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世界|6G全球路線圖

2024-02-15科技

編者按

2023年11月,普渡大學聯合易利信、英特爾、諾基亞、高通、思科、戴爾釋出報告【6G全球路線圖分類報告】(以下稱為「【路線圖】」)。隨著5G部署逐步推進,當前全球關註點已轉移至6G關鍵技術及其成熟度和相關標準的推進。路線圖認為,未來無線標準問題將上升至國際技術、國家戰略的關鍵地位。路線圖梳理明確了6G的12大關鍵技術領域,並對每個技術領域的成熟度進行了分析和評估,研究了6G研究工作在共識合作夥伴、聯盟、標準組織和政府監管機構等層面協調的必需性。賽迪智庫電子資訊研究所對該路線圖進行了編譯,期望對中國有關部門有所幫助。

【關鍵詞】6G 技術路線 標準機構 產業聯盟

編譯 | 賽迪智庫電子資訊研究所

一、概述

面向各種公共/專用網路部署場景需求,6G網路不僅擁有更快的網速、更低的時延以及更優的網路覆蓋效果,而且連線裝置數量也將超過地球人口數量,為各行各業提供基本的網路服務。

【路線圖】起草單位包括思科、戴爾、易利信、英特爾、諾基亞、高通等六家公司,擬定路線圖牽頭單位為美國普渡大學,其透過對6G關鍵通訊技術模組化層級分類的方法,在一定時間範圍內為行業研究提供借鑒。【路線圖】分別闡述了5G演變到6G的十年期間采用的十二種具有使能作用的網路架構、協定和工具,包括:推進超低時延套用、支持間歇性網路連線、建立無線服務平台、增大蜂窩密度、擴充套件邊緣計算與霧計算規模、共享頻譜、使用亞太赫茲頻譜段、共享基礎設施、使用開放式介面、利用人工智慧和機器學習、無線網路和衛星互聯網。

【路線圖】簡要說明了以上技術帶來的潛在社會影響,可以作為制定各種政策的基礎工具,為政策制定者提供有益幫助。與此同時,強烈建議美國盡快加大5G部署力度,更多的5G基礎設施部署和套用落地是實作6G的必經之路。

二、引言

過去十年,高速無線通訊已成為人們的剛需。這種趨勢讓未來的無線網路標準成為全球技術領域和公共政策方面亟待解決的問題。此外,無線網路裝置的數量和對無線網路數據的需求,仍以指數級暴增。為了滿足日益增長的種種需求,技術領域和公共政策方面都亟需創新。

無線網路遵循全球各地的企業和研究團體制定的國際標準。自21世紀前十年末以來,推動無線網路成長的主導標準是4G長期演進技術標準(LTE)及其衍生標準。過去幾年,網路部署已轉向5G新空口(NR),這種新技術透過各種無線電和網路層增強手段,對長期演進技術進行了改進。長期演進技術標準和新空口技術標準均由「第三代合作夥伴計劃(3GPP)」制定,該機構預計將是未來幾年移動蜂窩接入重要標準的制定機構。目前,世界各地的相關機構正在進行有關6G的討論,例如美國的NextG聯盟、歐盟的Hexa-X、中國資訊通訊研究院(CAICT)的IMT-20306G推廣小組和南韓的電信技術協會(TTA)。盡管這些機構都對6G表現出極大的關註,但是目前仍然存在諸多問題亟待解決,例如6G研發到底應實作什麽,相關內容如何既能在未來十年內完全落地,又與今天的5G能夠提供的功能截然不同。這份技術分類路線圖對6G必須解決的技術和政策需求提出了總體看法。

本路線圖發現,6G的社會意義具有獨特征,且已融入社會關註的永續性、可信度、數位包容性和可延伸性四個方面。

.可延伸性: 每台裝置每年使用的數據量呈指數級增長。與此同時,使用的各種應用程式同樣呈現增長態勢。未來使用6G的裝置將比地球人口更多,並且6G將會成為其他數位領域的基礎。為了滿足目前未知的未來無線網路需求,應具備可延伸的無線解決方案。

.永續性: 能源需求幾乎影響著所有工程和政策領域。然而,僅依賴硬體創新的技術解決方案無法滿足未來的無線網路需求,並且可能因電池制造材料的潛在短缺而受阻。應提高能效和降低功耗的永續性十分必要。

.可信度: 通訊和計算裝置的廣泛普及及其成本不斷降低,已徹底改變了世界。然而,這種普及性和裝置生產的多樣性,也產生了以往在商業無線網路中未曾感受到的安全問題。6G網路必須著力打造一種「內建」的安全方法。

.數位包容性: 互聯網讓全球諸多地區取得重大的經濟和社會進步。然而,世界上仍有許多地區,包括已開發國家,仍然無法使用寬頻無線網路服務。因此,亟需透過創新的無線網路,改善農村地區和第三世界國家的無線網路服務。

本路線圖調查了有望推動6G發展的技術領域,以及這些重點領域面臨的重要問題。相關技術創新包括各種無線電增強技術(例如使用新頻段和改進訊號實作更高的數據傳輸速率),網路部署變化(包括營運商的基站安裝和使用方式以及邊緣計算網路的功能分配方式),以及有望顛覆無線生態系和供應鏈的各種新的計算和軟體解決方案。

本路線圖首先介紹了相關背景資訊,涵蓋對許多技術創新非常重要的無線頻譜、分配和監管。其次簡要闡述了6G系統非常重要的具體重點技術領域,並研究了每個重點領域將產生的社會影響。最後從標準化角度和國家層級的合作夥伴關系角度,論述了取得6G技術創新所需做的工作。

三、背景:無線頻譜和頻譜分配

在無線系統中,頻譜或是最有價值的資源。發射器的訊號發送頻率通常會受到嚴格監管,這意味著發射器必須將訊號限制在一組接收器可辨識的預定頻率範圍內。

頻譜是網路容量的關鍵驅動因素,每一代新的無線通訊都會提高網路容量。在沒有新頻譜可供分配的情況下,提高容量和擴大覆蓋範圍的方法是加大基站部署密度,即在一個區域增加基站。然而,由於新的基站部署和維護涉及到成本問題,因此提高基站部署密度意味著會增加行動網路營運商的投入費用,並可能受到當地法規或配套基礎設施的制約。

在不提高部署密度的情況下,可透過兩種涉及到頻譜的途徑來提高網路容量。第一種途徑是提高網路頻譜效率,例如使用新的演算法、硬體和/或網路設計。第二種途徑是使用新的頻譜,利用以前無法使用的網路頻率來傳輸數據。

技術增強和標準化一般側重於網路頻譜效率問題。這種方式面臨種種復雜的工程難題,且通常需取得新的建模突破和硬體增強手段,具備相當技術難度。另一方面,新的頻譜分配則會存在公共政策、法規和經濟影響方面的諸多挑戰。

6G頻譜大致可分為以下五類:1GHz以下的頻段(sub-1GHz)、中頻段、中上頻段、公釐波(mmW)和亞太赫茲頻段(sub-THz)。Sub-1GHz有著很長的使用歷史,在過去20多年來,蜂窩提供商普遍開發了600MHz-900MHz頻段的無線網路技術。Sub-1GHz頻譜的顯著特性是網路覆蓋效果出色,但容量有限,適用於支持語音和有限數據服務的早期蜂巢式網路。該頻譜可用於6G中流量小、對可靠連線要求嚴格的物聯網(IoT)套用。

隨著容量需求增長以及政府的分配安排,中頻段頻譜(大致是1GHz-7GHz)成為4G和5G部署的推動力。2GHz頻率範圍內的頻譜可用性以及寬頻個人通訊業務(PCS)和後來的先進移動業務(AWS)頻段,推動了數位蜂窩4GLTE革命。隨著數據需求呈指數級增長,5G部署獲得了3GHz-4GHz頻段,利用這個頻 譜需結合各種技術改進措施,例如使用大規模多天線系統和網路致密化,以確保足夠的容量和覆蓋範圍。

就5G而言,使用涵蓋24GHz-71GHz範圍以內頻率的公釐波頻譜可滿足極限容量需求。然而,這些頻段滿足大容量需求,但受限頻譜範圍,為滿足傳播特性需要部署非常密集的基站,在熱點場景尚可滿足上述要求,但實作廣域覆蓋造價過於高昂。

6G部署預計會使用上述頻譜範圍,並引入專供6G使用的新頻段。隨著容量需求增加,需確認新的頻譜是否能滿足要求。在選擇合適的頻譜範圍時,網路覆蓋要求同樣發揮著重要作用:

.對於需要很大容量,但不需要廣域覆蓋的套用,使用範圍在100GHz-300GHz頻率的亞太赫茲頻譜可能比較合適。

.對於需要大容量和廣域覆蓋的套用,中高頻段頻譜(範圍在7GHz-16GHz頻段)可能比較合適。

無線標準還考慮到不同的使用者組共享頻譜的可能性。例如,商用頻段與很少使用的政府頻段之間的頻譜共享概念是使用3.5GHz左右的公民寬頻無線電服務(CBRS)。而針對各種商業技術之間的頻譜共享需考慮到種種實際影響。

傳統的非無線寬頻系統常常還在使用數十年的老裝置。在5G營運商就雷達高度計爭論期間,營運商希望使用更接近雷達高度計執行區域的其他中頻段頻譜。即使這些頻段仍相距200MHz以上,但是雷達高度計所使用的老舊接收器仍然容易受到相鄰頻段的幹擾。政府必須設法鼓勵頻譜使用者更新裝置,避免受到帶外(out-of-band)幹擾。而無線寬頻營運商則具有強大的訊號處理能力和擁有各種硬體,提供適當的輔助資訊即可限制幹擾。

四、6G技術創新

(一)面向6G的12項技術創新分類

【路線圖】確定了6G的12個關鍵技術領域。每個重點領域均處於不同的準備度/成熟度水平,分別從高(一到兩年)到低(五年以上)進行排序。這些重點領域還可分為不同的網路/通訊協定棧層,從低到高分為:射頻(RF)/物理(PHY)層、媒體存取控制(MAC)層、網路(NET)/傳輸(TRANS)層以及應用程式(APP)層。圖1根據準備度/成熟度水平胡網路/通訊協定棧層維度粗略劃分匯總了12種技術。

圖1:按協定層和技術準備度劃分的6G重點技術領域

路線圖根據圖2所示部署環境和目標設定,對這些技術進行了細分,闡述了12個重點領域的技術概要,包括其準備度水平胡正在進行的各種創新。

圖2:按主要目標部署環境劃分的6G重點技術領域

(二)技術描述

1、超低時延與延遲容忍

利用5G解決垂直市場的套用目標使包括時延在內的許多關鍵網路參數範圍進一步擴大。而在不同套用場景中,對時延等參數的需求也不盡相同,某些套用需要極低的延遲和高可靠性。在6G當中,隨著垂直市場的進一步擴充套件,低時延套用對於延遲等效能指標的需求也進一步提升。由於自4G標準以來,低時延技術就一直是研究界的熱點,而從現有產品標準的角度來看,相關低時延技術已經成為5G的基石,實作超低延遲所需的技術已經成熟,有望在6G中得到進一步改進。目前,超低時延與延遲容忍的研究已經邁過技術可行性驗證與適用階段,更多關註的是能耗與效能間的取舍問題。

2、基於人工智慧/機器學習的網路最佳化

伴隨著網路復雜性的進一步提升,如網路致密化、網路切片和可前進演化的網路拓撲等新技術和設計方法的改變以及如大規模多輸入多輸出(MIMO)、頻譜共享等無線鏈路功能的增加,早期標準中嵌入的傳統最佳化方法提出了越來越多的挑戰,利用人工智慧(AI)/機器學習(ML)進行自動網路最佳化的需求逐漸增加。但是,相關研究目前仍處於支持AI/ML網路最佳化的網路架構和介面的定義階段,技術本身存在不適用、高復雜性等諸多問題需要解決,該技術與行動通訊網路間的適配的魯棒性1、安全性和有效性仍需更深層次的研究,這種利用人工智慧/機器學習驅動的網路最佳化技術套用仍然處於相對早期的階段。

3、無線服務平台

計算基礎設施的技術進步使以前在專用硬體上開發的解決方案能夠轉移到在通用計算平台上執行的軟體上,在雲端運算技術的 影響下,這一轉移趨勢進一步加強。 在4G至5G的行動網路系統演進過程中,基於軟體的解決方案服務的工作處理量逐步提升,並預計在6G中得到進一步增加。 但是,在雲平台上部署無線接入網需要滿足嚴格的延遲限制和高可靠性要求,對於關鍵功能需要客製特定硬體並需要更智慧的網路最佳化方案。 在基於AI/ML等網路最佳化方案的不成熟以及特定硬體客製困難的影響下,目前基於雲平台的無線服務平台仍處於較為初級的階段,需要軟體和硬體相關成熟度進一步提升。

4、間歇性連線和通訊

間歇性連線和通訊一直是網路系統的基本設計元素。在網路吞吐量快速變化的情況下,活躍裝置在短時間內需要大量網路資源,但在更長時間內裝置通常保持空閑狀態,間歇性連線和通訊能有效避免網路資源的浪費。間歇性連線與通訊技術一直是無線網路的研究重點,許多支持間歇性連線和通訊的網路和傳輸技術在當前環境中已經達到了很高的成熟度。例如,針對空閑和連線狀態的蜂窩不連續接收技術自2G時代以來一直存在,並在5G網路中進行了最佳化,以提高網路資源和能源效率。總體來說,在面向6G新套用場景的需求下,6G機器間通訊和能效的一些間歇性通訊需要滿足包括延伸支援機器間通訊、永續性和提高能源效率、降低時延、數位包容性在內的四大要求。可以認為間歇性連線與通訊技術已處於相對成熟階段,如何快速將適配於5G時 代的參數指標提升至6G需求是目前主要挑戰。

圖3:5G新空口的間歇性機器間通訊和6G擴充套件

5、大規模邊緣計算與霧計算

自2010年以來,為解決雲端運算高延時以及邊緣計算高復雜性的問題,結合了雲端運算和邊緣計算的霧計算被提出,如圖4所示,霧計算利用連線邊緣和雲的中間網路節點(例如路由器、基站、中間伺服器)實作最佳化任務,可以在終端裝置和雲端運算數據中心之間智慧協調計算儲存和網路服務,在一定程度上克服了雲端運算和邊緣計算的部份問題。6G無線網是霧計算的關鍵組成部份,並決定了任務的路由機制,即從邊緣計算裝置,也就是任務起點,路由到計算基礎設施中的其余部份。針對「霧學習」這個新興領域開展的初步研究,旨在透過霧網路來編排各種人工智慧/機器學習任務,透過智慧化編排雲到物連續體中的各種網路資源,按規模和時延要求處理日益復雜的計算任務。在目前階段,技術層面上更多討論的是霧計算改善服務品質、延遲和能耗指標的可能性,距離進一步改進及實用階段還有一定距離。

圖4:霧計算旨在協調計算資源,以在「雲到物連續體」中處理數據任務

6、共享具有虛擬層的基礎設施

端到端虛擬化是支持多租戶、多營運商共享環境所需的關鍵特質。5G已逐漸開始利用基於CPU提供軟體服務的體系結構來代替傳統固定功能專用硬體方案。將虛擬化整合到通訊系統中,使營運商能夠在單個平台上部署更多網路功能,從而顯著提高了靈活性、可延伸性和成本效益。目前,實驗室實驗和現場試點部 署都表明,電信行業向虛擬化RAN的過渡正在順利進行。在6G 網路層面中,新的開放式無線接入網和營運商共享基礎設施模式具有提高硬體能效的永續性、滿足元宇宙/沈浸式/觸覺互聯網需求的可延伸性、可信度和面向使用者的裝置安全性以及數位包容性等特點。但是,由於營運商間裝置的獨立性,網路的適應力被各大不同營運商間的演算法和裝置所限制,網路呈現出孤立化態勢,完全實作虛擬化共享基礎設施仍處於比較初級階段。

圖5:使用共享網路基礎設施的營運商可執行高度分離和分布式微服務的網路功能

7、頻譜共享

無線電頻譜作為透過政府法規分配和使用的有限自然資源,其在市場中面向特定套用和服務以高頻譜效率應得到最佳工程設計和最大化利用。早期的頻譜共享大多是透過靜態、半動態或自主的盡力(best-effort)機制進行的,例如靜態共享是指營運商將其無線電載波從4G遷移到5G,並透過將其分成兩部份來重新利用相同的頻譜。而在5G套用中,3GPP為5GNR引入了動態頻譜共享(DSS)功能,這使得4GLTE和5GNR能夠在同一營運商的同一頻段同時執行。而在6G套用中,DSS技術發展存在一些設計挑戰和實際考慮,例如在某些無線電環境中兩個系統之間的協調可能性以及傳統裝置升級性。但是,針對在5G的演進過程中導致的營運商使用頻譜方式的變化,中頻段的成功和共享頻段的部署還是讓頻譜共享的可能進一步加大,在解決系統的服務品質、嚴格時延需要和可靠性要求後,頻譜共享有望在5G的基礎上邁入面向6G的適用性嘗試階段。

8、跨供應商和標準的無線互聯網路

在6G套用場景中,安全性、頻寬、經濟性和永續性等一系列指標在室內室外等不同環境中有了不一樣的需求。因此,為確保標準機構和行業聯盟協同工作,針對6G和WiFi系統之間的高度互聯和使用者體驗相容性提供標準規範、技術架構和操作框架成為研究中非常重要的領域。目前,在實作互聯互通和標準一致性中的關鍵特征包括通用身份、安全策略、開放漫遊、功耗和體驗最佳化以及多路徑連線幾大方面。上述功能需要在各個領域的標準機構之間協同開發,在6G建設達成共識的階段,透過使用者社群、裝置制造商、矽元件供應商、網路技術供應商、監管機構和通訊服務提供商利益相關方的積板參與和相互協調,建立跨廠商和標準的WiFi互聯網路並不是不可達成的目標。

9、開放式介面

行動通訊生態系有著豐富的開放介面傳統,裝置和網路的供應商群體呈多樣化態勢。透過為不同元件提供標準化的互換作機制,開放介面在行動網路中為單個網路元件的專業化和最佳化設計創造了可能性。從3G開始,RAN和核心網就已經開始利用開放介面,而隨著5G將RAN分離為專門的元件功能,開放介面特制化的趨勢進一步推進。在6G網路中,不同功能部份將依賴於不同型別的構建模組,專門從事特定技術領域的供應商可透過模組間功能的開放介面構建高效能的網路解決方案。目前,由於5G套用中開放介面建設基礎較差以及6G套用場景中開放介面不同 需求的不確定性,6G開放介面建設仍處於初級階段。

圖6:5G無線接入網開放式介面

10、亞太赫茲頻段

在6G套用中,預計100GHz至300GHz的亞太赫茲頻段主 要將滿足蜂窩無線網路中的局部峰值接入容量、回傳以及高精度傳感需求。 亞太赫茲技術將與沈浸式遠端呈現、數位孿生等套用相結合,圖7中顯示了包括融合現實遠端呈現、孿生和共創、專業/可信的子網路,以及協作機器人在內的相關功能與6G時代主要套用之間的關系。 目前,無線區域網路和聯合通訊與傳感(JCAS)的亞太赫茲解決方案仍處於初期研究階段,技術成熟度相對較低。

然而,在無線回傳領域已經有利用亞太赫茲頻譜的現有用例,且技術成熟度適中。 這些解決方案將透過利用亞太赫茲頻段來補充現有光纖接入和無線回傳,未來在密集和超密集環境下實作無處不在的使用者服務連線將變得可行。

圖7:亞太赫茲技術大致可分為接入、回傳和傳感功能

11、增加蜂窩密度的回傳演進

連線無線接入網(RAN)與核心網(CU)的移動回傳是移動無線網路的重要組成部份。伴隨著每一代行動通訊系統的更新換代,使用者裝置數量、蜂窩密度等指標都將急劇變化,帶來新的套用問題。現在基於光纖的有線回傳方式和無線回傳方式分別憑借其高可靠性和大範圍性被廣泛套用。多波束系統、大規模輸入輸出天線(MIMO)等成熟技術已成為5G套用基石,並且由於這些技術可減少回傳鏈路和接入鏈路之間的交叉鏈路幹擾,從而增大自回傳部署的密度,將有望成為6G相關解決方案基礎。

目前,較新的4G和5G部署主要利用有線光纖回傳,而固定服務的無線回傳方案是光纖回傳的一種更經濟的替代方案,且占據了無限回傳50%的普及率。隨著智慧化的微波網路、更高的頻譜效率、更寬的頻寬以及向高頻的擴充套件,無線回傳解決方案將繼續發展,這些方案都將助力6G的部署。自回傳技術作為從規範和標準上已經成熟的技術,被認為將在6G中得到套用,盡管目前復雜度較高,但是由於在接入和回傳可使用相同的技術,開發和網路實施成本可進一步降低。無線自回傳有助於公共安全和應急領域的遊牧部署。在某些情況下,無線自回傳能在未覆蓋地區提供服務(如圖8左側),對實作無處不在的服務環通度至關重要。無線回傳對網路容量也至關重要,在實際部署中連線到宏蜂窩的本地微蜂窩將用於增加容量(如圖8右側)。在某些情況下,密集網路也有助於改善低功耗、短距離裝置的機器通訊覆蓋範圍。

圖8:(多跳)無線回傳作為覆蓋增強器和服務引擎(左),以及在宏蜂窩與互聯微蜂窩部署中,作為頻寬高效的本地容量和位元率增強器

12、非地面(衛星)網路

網路高融合性是6G的幾大重要願景之一,如衛星通訊等非地面網路(NTN)解決了現有地面基礎設施(如農村地區和海上套用)的各種覆蓋缺口,是實作全球覆蓋、高可用性和高彈性套用的重要組成部份。關於如何利用近地軌域衛星群,目前有兩種商用非地面網路部署方案,如圖9所示,即將衛星通訊與地面5G基站相結合和利用近地軌域星座(如星鏈)提供寬頻互聯網。當前主要使用的將衛星通訊與地面5G基站相結合方案雖然有著較高的相對延遲,但已經在商用以及政用領域使用數十年,成熟度較高。而脫離地面基站直接使用近地衛星來的非地面網路當前也已進入測試階段,如高通、聯發科等企業都提出適用於該種模式的矽平台。隨著衛星發射成本的不斷降低,衛星通訊等非地面網路的潛在商用價值將進一步提升。但是,在6G高融合性的3D網路中,如延遲、穩定性等一系列指標大幅提升,非地面網路目前還有衛星與基站間高延遲、幹擾消除等一系列問題急需解決,非地面網路仍處於前期技術積累階段。

圖9:衛星與地面基站一體化

五、與共識國家攜手共進

當今5G時代的技術進步是各方共同努力的結果,包括標準制定組織、產業聯盟或組織、全球研究計劃和監管機構。對於6G,共識國家間的產業界、研究界和各國政府需共同應對重大挑戰,以推進創新和套用。

(一)標準機構與法規

通訊行業中負責裝置制造、網路營運、計算平台的相關方越來越多。各相關方之間需要加強合作,確保6G技術滿足現有和未來需要。具體來說,每個標準制定機構雖技術側重點有所不同,但最終要實作互通,所以必須要加強結構化資訊標準促進組織(OASIS)、互聯網工程任務組(IETF)和自動終端情報服務(ATIS)之間的合作。第三代合作夥伴計劃(3GPP)等全球聯盟已經聯合一些標準制定組織,旨在共同開發和維護現有的無線標準。3GPP建立於1998年,負責2G到5G的標準制定,包括全球行動通訊系統、IMT-2000、長期演進技術和5G新空口技術。隨著合作夥伴的增多,必須繼續加強第三代合作夥伴計劃,用於6G技術及未來技術研發。

全球標準是確保全球規模經濟和互操作性的關鍵所在,這樣才能把握與新頻段(包括亞太赫茲頻段)相關的6G機會。明確框架能促進技術發展,進而推動標準化行程以及標準的廣泛采用。針對與標準相關的智慧財產權,需要透明且均衡的授權制度,使所有市場主體能夠公平獲得標準。具體來說,為確保亞太赫茲技術企業能夠獲得價值以及對研發投資,公平、合理和無歧視(FRAND)標準專利框架至關重要。

歐洲電信標準協會(ETSI)最近宣布成立亞太赫茲技術跨市場監督小組(ISG)。該小組邀請世界各地的協會成員,分享各成員在標準化前的工作成就和看法,以便為亞太赫茲技術的標準化做好準備。

硬體和軟體開放介面的普及有望迎來6G創新。這有望促成全球網路平台,在全球範圍內大規模提供服務,從而帶來巨大的社會效益和經濟效益。平台的成功本質上離不開生態系各相關方在制定標準方面的良好合作。過去幾年圍繞無線接入網技術的標準化、開放軟體開發和實施測試/整合,開放式無線接入網聯盟匯集了眾多參與者,重點釘選虛擬化和互操作性。第三代合作夥伴計劃將繼續按照互聯網工程任務組標準,開發和增強互通性解決方案。雲原生計算基金會(CNCF)是雲利用工具的重要提供方,或將成為全球平台一員。開發自動化工具的電信管理(TM)論壇和從事應用程式編程介面的CAMARA(Linux基金會開源計畫),也是網路平台的重要成員。各實體之間應強化合作,應積極配合政府戰略。

(二)產業聯盟和組織

與無線技術相關的行業也成立了多個聯盟。其中5G互聯產業自動化聯盟(5G-ACIA)匯聚了營運、資訊和通訊技術等相關方,致力於為業界打造5G全球論壇。這項合作旨在建立一個可以支持從制造業到交通運輸等不同用途的5G行業生態系的平台。最近,5G產業自動化聯盟還在思考如何擴大與低延遲套用相比具備更高延遲容忍度的套用。全球移動通訊協會論壇重點研究蜂窩物聯網技術問題,如具有較高延遲容忍度的窄帶物聯網(NB-IoT)和長期演進技術機器型別通訊(LTE-M),並為相關技術套用提供報告和建議,該機構有望能在6G領域繼續發揮作用。例如,移動回傳(行動網路一部份,連線核心網與無線接入網)是重要組成部份,將影響全球範圍內具有不同延遲要求套用的6G部署,所以全球各合作機構(如全球移動通訊協會)將全球營運商聚集起來,提出有助於促進回傳解決方案生態的方案,提高市場采用率並降低成本。此外,公共安全等套用領域的合作論壇也有助於推動技術發展。

全球協調對於6G頻譜共享方案至關重要。6G的成功實施和部署需要針對相關技術創新的監管框架進行協調並分享成熟解決方案。為產業套用提供特定6G服務的國際合作能極大地推動市場套用。頻譜共享方面的全球合作也將影響延遲容忍技術的發展:以衛星連線為例,衛星產業和地面產業均已發展成熟,有眾多合作渠道。加強合作,尤其是在頻譜相關方面的合作,將大有裨益。

企業網路絡基礎設施應相容無線存取點技術,這是6G合作的另一項重要內容。工業互聯網聯盟(IIC)由開放霧聯盟(OpenFogConsortium)和工業互聯網聯盟在2019年合並而成,前者致力於實作霧/邊緣計算的標準化,後者則將各相關方聚集起來,共同推動工業互聯網技術的參考架構和試驗驗證。合並後的工業互聯網聯盟成立了多個工作群組,由政府、產業界和學術界組成,重點關註通訊、邊緣/霧計算,建立通用物聯網術語。6G聯盟團體需要與工業互聯網聯盟建立全球合作關系,以協調下一代無線接入和核心網路技術的標準化工作。

6G應充分利用人工智慧和機器學習技術,這就要求業界與政府實作充分合作。在北美,NextG聯盟已將人工智慧原生無線網路確定為六大目標之一。目前,需要獲得更多無線系統數據,對人工智慧/機器學習不同方案進行基準測試,並成為全球標準,以納入6G標準。下一代網路基礎設施需要以數據為中心和原生雲兩大方式為基礎,支持人工智慧原生工作負載。同時,為實作全球互操作性和規模經濟,以及跨行業套用,無線基礎設施平台、 架構、介面應保持更大開放性。

(三)科研活動

建立6G科研活動的全球合作,包括產業界與學術研究實驗室之間的合作,以及相關國家研究重點的協調合作。全球都在紛紛投資6G重點技術計畫,以便充分挖掘和利用各種頻譜資源,包括亞太赫茲技術。在美國,相關研究包括NextG聯盟透過美國國家科學基金會研究的彈性和智慧NextG系統計畫,以及國防部資助的產業和學術研究實驗室計畫。歐盟資助了6G重點研究計畫Hexa-X,該計畫將人工智慧驅動的通訊和計算設計以及未來網路的智慧協調和服務管理確定為主要目標。歐洲各國還紛紛啟動了本國重點研究,例如芬蘭6G重點計畫和德國6G-接入、網路之網路、自動化和簡化(ANNA)等重大計畫。

六、結語

無線技術近幾十年來取得了巨大的進步,最終形成了當前世界許多地區所享有的4G和5G通訊。6G代表著十年後即將出現的下一個巨大飛躍。【路線圖】為計算、無線接入設計和部署等方面技術創新提供了一個中性的分類,並推動融合成6G標準。在所確定的技術中,有針對性的研究有望在可延伸性、永續性、可信度和數位包容性等具有社會影響性的四大方面取得重大進步。這些研究工作必須得到有共識的合作夥伴、聯盟和標準化組織的協調,以保持和推動該行業的速度和規模。合作夥伴、聯盟和標準化團隊需要協調其研究工作,以保持和推進該產業的速度和規模。

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

譯文作者: 劉恩稷 張甜甜 李想

編輯:曉燕

指導:辛文

中國6G:在路上

重磅:6G綱領性檔有什麽?怎麽讀?

搶局6G:多天線技術如何「多」?

張平院士:6G改變傳統通訊範式

汲取5G經驗,鄔賀銓:6G起步應重視生態協同推進

當好「三人」角色:王曉雲談中移動6G策略

中國6G專利:布局與對策

工信部:推動5G演進和6G研發

避免標準分裂和產業分裂:中國電信專家談6G關鍵

技術標準存分化風險,聯通專家談6G路徑

梳理:三大營運商的6G布局

新年特稿 | 2024年中國新型工業化發展形勢展望

新年特稿 | 2024算力網展望:向智慧躍遷

新年特稿 | 2024 5G-A展望:新代際更替與產業鏈「摩拳擦掌」

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新年特稿 | 2024通訊與AI展望:在賦能中蝶變

新年寄語 | 通訊,在向陽的2024「湧現」