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世界 | 6G全球路线图

作者:通信产业报

编者按

2023年11月,普渡大学联合爱立信、英特尔、诺基亚、高通、思科、戴尔发布报告《6G全球路线图分类报告》(以下称为“《路线图》”)。随着5G部署逐步推进,当前全球关注点已转移至6G关键技术及其成熟度和相关标准的推进。路线图认为,未来无线标准问题将上升至国际技术、国家战略的关键地位。路线图梳理明确了6G的12大关键技术领域,并对每个技术领域的成熟度进行了分析和评估,研究了6G研究工作在共识合作伙伴、联盟、标准组织和政府监管机构等层面协调的必需性。赛迪智库电子信息研究所对该路线图进行了编译,期望对大陆有关部门有所帮助。

【关键词】6G 技术路线 标准机构 产业联盟

编译 | 赛迪智库电子信息研究所

一、概述

面向各种公共/专用网络部署场景需求,6G网络不仅拥有更快的网速、更低的时延以及更优的网络覆盖效果,而且连接设备数量也将超过地球人口数量,为各行各业提供基本的网络服务。

《路线图》起草单位包括思科、戴尔、爱立信、英特尔、诺基亚、高通等六家公司,拟定路线图牵头单位为美国普渡大学,其通过对6G关键通信技术模块化层级分类的方法,在一定时间范围内为行业研究提供借鉴。《路线图》分别阐述了5G演变到6G的十年期间采用的十二种具有使能作用的网络架构、协议和工具,包括:推进超低时延应用、支持间歇性网络连接、建立无线服务平台、增大蜂窝密度、扩展边缘计算与雾计算规模、共享频谱、使用亚太赫兹频谱段、共享基础设施、使用开放式接口、利用人工智能和机器学习、无线网络和卫星互联网。

《路线图》简要说明了以上技术带来的潜在社会影响,可以作为制定各种政策的基础工具,为政策制定者提供有益帮助。与此同时,强烈建议美国尽快加大5G部署力度,更多的5G基础设施部署和应用落地是实现6G的必经之路。

二、引言

过去十年,高速无线通信已成为人们的刚需。这种趋势让未来的无线网络标准成为全球技术领域和公共政策方面亟待解决的问题。此外,无线网络设备的数量和对无线网络数据的需求,仍以指数级暴增。为了满足日益增长的种种需求,技术领域和公共政策方面都亟需创新。

无线网络遵循全球各地的企业和研究团体制定的国际标准。自21世纪前十年末以来,推动无线网络成长的主导标准是4G长期演进技术标准(LTE)及其衍生标准。过去几年,网络部署已转向5G新空口(NR),这种新技术通过各种无线电和网络层增强手段,对长期演进技术进行了改进。长期演进技术标准和新空口技术标准均由“第三代合作伙伴计划(3GPP)”制定,该机构预计将是未来几年移动蜂窝接入重要标准的制定机构。目前,世界各地的相关机构正在进行有关6G的讨论,例如美国的NextG联盟、欧盟的Hexa-X、中国信息通信研究院(CAICT)的IMT-20306G推广小组和韩国的电信技术协会(TTA)。尽管这些机构都对6G表现出极大的关注,但是目前仍然存在诸多问题亟待解决,例如6G研发到底应实现什么,相关内容如何既能在未来十年内完全落地,又与今天的5G能够提供的功能截然不同。这份技术分类路线图对6G必须解决的技术和政策需求提出了总体看法。

本路线图发现,6G的社会意义具有独特征,且已融入社会关注的可持续性、可信度、数字包容性和可扩展性四个方面。

.可扩展性:每台设备每年使用的数据量呈指数级增长。与此同时,使用的各种应用程序同样呈现增长态势。未来使用6G的设备将比地球人口更多,并且6G将会成为其他数字领域的基础。为了满足目前未知的未来无线网络需求,应具备可扩展的无线解决方案。

.可持续性:能源需求几乎影响着所有工程和政策领域。然而,仅依赖硬件创新的技术解决方案无法满足未来的无线网络需求,并且可能因电池制造材料的潜在短缺而受阻。应提高能效和降低功耗的可持续性十分必要。

.可信度:通信和计算设备的广泛普及及其成本不断降低,已彻底改变了世界。然而,这种普及性和设备生产的多样性,也产生了以往在商业无线网络中未曾感受到的安全问题。6G网络必须着力打造一种“内置”的安全方法。

.数字包容性:互联网让全球诸多地区取得重大的经济和社会进步。然而,世界上仍有许多地区,包括发达国家,仍然无法使用宽带无线网络服务。因此,亟需通过创新的无线网络,改善农村地区和第三世界国家的无线网络服务。

本路线图调查了有望推动6G发展的技术领域,以及这些重点领域面临的重要问题。相关技术创新包括各种无线电增强技术(例如使用新频段和改进信号实现更高的数据传输速率),网络部署变化(包括运营商的基站安装和使用方式以及边缘计算网络的功能分配方式),以及有望颠覆无线生态系统和供应链的各种新的计算和软件解决方案。

本路线图首先介绍了相关背景信息,涵盖对许多技术创新非常重要的无线频谱、分配和监管。其次简要阐述了6G系统非常重要的具体重点技术领域,并研究了每个重点领域将产生的社会影响。最后从标准化角度和国家层级的合作伙伴关系角度,论述了取得6G技术创新所需做的工作。

三、背景:无线频谱和频谱分配

在无线系统中,频谱或是最有价值的资源。发射器的信号发送频率通常会受到严格监管,这意味着发射器必须将信号限制在一组接收器可识别的预定频率范围内。

频谱是网络容量的关键驱动因素,每一代新的无线通信都会提高网络容量。在没有新频谱可供分配的情况下,提高容量和扩大覆盖范围的方法是加大基站部署密度,即在一个区域增加基站。然而,由于新的基站部署和维护涉及到成本问题,因此提高基站部署密度意味着会增加移动网络运营商的投入费用,并可能受到当地法规或配套基础设施的制约。

在不提高部署密度的情况下,可通过两种涉及到频谱的途径来提高网络容量。第一种途径是提高网络频谱效率,例如使用新的算法、硬件和/或网络设计。第二种途径是使用新的频谱,利用以前无法使用的网络频率来传输数据。

技术增强和标准化一般侧重于网络频谱效率问题。这种方式面临种种复杂的工程难题,且通常需取得新的建模突破和硬件增强手段,具备相当技术难度。另一方面,新的频谱分配则会存在公共政策、法规和经济影响方面的诸多挑战。

6G频谱大致可分为以下五类:1GHz以下的频段(sub-1GHz)、中频段、中上频段、毫米波(mmW)和亚太赫兹频段(sub-THz)。Sub-1GHz有着很长的使用历史,在过去20多年来,蜂窝提供商普遍开发了600MHz-900MHz频段的无线网络技术。Sub-1GHz频谱的显著特性是网络覆盖效果出色,但容量有限,适用于支持语音和有限数据服务的早期蜂窝网络。该频谱可用于6G中流量小、对可靠连接要求严格的物联网(IoT)应用。

随着容量需求增长以及政府的分配安排,中频段频谱(大致是1GHz-7GHz)成为4G和5G部署的推动力。2GHz频率范围内的频谱可用性以及宽带个人通信业务(PCS)和后来的先进移动业务(AWS)频段,推动了数字蜂窝4GLTE革命。随着数据需求呈指数级增长,5G部署获得了3GHz-4GHz频段,利用这个频谱需结合各种技术改进措施,例如使用大规模多天线系统和网络致密化,以确保足够的容量和覆盖范围。

就5G而言,使用涵盖24GHz-71GHz范围以内频率的毫米波频谱可满足极限容量需求。然而,这些频段满足大容量需求,但受限频谱范围,为满足传播特性需要部署非常密集的基站,在热点场景尚可满足上述要求,但实现广域覆盖造价过于高昂。

6G部署预计会使用上述频谱范围,并引入专供6G使用的新频段。随着容量需求增加,需确认新的频谱是否能满足要求。在选择合适的频谱范围时,网络覆盖要求同样发挥着重要作用:

.对于需要很大容量,但不需要广域覆盖的应用,使用范围在100GHz-300GHz频率的亚太赫兹频谱可能比较合适。

.对于需要大容量和广域覆盖的应用,中高频段频谱(范围在7GHz-16GHz频段)可能比较合适。

无线标准还考虑到不同的用户组共享频谱的可能性。例如,商用频段与很少使用的政府频段之间的频谱共享概念是使用3.5GHz左右的公民宽带无线电服务(CBRS)。而针对各种商业技术之间的频谱共享需考虑到种种实际影响。

传统的非无线宽带系统常常还在使用数十年的老设备。在5G运营商就雷达高度计争论期间,运营商希望使用更接近雷达高度计运行区域的其他中频段频谱。即使这些频段仍相距200MHz以上,但是雷达高度计所使用的老旧接收器仍然容易受到相邻频段的干扰。政府必须设法鼓励频谱用户更新设备,避免受到带外(out-of-band)干扰。而无线宽带运营商则具有强大的信号处理能力和拥有各种硬件,提供适当的辅助信息即可限制干扰。

四、6G技术创新

(一)面向6G的12项技术创新分类

《路线图》确定了6G的12个关键技术领域。每个重点领域均处于不同的准备度/成熟度水平,分别从高(一到两年)到低(五年以上)进行排序。这些重点领域还可分为不同的网络/通信协议栈层,从低到高分为:射频(RF)/物理(PHY)层、媒体访问控制(MAC)层、网络(NET)/传输(TRANS)层以及应用程序(APP)层。图1根据准备度/成熟度水平和网络/通信协议栈层维度粗略划分汇总了12种技术。

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图1:按协议层和技术准备度划分的6G重点技术领域

路线图根据图2所示部署环境和目标设置,对这些技术进行了细分,阐述了12个重点领域的技术概要,包括其准备度水平和正在进行的各种创新。

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图2:按主要目标部署环境划分的6G重点技术领域

(二)技术描述

1、超低时延与延迟容忍

利用5G解决垂直市场的应用目标使包括时延在内的许多关键网络参数范围进一步扩大。而在不同应用场景中,对时延等参数的需求也不尽相同,某些应用需要极低的延迟和高可靠性。在6G当中,随着垂直市场的进一步扩展,低时延应用对于延迟等性能指标的需求也进一步提升。由于自4G标准以来,低时延技术就一直是研究界的热点,而从现有产品标准的角度来看,相关低时延技术已经成为5G的基石,实现超低延迟所需的技术已经成熟,有望在6G中得到进一步改进。目前,超低时延与延迟容忍的研究已经迈过技术可行性验证与适用阶段,更多关注的是能耗与性能间的取舍问题。

2、基于人工智能/机器学习的网络优化

伴随着网络复杂性的进一步提升,如网络致密化、网络切片和可进化的网络拓扑等新技术和设计方法的改变以及如大规模多输入多输出(MIMO)、频谱共享等无线链路功能的增加,早期标准中嵌入的传统优化方法提出了越来越多的挑战,利用人工智能(AI)/机器学习(ML)进行自动网络优化的需求逐渐增加。但是,相关研究目前仍处于支持AI/ML网络优化的网络架构和接口的定义阶段,技术本身存在不适用、高复杂性等诸多问题需要解决,该技术与移动通信网络间的适配的鲁棒性1、安全性和有效性仍需更深层次的研究,这种利用人工智能/机器学习驱动的网络优化技术应用仍然处于相对早期的阶段。

3、无线服务平台

计算基础设施的技术进步使以前在专用硬件上开发的解决方案能够转移到在通用计算平台上运行的软件上,在云计算技术的影响下,这一转移趋势进一步加强。在4G至5G的移动网络系统演进过程中,基于软件的解决方案服务的工作处理量逐步提升,并预计在6G中得到进一步增加。但是,在云平台上部署无线接入网需要满足严格的延迟限制和高可靠性要求,对于关键功能需要定制特定硬件并需要更智能的网络优化方案。在基于AI/ML等网络优化方案的不成熟以及特定硬件定制困难的影响下,目前基于云平台的无线服务平台仍处于较为初级的阶段,需要软件和硬件相关成熟度进一步提升。

4、间歇性连接和通信

间歇性连接和通信一直是网络系统的基本设计元素。在网络吞吐量快速变化的情况下,活跃设备在短时间内需要大量网络资源,但在更长时间内设备通常保持空闲状态,间歇性连接和通信能有效避免网络资源的浪费。间歇性连接与通信技术一直是无线网络的研究重点,许多支持间歇性连接和通信的网络和传输技术在当前环境中已经达到了很高的成熟度。例如,针对空闲和连接状态的蜂窝不连续接收技术自2G时代以来一直存在,并在5G网络中进行了优化,以提高网络资源和能源效率。总体来说,在面向6G新应用场景的需求下,6G机器间通信和能效的一些间歇性通信需要满足包括扩展支持机器间通信、可持续性和提高能源效率、降低时延、数字包容性在内的四大要求。可以认为间歇性连接与通信技术已处于相对成熟阶段,如何快速将适配于5G时代的参数指标提升至6G需求是目前主要挑战。

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图3:5G新空口的间歇性机器间通信和6G扩展

5、大规模边缘计算与雾计算

自2010年以来,为解决云计算高延时以及边缘计算高复杂性的问题,结合了云计算和边缘计算的雾计算被提出,如图4所示,雾计算利用连接边缘和云的中间网络节点(例如路由器、基站、中间服务器)实现优化任务,可以在终端设备和云计算数据中心之间智能协调计算存储和网络服务,在一定程度上克服了云计算和边缘计算的部分问题。6G无线网是雾计算的关键组成部分,并决定了任务的路由机制,即从边缘计算设备,也就是任务起点,路由到计算基础设施中的其余部分。针对“雾学习”这个新兴领域开展的初步研究,旨在通过雾网络来编排各种人工智能/机器学习任务,通过智能化编排云到物连续体中的各种网络资源,按规模和时延要求处理日益复杂的计算任务。在目前阶段,技术层面上更多讨论的是雾计算改善服务质量、延迟和能耗指标的可能性,距离进一步改进及实用阶段还有一定距离。

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图4:雾计算旨在协调计算资源,以在“云到物连续体”中处理数据任务

6、共享具有虚拟层的基础设施

端到端虚拟化是支持多租户、多运营商共享环境所需的关键特质。5G已逐渐开始利用基于CPU提供软件服务的体系结构来代替传统固定功能专用硬件方案。将虚拟化集成到通信系统中,使运营商能够在单个平台上部署更多网络功能,从而显著提高了灵活性、可扩展性和成本效益。目前,实验室实验和现场试点部署都表明,电信行业向虚拟化RAN的过渡正在顺利进行。在6G网络层面中,新的开放式无线接入网和运营商共享基础设施模式具有提高硬件能效的可持续性、满足元宇宙/沉浸式/触觉互联网需求的可扩展性、可信度和面向用户的设备安全性以及数字包容性等特点。但是,由于运营商间设备的独立性,网络的适应性被各大不同运营商间的算法和设备所限制,网络呈现出孤立化态势,完全实现虚拟化共享基础设施仍处于比较初级阶段。

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图5:使用共享网络基础设施的运营商可运行高度分离和分布式微服务的网络功能

7、频谱共享

无线电频谱作为通过政府法规分配和使用的有限自然资源,其在市场中面向特定应用和服务以高频谱效率应得到最佳工程设计和最大化利用。早期的频谱共享大多是通过静态、半动态或自主的尽力(best-effort)机制进行的,例如静态共享是指运营商将其无线电载波从4G迁移到5G,并通过将其分成两部分来重新利用相同的频谱。而在5G应用中,3GPP为5GNR引入了动态频谱共享(DSS)功能,这使得4GLTE和5GNR能够在同一运营商的同一频段同时运行。而在6G应用中,DSS技术发展存在一些设计挑战和实际考虑,例如在某些无线电环境中两个系统之间的协调可能性以及传统设备升级性。但是,针对在5G的演进过程中导致的运营商使用频谱方式的变化,中频段的成功和共享频段的部署还是让频谱共享的可能进一步加大,在解决系统的服务质量、严格时延需要和可靠性要求后,频谱共享有望在5G的基础上迈入面向6G的适用性尝试阶段。

8、跨供应商和标准的无线互联网络

在6G应用场景中,安全性、带宽、经济性和可持续性等一系列指标在室内室外等不同环境中有了不一样的需求。因此,为确保标准机构和行业联盟协同工作,针对6G和WiFi系统之间的高度互联和用户体验兼容性提供标准规范、技术架构和操作框架成为研究中非常重要的领域。目前,在实现互联互通和标准一致性中的关键特征包括通用身份、安全策略、开放漫游、功耗和体验优化以及多路径连接几大方面。上述功能需要在各个领域的标准机构之间协同开发,在6G建设达成共识的阶段,通过用户社区、设备制造商、硅组件供应商、网络技术供应商、监管机构和通信服务提供商利益相关方的积板参与和相互协调,建立跨厂商和标准的WiFi互联网络并不是不可达成的目标。

9、开放式接口

移动通信生态系统有着丰富的开放接口传统,设备和网络的供应商群体呈多样化态势。通过为不同组件提供标准化的互换作机制,开放接口在移动网络中为单个网络组件的专业化和优化设计创造了可能性。从3G开始,RAN和核心网就已经开始利用开放接口,而随着5G将RAN分离为专门的组件功能,开放接口特制化的趋势进一步推进。在6G网络中,不同功能部分将依赖于不同类型的构建模块,专门从事特定技术领域的供应商可通过模块间功能的开放接口构建高性能的网络解决方案。目前,由于5G应用中开放接口建设基础较差以及6G应用场景中开放接口不同需求的不确定性,6G开放接口建设仍处于初级阶段。

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图6:5G无线接入网开放式接口

10、亚太赫兹频段

在6G应用中,预计100GHz至300GHz的亚太赫兹频段主要将满足蜂窝无线网络中的局部峰值接入容量、回传以及高精度传感需求。亚太赫兹技术将与沉浸式远程呈现、数字孪生等应用相结合,图7中显示了包括融合现实远程呈现、孪生和共创、专业/可信的子网络,以及协作机器人在内的相关功能与6G时代主要应用之间的关系。目前,无线局域网和联合通信与传感(JCAS)的亚太赫兹解决方案仍处于初期研究阶段,技术成熟度相对较低。

然而,在无线回传领域已经有利用亚太赫兹频谱的现有用例,且技术成熟度适中。这些解决方案将通过利用亚太赫兹频段来补充现有光纤接入和无线回传,未来在密集和超密集环境下实现无处不在的用户服务连接将变得可行。

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图7:亚太赫兹技术大致可分为接入、回传和传感功能

11、增加蜂窝密度的回传演进

连接无线接入网(RAN)与核心网(CU)的移动回传是移动无线网络的重要组成部分。伴随着每一代移动通信系统的更新换代,用户设备数量、蜂窝密度等指标都将急剧变化,带来新的应用问题。现在基于光纤的有线回传方式和无线回传方式分别凭借其高可靠性和大范围性被广泛应用。多波束系统、大规模输入输出天线(MIMO)等成熟技术已成为5G应用基石,并且由于这些技术可减少回传链路和接入链路之间的交叉链路干扰,从而增大自回传部署的密度,将有望成为6G相关解决方案基础。

目前,较新的4G和5G部署主要利用有线光纤回传,而固定服务的无线回传方案是光纤回传的一种更经济的替代方案,且占据了无限回传50%的普及率。随着智能化的微波网络、更高的频谱效率、更宽的带宽以及向高频的扩展,无线回传解决方案将继续发展,这些方案都将助力6G的部署。自回传技术作为从规范和标准上已经成熟的技术,被认为将在6G中得到应用,尽管目前复杂度较高,但是由于在接入和回传可使用相同的技术,开发和网络实施成本可进一步降低。无线自回传有助于公共安全和应急领域的游牧部署。在某些情况下,无线自回传能在未覆盖地区提供服务(如图8左侧),对实现无处不在的服务连通性至关重要。无线回传对网络容量也至关重要,在实际部署中连接到宏蜂窝的本地微蜂窝将用于增加容量(如图8右侧)。在某些情况下,密集网络也有助于改善低功耗、短距离设备的机器通信覆盖范围。

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图8:(多跳)无线回传作为覆盖增强器和服务引擎(左),以及在宏蜂窝与互联微蜂窝部署中,作为带宽高效的本地容量和比特率增强器

12、非地面(卫星)网络

网络高融合性是6G的几大重要愿景之一,如卫星通信等非地面网络(NTN)解决了现有地面基础设施(如农村地区和海上应用)的各种覆盖缺口,是实现全球覆盖、高可用性和高弹性应用的重要组成部分。关于如何利用近地轨道卫星群,目前有两种商用非地面网络部署方案,如图9所示,即将卫星通信与地面5G基站相结合和利用近地轨道星座(如星链)提供宽带互联网。当前主要使用的将卫星通信与地面5G基站相结合方案虽然有着较高的相对延迟,但已经在商用以及政用领域使用数十年,成熟度较高。而脱离地面基站直接使用近地卫星来的非地面网络当前也已进入测试阶段,如高通、联发科等企业都提出适用于该种模式的硅平台。随着卫星发射成本的不断降低,卫星通信等非地面网络的潜在商用价值将进一步提升。但是,在6G高融合性的3D网络中,如延迟、稳定性等一系列指标大幅提升,非地面网络目前还有卫星与基站间高延迟、干扰消除等一系列问题急需解决,非地面网络仍处于前期技术积累阶段。

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图9:卫星与地面基站一体化

五、与共识国家携手共进

当今5G时代的技术进步是各方共同努力的结果,包括标准制定组织、产业联盟或组织、全球研究计划和监管机构。对于6G,共识国家间的产业界、研究界和各国政府需共同应对重大挑战,以推进创新和应用。

(一)标准机构与法规

通信行业中负责设备制造、网络运营、计算平台的相关方越来越多。各相关方之间需要加强合作,确保6G技术满足现有和未来需要。具体来说,每个标准制定机构虽技术侧重点有所不同,但最终要实现互通,所以必须要加强结构化信息标准促进组织(OASIS)、互联网工程任务组(IETF)和自动终端情报服务(ATIS)之间的合作。第三代合作伙伴计划(3GPP)等全球联盟已经联合一些标准制定组织,旨在共同开发和维护现有的无线标准。3GPP创建于1998年,负责2G到5G的标准制定,包括全球移动通信系统、IMT-2000、长期演进技术和5G新空口技术。随着合作伙伴的增多,必须继续加强第三代合作伙伴计划,用于6G技术及未来技术研发。

全球标准是确保全球规模经济和互操作性的关键所在,这样才能把握与新频段(包括亚太赫兹频段)相关的6G机会。明确框架能促进技术发展,进而推动标准化进程以及标准的广泛采用。针对与标准相关的知识产权,需要透明且均衡的许可制度,使所有市场主体能够公平获得标准。具体来说,为确保亚太赫兹技术企业能够获得价值以及对研发投资,公平、合理和无歧视(FRAND)标准专利框架至关重要。

欧洲电信标准协会(ETSI)最近宣布成立亚太赫兹技术跨市场监督小组(ISG)。该小组邀请世界各地的协会成员,分享各成员在标准化前的工作成就和看法,以便为亚太赫兹技术的标准化做好准备。

硬件和软件开放接口的普及有望迎来6G创新。这有望促成全球网络平台,在全球范围内大规模提供服务,从而带来巨大的社会效益和经济效益。平台的成功本质上离不开生态系统各相关方在制定标准方面的良好合作。过去几年围绕无线接入网技术的标准化、开放软件开发和实施测试/集成,开放式无线接入网联盟汇集了众多参与者,重点锁定虚拟化和互操作性。第三代合作伙伴计划将继续按照互联网工程任务组标准,开发和增强互通性解决方案。云原生计算基金会(CNCF)是云利用工具的重要提供方,或将成为全球平台一员。开发自动化工具的电信管理(TM)论坛和从事应用程序编程接口的CAMARA(Linux基金会开源项目),也是网络平台的重要成员。各实体之间应强化合作,应积极配合政府战略。

(二)产业联盟和组织

与无线技术相关的行业也成立了多个联盟。其中5G互联产业自动化联盟(5G-ACIA)汇聚了运营、信息和通信技术等相关方,致力于为业界打造5G全球论坛。这项合作旨在创建一个可以支持从制造业到交通运输等不同用途的5G行业生态系统的平台。最近,5G产业自动化联盟还在思考如何扩大与低延迟应用相比具备更高延迟容忍度的应用。全球移动通讯协会论坛重点研究蜂窝物联网技术问题,如具有较高延迟容忍度的窄带物联网(NB-IoT)和长期演进技术机器类型通信(LTE-M),并为相关技术应用提供报告和建议,该机构有望能在6G领域继续发挥作用。例如,移动回传(移动网络一部分,连接核心网与无线接入网)是重要组成部分,将影响全球范围内具有不同延迟要求应用的6G部署,所以全球各合作机构(如全球移动通讯协会)将全球运营商聚集起来,提出有助于促进回传解决方案生态的方案,提高市场采用率并降低成本。此外,公共安全等应用领域的合作论坛也有助于推动技术发展。

全球协调对于6G频谱共享方案至关重要。6G的成功实施和部署需要针对相关技术创新的监管框架进行协调并分享成熟解决方案。为产业应用提供特定6G服务的国际合作能极大地推动市场应用。频谱共享方面的全球合作也将影响延迟容忍技术的发展:以卫星连接为例,卫星产业和地面产业均已发展成熟,有众多合作渠道。加强合作,尤其是在频谱相关方面的合作,将大有裨益。

内部网络基础设施应兼容无线接入点技术,这是6G合作的另一项重要内容。工业互联网联盟(IIC)由开放雾联盟(OpenFogConsortium)和工业互联网联盟在2019年合并而成,前者致力于实现雾/边缘计算的标准化,后者则将各相关方聚集起来,共同推动工业互联网技术的参考架构和试验验证。合并后的工业互联网联盟成立了多个工作组,由政府、产业界和学术界组成,重点关注通信、边缘/雾计算,建立通用物联网术语。6G联盟团体需要与工业互联网联盟建立全球合作关系,以协调下一代无线接入和核心网络技术的标准化工作。

6G应充分利用人工智能和机器学习技术,这就要求业界与政府实现充分合作。在北美,NextG联盟已将人工智能原生无线网络确定为六大目标之一。目前,需要获得更多无线系统数据,对人工智能/机器学习不同方案进行基准测试,并成为全球标准,以纳入6G标准。下一代网络基础设施需要以数据为中心和原生云两大方式为基础,支持人工智能原生工作负载。同时,为实现全球互操作性和规模经济,以及跨行业应用,无线基础设施平台、架构、接口应保持更大开放性。

(三)科研活动

建立6G科研活动的全球合作,包括产业界与学术研究实验室之间的合作,以及相关国家研究重点的协调合作。全球都在纷纷投资6G重点技术项目,以便充分挖掘和利用各种频谱资源,包括亚太赫兹技术。在美国,相关研究包括NextG联盟通过美国国家科学基金会研究的弹性和智能NextG系统项目,以及国防部资助的产业和学术研究实验室项目。欧盟资助了6G重点研究项目Hexa-X,该项目将人工智能驱动的通信和计算设计以及未来网络的智能协调和服务管理确定为主要目标。欧洲各国还纷纷启动了本国重点研究,例如芬兰6G重点项目和德国6G-接入、网络之网络、自动化和简化(ANNA)等重大项目。

六、结语

无线技术近几十年来取得了巨大的进步,最终形成了当前世界许多地区所享有的4G和5G通信。6G代表着十年后即将出现的下一个巨大飞跃。《路线图》为计算、无线接入设计和部署等方面技术创新提供了一个中性的分类,并推动融合成6G标准。在所确定的技术中,有针对性的研究有望在可扩展性、可持续性、可信度和数字包容性等具有社会影响性的四大方面取得重大进步。这些研究工作必须得到有共识的合作伙伴、联盟和标准化组织的协调,以保持和推动该行业的速度和规模。合作伙伴、联盟和标准化团队需要协调其研究工作,以保持和推进该产业的速度和规模。

译 自:6G Global Roadmap: a Taxonomy, November 2023 by Purdue University, Cisco Systems, Dell Technologies, Ericsson, Intel,Nokia, and Qualcomm

译文作者:刘恩稷 张甜甜 李想

编辑:晓燕

指导:辛文

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