技術研究百花齊放成果初步顯現
一、毫米波與太赫茲技術
其一,6G應用給現有前端芯片提出新挑戰(zhàn),未來氮化鎵器件在高頻、高效、帶寬和大功率等方面綜合表現突出。
其二,6G對射頻前端系統(tǒng)的高集成度和可重構性提出了新需求,基于砷化鎵的全可重構耦合器已實現了功分比、相位差和中心頻率的全可調節(jié)和控制。
其三,太赫茲通信發(fā)展過程中,系統(tǒng)和器件的同步發(fā)展至關重要,調制、天線、信道等方面需要同步研究。
其四,硅基工藝具有高密度集成的優(yōu)點,在陣列架構中具有重要位置,未來有望成為消費電子級產品。
二、天地融合與智能組網技術
第一,衛(wèi)星與地面網絡形成互補,近期、中期與遠期的挑戰(zhàn)分別是服務質量問題、在低軌衛(wèi)星網絡中融合軟件定義、網絡功能虛擬化、邊緣計算的問題及多空間多軌道實現立體三維網絡融合的問題。
第二,星地融合將給6G的覆蓋能力帶來革命性的提升,衛(wèi)星網絡直連手機將成為可能。
第三,天地一體化未來移動信息網絡的構建應該以需求為導向,同時要從系統(tǒng)的角度來構建解決方案。
第四,發(fā)展衛(wèi)星通信需要考慮諸多問題,應遵循與5G相兼容、與6G相融合的技術路徑。
第五,未來直連衛(wèi)星向一體化發(fā)展,星間鏈對未來組網非常關鍵,需要考慮通信、遙感、導航、算力等多種載荷的一體化實現。
三、雙碳下的6G網絡覆蓋技術
第一,中射頻和空口的設計是整個網絡實現雙碳的核心,讓傳輸的信號源收發(fā)端盡量靠近且增加中間的節(jié)點是降低能耗的主要方式。
第二,通過引入人工智能,集中或云化部署信號處理和算法算力預處理能力,有助于提升網絡能效。
第三,運營商通過網絡架構演進、新技術采用、新建設模式、云網自智及云網融合綠色底座等方式可有效降低能耗。
第四,終端根據上下文信息或業(yè)務需求來向網絡側發(fā)送一些終端輔助信息,可協助網絡進行節(jié)能和正常工作兩種狀態(tài)的切換,實現節(jié)能降耗。
第五,雙碳要求不僅是能量效率,同時還希望降低整體能耗,未來可根據業(yè)務動態(tài)變化調整基站運行狀態(tài)降低能耗。第六,業(yè)界需定義并完善面向6G覆蓋的雙碳KPI指標體系。
四、6G無線空口傳輸技術
一,6G時代網絡和AI將走向全面的融合,AI服務網絡,網絡支撐AI,需為無線網絡定制AI理論與算法。
二,通過引入AI,可使無線網絡從單純通信,轉變?yōu)榧ㄐ拧⒏兄、計算、控制的基座,這將獲得未來無線網絡在自然和效用上全局性的優(yōu)化。三,需要厘清語義的定義,語義是用虛景消息的特征信號去定義或者標注了實景信號的特征信號,6G將能較好實現語義通信。
五、6G通感算架構及關鍵技術
第一,通算一體的“算力內生網絡”具有通算一體虛擬化、算力調度邊緣化、網絡無損、算法體系算力內生聯邦學習、網絡數字孿生面向算力內生網絡的實現等關鍵技術。
第二,通感算在實際組網中,可能有兩種部署場景,一種是通信與感知分離部署,另一種是通信與感知共同部署。
第三,通感融合本質上有兩類應用,一方面是如何通過感去輔助、使能新應用場景;另一方面是如何通過感的結果去重構電磁環(huán)境,輔助對通信的提升。
第四,6G通感算融合網絡架構具有多要素深度融合、多頻段協同、網絡協作等三大典型特征。
第五,6G通感算融合,需要做好統(tǒng)籌規(guī)劃,探索業(yè)務模式;需要加大創(chuàng)新力度,建立標準體系;需要加強國際合作,打造通感網絡。
六、6G網絡安全與隱私保護技術
一,6G在實現各種智能化技術規(guī)模應用的同時,也蘊含了三重安全風險,表現為共性安全問題、個性安全問題、廣域功能安全問題,其根源是網絡空間的漏洞后門等問題在向物理空間、認知空間外溢。
二,將網絡安全和網絡彈性等非功能特性和6G各種功能特性在網絡系統(tǒng)架構中進行了一體化設計,一方面探索開辟了應對廣義功能安全威脅的6G新范式,另一方面也為也為6G智能網聯基礎設施建設提供了具有明顯代際效應的引領性方案。
七、6G網絡架構及關鍵技術
第一,6G網絡需向平臺化服務化的方向發(fā)展,平臺化服務網絡包括網絡平臺化和服務多樣化兩方面的內涵。網絡平臺化指網絡橫向層間解耦、層內原子化,統(tǒng)一封裝,并對內對外提供調用服務。服務多樣化指的是縱向跨層多要素按需智能編排,為用戶提供定制化服務。
第二,當前國內外6G架構技術體系還比較發(fā)散,應基于需求及6G架構設計的共識,形成收斂的6G組網架構技術體系。
第三,6G將會是立體的網絡架構,實現空天地一體化全球無縫覆蓋,地面基站仍然是網絡架構核心,其余技術將會作為補充。
部分國家地區(qū)6G研究如火如荼
一、日本
日本非常重視6G的發(fā)展,2023年3月,IOWN發(fā)布Vision 2030白皮書2.0版本,對6G的使用場景、技術棧、新趨勢、IOWN研究的基礎設施演進及未來計劃進行了詳細的論述。與此同時,以NTT Docomo、KDDI為代表的運營商也致力于6G的技術研究。NTT Docomo認為在 6G時代網絡可以理解成是一個大腦,它可以具有人類的五官的這樣的一種功能,能聞、能看、能聽,它甚至能夠像人一樣思維和行動。這將基于非常先進的傳感器系統(tǒng),能夠讓人類的這些功能通過技術在網絡上實現。KDDI則認為6G相關技術聚焦于七大領域,包括網絡、安全、物聯網、平臺、人工智能、XR應用、機器人等。
二、韓國
韓國科技信息通信部2023年2月通過“K-NETWORK 2030”戰(zhàn)略,致力于將韓國打造成“新一代網絡標桿國家”。該戰(zhàn)略旨在開發(fā)世界級的6G技術,創(chuàng)新基于軟件的下一代移動網絡,并強化供應鏈的構建。此外,在這一計劃中鼓勵韓國公司在本土生產6G技術所需的原材料、零部件和相關設備。與此同時,該計劃鼓勵開發(fā)與任何移動設備兼容的開放式RAN,使移動運營商和企業(yè)能夠提供靈活的服務。未來,韓國將聚焦研究6G開放式網絡架構、網絡內生智能、通感一體、算網融合、綠色低碳等多個技術領域。
三、歐盟
歐盟快速推動6G發(fā)展,6G研究的新旗艦Hexa-X-II已于2023年1月啟動,為期兩年半,其研究重點是系統(tǒng)化和預標準化,合作伙伴的成員名單已從25個增加到44個。歐盟領導的6GIA(6G基礎設施聯盟)和SNS(歐洲智能網絡和服務伙伴關系)在2023年將投入1.32億歐元,聚焦6G相關研究。其中70%的資金聚焦6G五大特定領域關鍵技術的研究,10%的資金用于實驗室基礎設施搭建和概念驗證的測試,20%的資金用于垂直領域應用的研發(fā)。2024年將再投入1.29億歐元用于技術驗證和其它研發(fā)。
小結
6G的研究已經逐步走向深入,研究者更多關注技術的不斷創(chuàng)新與實現方案的測試與落地。未來,隨著6G技術研究走向成熟、標準化工作逐步推進,6G離我們的生產生活將不再遙不可及。