5G商用之后是6G竞争的开始

◎中国电子科技集团有限公司发展战略研究中心 赵子骏

刚刚过去的2019年被认为是5G商用元年，据全球移动供应商协会（GSA）统计，截至2019年12月中旬，全球已经有31个国家或地区发布了56个5G商用网络并提供5G服务。5G发展之迅猛令世人瞩目，国家与国家、企业与企业之间关于5G的竞争更是趋于白热化。根据移动通信技术及产业每十年发展一代的规律，预计第六代移动通信（6G）将在2030年前后商用，有望进一步对人类生产生活方式和社会组织形态带来重大变革，一场关于6G主导权的博弈正在悄然展开。

一、6G已成为世界主要国家、国际组织和各大ICT企业布局的重点

近两年，世界主要国家纷纷开始提前布局6G。美国将6G视作未来竞争的焦点，希望跳过5G在6G抢得先机。2018年9月，美国联邦通讯委员会（FCC）的一位官员首次谈及6G技术，称6G将迈向太赫兹时代，随着网络越加致密化，基于区块链的动态频谱共享技术将成为趋势。2019年3月，FCC一致投票决定开放95GHz到3THz之间的太赫兹频率段给6G实验使用，预计该频段有朝一日将应用于6G。纽约大学教授、无线通信领域权威Ted Rappaport称：“FCC已经启动了6G的竞赛”。我国主要以政府牵引，开展了一系列技术研究工作。2018年3月，工信部苗圩部长在接受媒体采访时称，我国已经开始着手研究6G。2019年6月，国家科技部重点研发计划“宽带通信和新型网络”专项启动实施，总体目标之一是“开展新型网络与高效传输全技术链研发，使我国成为B5G/6G无线移动通信技术和标准研发的全球引领者，在未来无线移动通信方面取得一批突破性成果”。2019年11月，科技部会同发改委、教育部、工信部、中科院、自然科学基金委在北京组织召开6G技术研发工作启动会，宣布成立国家6G技术研发推进工作组和总体专家组。2020年1月，工信部信息通信发展司司长闻库表示，2020年要扎实推进6G前瞻性愿景需求及潜在关键技术预研，形成6G总体发展思路。韩国制定了雄心勃勃的计划，希望成为第一个商用6G的国家。2020年1月，韩国政府宣布将于2028年在全国率先商用6G网络。为实现此目标，韩国政府和相关企业已经投资9760亿韩元用于6G网络研发，并已取得了阶段性进展。

华为、三星等企业已开始6G技术的研发，并带动运营商、大学和科研机构等纷纷发力。

在国际组织方面，3GPP、ITU、IEEE等主流组织均已涉足6G领域，希望在国际标准上实现引领。2018年6月，3GPP RAN全会通过了非地面网络（NTN）解决方案，涉及基于不同轨道或平台类型的卫星星座，有望在B5G和6G得到应用。根据时间表，3GPP将在2025年下半年开始6G标准化工作，2028年上半年完成6G标准，预计2028年下半年将会有6G设备面市。2018年7月，ITU-T第十三研究组全会召开，决议成立“网络2030”焦点组，主要面向2030-2040年网络将支持的全新场景开展研究工作。2019年3月，在IEEE的发起之下，全球第一届6G无线峰会在芬兰召开，工业界和学术界对6G发表了最新见解，探讨了实现6G愿景需要应对的理论和实践挑战，并根据与会专家观点发布全球首部6G白皮书《Key Drivers and Research Challenges for 6G Ubiquitous Wireless Intelligence》。

华为、三星等ICT领导企业也已开始6G技术的研发，并带动运营商、大学和科研机构等纷纷发力。据报道，韩国两大电子巨头LG和三星均已在今年成立了6G研发中心。2019年5月，中国移动与清华大学举行战略合作框架协议签约仪式，双方将在面向6G的未来移动通信网络等重点领域开展科研合作，共同成立联合研究院。2019年6月，韩国最大的移动运营商SK电信公司表示，将与诺基亚和爱立信合作开发6G技术。2019年8月，华为公司透露已经在加拿大启动了6G网络的研究，并与加拿大多所大学的研究者展开了洽谈。

二、6G未来发展的趋势

迄今为止，学术界和产业界对于6G仍没有明确的定义，目前得到较多认可的6G愿景是“网络无处不达，算力无处不在，智能无所不及”。据预测，到6G时代不止传输速率和算力将得到大幅度提升，还可能带来三个“新”，即以天空地一体为代表的新架构，以太赫兹或可见光为代表的新频谱，以超大规模天线、轨道角动量、超表面天线等为代表的新技术。我们通过总结移动通信技术及产业发展规律后认为，6G无论采取何种技术体制或架构，都将呈现出以下五大趋势：

一是通信速率越来越快，向更高的频段发展。业界普遍预测，6G的理论下载速度将达到每秒1TB，为5G的100倍。根据香农定理，这就意味着6G相比以往任何一代移动通信技术，所占据的带宽都将远远大得多。但是目前低频段频谱资源几近饱和，预计6G将从5G的毫米波频段向太赫兹或可见光频段发展，这也为今后20年基础器件研发和产业化带来良好的机会。

二是接入手段越来越多，泛在连接成为可能。目前虽然关于6G网络形态的争论较为激烈，但不可否认的是陆地通信、卫星通信和海洋通信三者相互融合将成为6G网络发展的趋势。同时也有学者提出，6G时代将颠覆传统的无线通信蜂窝组网方式，接入点无处不在，打破实体空间和虚拟空间的界限。据《Key Drivers and Research Challenges for 6G Ubiquitous Wireless Intelligence》白皮书预测，届时每立方米的接入点将达到上百个，真正实现以“众联”为代表的泛在连接。

三是信息技术越来越强，杀手级应用涌现。随着6G技术的研发和产业化落地，人工智能、虚拟现实、区块链、边缘计算、远程全息等技术有望从现在的初级阶段向更高层次迈进，并且带来一系列杀手级应用。例如，6G将依赖人工智能技术实现频谱资源管理、智能组网和接入，人工智能还将辅助自动驾驶汽车无人协同运行；在6G时代，电影中经常出现的远程全息将成为可能，人与人之间面对面交流将不再受地域的限制。

四是进入门槛越来越高，核心企业数量减少。纵观移动通信发展历程，不仅是电子信息技术的进步史，也是企业优胜劣汰的进化史。以芯片为例，能够做4G芯片的企业共有17家，到5G时代就只有高通、华为、三星、联发科和展讯等少数几家具备实力。预计6G带来的门槛会更高，企业不仅需要过硬的移动通信技术储备，还需兼具芯片设计、人工智能、大数据等其他技术和产业化能力，否则无法在市场中占据一席之地。

五是产业规模越来越大，催生新的生态系统。从几代移动通信产业发展过程看，随着用户和基站数量的不断增加，移动通信产业规模上升显著，并同时带动经济产出快速增长。特别是6G可能采用的太赫兹技术通信距离较短，基站将无处不在，带来的市场规模会比4G和5G更大。有学者预测，随着6G网络越来越密集，针对垂直市场的本地网络将越来越普遍，可能在传统运营商之外产生新的生态系统，这也将为非运营商企业带来更多机会。

2019年11月3日，科技部会同国家发展改革委、教育部、工业和信息化部、中科院、自然科学基金委在北京组织召开6G技术研发工作启动会。

三、推动6G发展的相关建议

为了使我国在6G时代实现技术和产业的引领，笔者认为应主要做好以下四方面工作。

一是开展战略研究谋篇布局。6G时代有望实现真正的万物互联，进入到智能时代。我们应站在构建人类命运共同体的角度，系统性、全局性、长远性地思考6G将为人类社会带来何种变革，并依此制定我国在6G领域的发展战略。根据无线通信领域技术、市场、应用等变化情况，对发展战略进行迭代更新，制定并发布具有针对性的政策。

二是加强6G核心技术创新。6G之所以成为国际竞争的焦点，不仅在于它将改变人类生产生活方式，而且在于其所需的核心技术有望加速推动新一代信息技术发展。目前，关于6G将采取何种技术体制还有待进一步研究，但对于高校、企业和科研机构而言，应加大6G核心技术的攻关力度，同时布局多种可能的技术方向，避免某些领域在6G标准竞争中成为短板。

三是高度重视标准和专利。华为在4G时代崛起，在5G时代实现引领的关键在于高度重视标准和专利。华为贡献的5G标准技术提案占获批提案的比例达21%，居全球首位。在专利方面，华为也是世界上持有专利最多的公司之一。在6G时代，标准和专利的意义将更加凸显，谁掌握了标准和专利谁就掌握了发展主动权。国内企业和科研院所应提前布局，实现标准和专利的双引领，在国际竞争中占据上风。

四是实现基础器件自主可控。为保证极高的通信速率，太赫兹通信将有可能成为6G的核心技术之一，但太赫兹频段对基础器件提出了极高的要求。目前以GaN为代表的射频功率器件很难达到太赫兹频段，亟待新一代半导体器件的出现。根据半导体器件的发展规律，从研发到产业化落地至少需要经历十年时间。因此，为迎接6G时代的到来，我国应提前布局6G相关基础器件，实现自主可控。