàng)新帶來了新的驅動力。瞄準2030年左右實現(xiàn)6G商用，未來3—5年將進入6G發(fā)展的戰(zhàn)略窗口期。”中國移動研究院基礎網(wǎng)絡技術研究所副所長陸璐認為。