全球6G技术产业发展态势.pdf

E0全球 6G 技术产业发展态势杜刘通1徐晓燕1杜滢1魏克军1金弯弯2(1.中国信息通信研究院移动通信创新中心,北京 100191;2.中国人民大学经济学院,北京 100872)摘要:当前,5G 已进入规模化商用阶段,加速与各领域深度融合,成为经济社会高质量发展的重要驱动力量。与此同时,随着移动通信技术的持续演进,6G 逐渐成为全球科技创新发展的热点。全球多个国家和地区纷纷采取制定战略规划、加大项目资金投入等方式推动 6G 愿景需求、技术研究、标准制定、国际合作等。通过跟踪全球 6G 最新研究进展,分析梳理了全球 6G 发展态势,旨在为推动 6G 发展提出建议和参考。关键词:6G;全球进展;规划中图分类号:F626 文献标志码:A引用格式:杜刘通,徐晓燕,杜滢,等.全球 6G 技术产业发展态势J.信息通信技术与政策,2023,49(9):2-6.DOI:10.12267/j.issn.2096-5931.2023.09.0010 引言当前,以移动通信技术为代表的信息通信技术蓬勃发展,已成为加速数字经济与实体经济融合的重要推动力,在推动全球经济社会发展、产业结构变革和技术迭代创新方面持续发挥关键作用。纵观全球,5G 已进入规模化商用阶段。据全球移动供应商协会统计,截至 2023 年 5 月,全球已有 99 个 国家和地 区的254 家运营商推出了商用 5G 网络服务1。我国已建成规模较大、技术较先进的 5G 网络。与此同时,随着移动通信技术的持续演进,6G 逐渐成为全球科技创新的重点领域。本文将从国际标准研究进展、全球发展态势、国内相关研究工作三个角度梳理全球6G 发展现状,提出推动 6G 发展建议,为开展 6G 研究提供有益参考。1 6G 发展概述按照移动通信技术“十年一代”的发展规律,6G最早将于 2030 年进入商用阶段。2022 年 3 月,国际电信联盟(International Telecommunication Union,ITU)正式启动 6G 研究,明确了 6G 国际 标准工作计 划。2022 年 6 月,ITU 发布了面向 2030 及未来国际移动通信(International Mobile Telecommunications,IMT)技术趋势的报告2,其中指出,未来移动通信的关键使能技术将包括增强型无线空口技术(如超大规模天线、新型调制编码技术与多址接入技术等)、感知与通信融合、人工智能与通信融合、新维度无线通信(如智能超表面等)、高频段(如太赫兹等)通信以及新型无线网络架构等,6G 总体技术框架逐步形成。2023 年 6 月 12 日至 22 日,ITU 完成IMT 面向 2030 及未来发展的框架2基金项目:2021 年北京市社科基金重点课题(No.21DTR060)N*=0 和总体目标建议书(简称建议书)3,明确了6G 发展目标、典型场景、能力指标等内容,对后续 6G 技术和标准研究有重要指导作用4。在发展目标方面,6G 将推动实现包容性、泛在连接、可持续性、创新、安全性/隐私性/韧性、标准化和互操作、互通性七大目标,成为更好连接物理世界和虚拟世界、承载新用户、赋能新应用的新型数字基础设施;在典型场景方面,6G 将在 5G 三大典型场景的基础上持续增强和扩展,包含沉浸式通信、超大规模连接、极高可靠低时延、人工智能与通信融合、感知与通信融合、泛在连接六大场景;在性能指标方面,建议书明确了 6G 的 15 个关键能力指标,除传统移动通信的峰值速率、体验速率、频谱效率、区域流量密度、连接密度、覆盖、移动性、时延、可靠性等指标外,6G 还将在安全性/隐私/韧性、定位、感知、智能、可持续发展、互操作等维度新增性能指标。笔者根据移动通信国际标准制定的经验发现,ITU 作为国际移动通信标准的评估及认定机构,将在20242026 年进一步细化和完善 6G 性能指标要求,制定相应评估方法;2027 年将针对制定的指标开展候选技术方案征集,预计在 2029 年完成 6G 基础版本标准,2030 年左右启动 6G 商用部署。作为目前影响力较大的移动通信国际标准制定组织,第三代合作伙伴计划(The 3rd Generation Partnership Project,3GPP)在2022 年 6 月宣布正式冻结 5G 移动通信国际标准Release 17,并正式启动了 Release 18 版5G 国际标准研制工作,5G 标准制定进入 5G 增强(5G-Advanced,5G-A)发展阶段,感知与通信融合、人工智能与通信融合的部分功能将在此阶段逐步实现,为后续 6G 标准制定奠定有力基础。根据 3GPP 已公布的标准制定计划,最早将于 2025 年启动 6G 有关国际标准研制工作,并预计 2029 年左右完成 6G 国际标准基础版本。2 全球主要国家和地区 6G 发展情况2.1 美国美国在产业组织和政府等层面积极推动 6G 研发合作。在产业组织层面,美国由电信行业解决方案联盟(Alliance for Telecommunications Industry Solutions,ATIS)牵头成立了 Next G 联盟,旨在加强 6G 技术、网络、应用等领域的合作。除传统通信设备商及运营商外,还积极吸纳微软、谷歌、英特尔等信息技术领域软/硬件企业,实现从 6G 研发、测试到商用的全流程合作。2022 年 8 月 11 日,ATIS 与欧洲 6G 智慧网络和业务产业协会(6G Smart Networks and Services Industry Association,6G-IA)签署了一份 6G 合作谅解备忘录。双方将在 6G 通信系统和网络领域强化交流合作,开展 6G 研讨会、试验等多项活动,并计划共同推动全球6G 统一标准的相关合作。2021 年 12 月,Next G 联盟和韩国 5G 论坛宣布签署谅解备忘录,共同促进下一代移动通信方面的合作。在政府层面,2021 年 12 月,美国通过未来网络法案,要求美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission,FCC)建立 6G工作组,6G 工作组由政府、通信设备商、运营商等组成,负责向美国国会提交与 6G 国际标准、建设部署、产业链、供应链等相关的报告。2022 年 1 月,FCC 成立了技术咨询委员 会(Technical Advisory Council,TAC),领导人工智能和 6G 等技术的研究,重点关注新型频谱共享和新型无线通信等技术。2023 年 4 月,美国政府召集学术界、工业界、社会组织、政府部门、参众两院等代表在白宫召开 6G 研讨会,并以美国国家安全委员会(National Security Council,NSC)名义发布关于 6G 设计原则的报告,在技术可信及国家安全、开放及互操作、安全及隐私保护、成本可控及可持续发展、频率及制造、标准及国际合作 6 个方面阐述了对6G 设计原则的考虑,强调 6G 应建立在与美国及其盟友价值观相符的技术标准之上。2023 年 5 月,Next G联盟发布“6G 创新和投资的下一个前沿”倡议书(简称“倡议书”),指出 6G 作为下一代移动通信技术将定义 2030 年以后的国际经济格局。倡议书认为,当前是强化政府、行业和学术界合作以保持美国未来领先优势的关键时刻,呼吁国会和政府充分资助已有的6G 法案,并启动 6G 立法新进程,强化美国在无线技术创新领域的领导者地位。2023 年 6 月,美国和英国联合发布二十一世纪美英经济伙伴关系大西洋宣言,宣布将在 6G 等关键和新兴技术领域加强合作,包括共同制定愿景,深化在 5G 及 6G 解决方案领域的技术创新合作,推进联合研发项目。2.2 欧盟欧盟设立 6G 相关研发项目,加大资金投入,积极推进 6G 研发。2017 年,欧盟便启动了包括纠错码、信道编码、调制技术在内的 6G 基础技术研究项目。2018 年,芬兰国家技术研究中心联合奥卢大学、诺基3E0亚公司等实施为期 8 年的 6G 旗舰项目,计划总投资2.9 亿美元,研究内容为包含 6G 愿景、挑战、应用和技术方案在内的完整 6G 生态系统5。2020 年,欧盟推出了 20212027 年的科研资助框架“欧洲地平线”,开展包括下一代移动通信网络在内的六大关键技术研究,并于 2021 年 1 月正式启动 6G 旗舰项目 Hexa-X,该项目为期两年半,项目整体由诺基亚负责,爱立信为技术负责单位,此外西门子、英特尔、法国电信 Orange、芬兰阿尔托大学等在内的多家设备商、运营商及科研机构也参与其中。Hexa-X 项目包括智能连接、多网聚合、可持续性、全球服务覆盖、极致体验和安全性六大研究方向。2021 年 2 月,欧盟通过立法提案,由欧盟联合私营企业资助设立“智能网络和服务联合伙伴”(Smart Network and Services Joint Undertaking,SNS-JU)项目,用于构建服务全欧洲的 6G 试验性基础设施。目前,该计划已分别于 2022 年 10 月和 2023 年 1 月启动了两批次项目。此外,欧盟成立了 6G-IA 作为欧洲下一代移动通信网络与业务研究的重要平台,6G-IA 在 5G 基础设施公私合作伙伴关系(5G Infrastructure Public Private Partnership,5G-PPP)和 SNS-JU 中代表私营企业,欧盟则代表公共部门。6G-IA 汇聚了欧洲运营商、制造商、研究机构、垂直行业等多方参与者,组织开展面向超五代移动通信(Beyond 5G,B5G)及 6G 的技术研发、试验验证、标准研制、频谱规划等研究。2.3 日本日本政府通过推出相关政策和设立研究项目,立足产业优势推动 6G 发展。2020 年 6 月,日本总务省发布Beyond 5G 推进战略,明确 6G 发展目标及研究开发、知识产权和标准化推进战略。2020 年底,成立B5G 推进联盟以实现 B5G 标准和知识产权战略及进一步增强日本在 B5G 领域的国际竞争力。2021 年 10月,日本政府宣布拟放宽 6G 频段试验牌照,简化申请手续,缩短审批时间,并进一步放宽试验频段范围,提升日本本土制造商国际竞争力。2023 年 3 月,日本总务省宣布在情报通信研究机构(National Institute of Information and Communications Technology,NICT)设立信息通信研究开发基金,用于实施创新信息通信技术(Beyond 5G(6G)基金项目。该基金以成功开发下一代信息通信基础设施、实现 30%国际市场份额为目标,重点支持以下三类项目:一是对于具有技术优势、有明确海外扩张战略及计划并且技术相对成熟(即在假设场景下已开发出初步原型样机用于性能测试)的研发项目,基金最多可支持此类项目一半的总研发成本,即每个项目每年可获数十亿日元(原则上不超过100 亿日元)资金支持;二是对于处在研发早期阶段(即技术处在概念形成及应用探索阶段),需较长时间才能落地的项目,每年可支持 1 亿日元(原则上不超过10 亿日元);三是对于提升无线电频谱效率的研发项目,每年资助资金则取决于项目规模6。2.4 韩国韩国以实现全球最早 6G 商用为目标,强化政府引导和产业带动模式加速 6G 创新。韩国政府成立了由科学和信息通信技术部、运营商、设备企业、研究机构等组成的 6G 研发战略委员会,该委员会将负责制定韩国 6G 相关研究项目,定期组织召开研讨会以评估审查现有 6G 研发战略中各子项计划的进度,以及基于实际情况调整后续策略。2021 年 6 月,韩国科学和信息通信技术部宣布将于 2025 年前投入 2 200 亿韩元(约合人民币 12.6 亿元)用于加强韩国在未来的技术竞争力,研究领域包括研发 6G 关键技术、研制国际标准、夯实产业基础三大战略领域7。2022 年 11 月,韩国宣布设立面向 6G 服务应用的商业化研究项目,计划于 2026 年进行 6G 技术的早期商业化展示,并于2027 年启动 6G 早期商用网络部署。2023 年 2 月,韩国发布“K-Network 2030”战略,将原计划 2026 年启动的 6G 商业化项目提前至 2024 年,并投入 6 253 亿韩元用于技术研发、产业基础、人才培养等方面,推动韩国 6G 商用从 2030 年提前到 2028 年8。3 我国 6G 发展情况我国前瞻启动 6G 研究,在政策文件、技术研究、标准推进、技术试验等多方面采取有力举措,扎实推动6G 发展。在政策文件方面,2021 年 3 月至 12 月,我国先后发布了中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要“十四五”信息通信行业发展规划“十四五”数字经济发展规划“十四五”国家信息化规划9-11,提出要“前瞻布局 6G 网络技术储备”“开展 6G 基础理论及关键技术研发,构建 6G 愿景、典型应用场景和关键能力指标体系,鼓励企业深入开展 6G 潜在技术研究”“积极参与6G 标准研究,形成一批 6G 核心研究成果”“前瞻布局第六代移动通信(6G)网络技术储备,加大 6G 技术研4N*=0 发支持力度,积极参与推动 6G 国际标准化工作”“加强新型网络基础架构和 6G 研究,加快地面无线与卫星通信融合、太赫兹通信等关键技术研发”。2019 年 6 月,我国工业和信息化部会同国家发展和改 革 委 员 会、科 学 技 术 部 指 导 产 业 界 成 立 了IMT-2030(6G)推进组(简称“6G 推进组”),作为我国推进 6G 发展的主要产业平台,联合产、学、研、用各方力量在 6G 愿景需求、技术研发、试验验证、国际合作等方面持续推动 6G 发展。在愿景需求研究方面,6G推进组先后发布6G 总体愿景与潜在关键技术白皮书等12-13,提出 6G 总体愿景、典型场景、关键能力指标,展现产业界对 6G 发展目标如何发展的阶段性思考,凝聚业界关于 6G 发展的广泛共识。ITU 于 2023年 6 月召开第 44 次会议,完成IMT 面向 2030 及未来发展的框架和总体目标建议书,我国提出的 5 类典型场景和 14 项关键能力指标等核心研究成果成功纳入其中2。技术研究方面,6G 推进组联合产业界开展系统整体架构、新型无线技术、新型网络技术等 6G 潜在关键技术研究,持续发布系列研究报告,有力推动形成6G 创新发展共识。2022 年8 月,6G 推进组启动6G 技术试验,针对太赫兹通信、通信感知一体化、智能超表面 3 项无线关键技术和算力网络、分布式自治网络 2 项网络关键技术开展测试。2022 年 11 月,启动面向 6G 的关键技术全球征集,针对技术跨域融合发展趋势带来的6G 技术创新难度大、更新速度快等挑战,面向全球高等院校、科研院所、科技企业、推进组织等开展 6G 潜在关键技术征集。同时,积极参与 ITU 相关研讨会,输出我国6G 研究成果,支撑 ITU 完成面向2030 及未来IMT 技术趋势的报告,推动我国技术研究纳入 6G 总体框架,助力全球 6G 技术产业发展。在国际交流合作方面,6G 推进组已与欧洲 6G-IA 和韩国 5G 论坛等产业组织签署了合作意向,在 6G 愿景需求、技术研究等领域开展合作,共同发布研究成果。2022 年 6 月,6G 推进组与 6G-IA签署 6G 合作备忘录。2023 年 5 月,6G 推进组与 6G-IA共同举办线上 6G 主题研讨会,双方代表就 6G 愿景需求、技术趋势等热点议题进行了深入交流。4 结束语当前,移动通信产业发展如火如荼,有助于全球经济和社会可持续发展。未来,可以从以下几方面加强技术研究和产业研发。一是立足 5G 基础推动 6G 发展。移动通信产业发展代际演进明显,6G 的发展离不开 5G 的坚实基础。当前正处在 5G 规模应用和 5G-A 标准制定的关键时期,一方面,要进一步凝聚产业力量,特别是垂直行业的力量,深挖产业需求,加快推动 5G 在生产生活关键领域的深入融合应用;另一方面,要继续强化 5G-A 关键技术研究和标准推进,持续打造良好产业生态,为6G 发展筑牢基础。二是强化 6G 潜在关键技术研究。产业代际演进的核心动力是关键技术的突破,面临跨域融合的技术发展趋势。要积极发挥产业推进平台作用,持续开展面向 6G 的关键技术征集活动,汇聚产、学、研、用各方面力量,从基础技术、原创技术、应用技术等多个角度推动6G 理论创新和工程实现取得突破;同时,要注重发挥技术试验承担“研”与“产”之间桥梁的作用,用好横向对比和纵向突破,推动技术不断迭代成熟,加速技术产业化。三是深化国际交流合作。历经数十年发展,移动通信的蓬勃健康发展离不开全球产业界的共同努力。要不断深化 6G 技术、标准、市场等领域交流合作与协同创新。一方面鼓励与国际产业组织、科研院所等共同开展 6G 研究项目,互相参与试验验证,积极参与ITU、3GPP 等国际标准化组织的技术和标准化交流活动,深化全球 6G 创新共识;另一方面积极召开全球 6G发展大会等活动,邀请国内外专家分享最新研究成果,推动技术研究和产业发展不断取得更广泛共识。参考文献1 岳明.爱立信 5G 无线设备出货量破 1 000 万EB/OL.(2023-07-19)2023-07-27.http:/ ITU.Future technology trends of terrestrial International Mobile Telecommunications systems towards 2030 and beyondR,2022.3 ITU.Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2030 and beyondR,2023.4 杜滢.6G 建议书 迈入新阶段,迎接新挑战J.通信世界,2023(13):9-10.5 赛迪智库无线电管理研究所.6G 全球进展与发展展望白皮书R,2021.6 日本总务省.革新的信息通信技术(Beyond 5G(6G)基金事业,基金运用方针R,2023.7 Ministry of Science and ICT.6G,Korea takes the lead 5E0once again 6G R&D implementation plan establishedEB/OL.2021 2023-07-27.https:/www.msit.go.kr/bbs/view.do?sCode=eng&mId=4&mPid=2&bbsSeqNo=42&nttSeqNo=517#.8 Ministry of Science and ICT.MSIT launches the K-Network 2030 strategy EB/OL.2023 2023-07-27.https:/www.msit.go.kr/bbs/view.do?sCode=eng&mId=4&mPid=2&bbsSeqNo=42&nttSeqNo=783.9 中华人民共和国国务院.“十四五”数字经济发展规划EB/OL.(2021-12-12)2023-07-27.https:/ 中华人民共和国工业和信息化部.“十四五”信息通信行业发展规划EB/OL.(2021-11-01)2023-07-27.https:/ 中央网络安全和信息化委员会.“十四五”国家信息化规划EB/OL.20212023-07-27.https:/ IMT-2030(6G)推进组.6G 典型场景和关键能力白皮书R,2022.13 IMT-2030(6G)推进组.6G 总体愿景与潜在关键技术白皮书R,2021.作者简介:杜刘通 中国信息通信研究院移动通信创新中心工程师,博士,主要从事 5G、6G 技术产业研究等方面的研究工作徐晓燕 通信作者。中国信息通信研究院移动通信创新中心高级工程师,博士,主要从事面向 6G的技术预研、ITU 相关标准化活动等方面的研究工作杜滢 中国信息通信研究院移动通信创新中心副主任,教授级高级工程师,主要从事无线移动通信技术和标准等方面的研究工作魏克军 中国信息通信研究院移动通信创新中心副总工程师,教授级高级工程师,主要从事无线移动通信技术等方面的研究工作金弯弯 中国人民大学经济学院本科生在读,主要从事信息通信行业产业经济政策等方面的研究工作Trend of global 6G technology and industryDU Liutong1,XU Xiaoyan1,DU Ying1,WEI Kejun1,JIN Wanwan2(1.Mobile Communications Innovation Center,China Academy of Information and Communications Technology,Beijing 100191,China;2.School of Economics,Renmin University of China,Beijing 100872,China)Abstract:At present,5G has entered the commercial scale stage.Accelerating the deep integration of 5G with various fields has become an important driving force for high-quality economic and social development.Meanwhile,with the continuous evolution of mobile communications technology,6G has become a hotspot of global scientific and technological innovation and development.Many countries and regions in the world have adopted many approaches,such as formulating plans and increasing project funding,to promote 6G vision requirements,technological research,standardization,and international cooperation.This paper tracks the latest research progress in global 6G,analyzes and sorts out the global 6G development situation.It also puts forward suggestions for promoting 6G development.Keywords:6G;global development;plan(收稿日期:2023-07-27)6