發布時間：2021-12-29作者來源：金航標瀏覽：1454
2.1.1 國際電信聯盟（ITU）
國際電信聯盟下設的電信標準化部門第13研究組（ITU-T SG13）致力于未來網絡研究,并于2018年7月建立了NET-2030網絡焦點組，旨在探索面向2030年及以后的網絡服務需求。該焦點組下設3個子組，包括應用場景與需求，網絡服務與技術以及架構和基礎設施，并于2019年發布2本白皮書，分別關注應用場景以及2030網絡的新服務能力，提出了全息、觸覺互聯網等多種新型場景，以及目前網絡Gap和未來網絡最需關注的服務。2.1.2 電氣電子工程師協會（IEEE）
IEEE于2018年8月啟動了目標為“實現5G及更高版本”的未來網絡研究。2019年3月25日，IEEE贊助的全球第一屆6G無線峰會在芬蘭召開，工業界和學術界眾多參會代表發表對于6G之[敏感詞]見解和創新，探討實現6G愿景需要應對的理論和實踐挑戰。該會議的論文及報告涉及對6G的場景暢想、毫米波及太赫茲、智能連接、邊緣AI，機器類無線通信等多項技術，第二屆6G無線峰會也于2020年在線上舉行，由業界、運營商、研究機構學者及利益相關者進行主題演講、技術會議及相關展示等，6G峰會屬于全球范圍內技術盛會，目標是通過各行業群策群力，明確6G愿景及發展方向。2.1.3 第三代合作伙伴計劃（3GPP）
3GPP目前的在研版本R17仍然是5G特性的演進及增強， 但需求組SA1已啟動未來業務的相關立項，包含智能電網、觸感通信等，有較大可能平滑過渡到下一代移動通信系統。根據目前進展及計劃，3GPP大概率會在R19(2023年)開始6G愿景、技術、需求方面的工作,在R21或以后階段開始進行6G標準化工作。2.1.4 6G Flagship
由芬蘭財團贊助，奧盧大學（Oulu University）主導的6G旗艦計劃（6G Flagship）于2019年成立，致力于提供“近即時、無限無線連接”的標準化通信技術，并于2019年9月發布白皮書《Key Drivers and Research Challenges for 6G Ubiquitous Wireless Intelligence》，初步回答了6G怎樣改變大眾生活、有哪些技術特征、需解決哪些技術難點等問題。內容包括6G愿景、驅動力、應用及服務，無線研究方向集中在人工智能、新的免授權接入、信號成型、模擬調制、大型智能表面等，同時針對無線硬件的進展和難度進行了分析，網絡研究方向則集中在信任鏈的建立。2.2.1 歐盟
歐盟在2017年發起第6代移動通信（6G）技術研發項目征詢，旨在2030年商用6G技術。同時，歐盟已啟動為期3年的6G基礎技術研究項目，主要任務是研究可用于6G通信網絡的下一代前向糾錯編碼技術、高級信道編碼以及信道調制技術。歐盟Horizon 2020組織也將啟動“智能網絡與服務”的6G研究項目，目前正在前期論證預研階段。此外，歐盟積極資助大學和研究機構，包括芬蘭國家技術研究中心、奧盧大學等，關注未來應用場景及太赫茲、無線寬帶接入、邊緣智能、編解碼等技術方向。2.2.2 美國
美國政府十分重視6G技術，且在太赫茲及空天地一體化技術領域持續發力。FCC于2019年3月頒布美國在THz頻段上頻譜分配：95 GHz to 3THz，認為6G將邁向太赫茲頻率時代，隨著網絡越加致密化，基于THz、區塊鏈的動態頻譜共享技術、空間復用技術等3大類技術正在變成新的技術趨勢。美國紐約大學、加州大學及弗吉尼亞理工大學都在進行太赫茲及其他6G方向的預研工作。此外，Space-X、OneWeb、Amazon等紛紛推出衛星互聯網計劃，作為后續6G的潛在賦能技術。2.2.3 日本
日本政府計劃通過官民合作的方式制定未來6G的綜合發展戰略。經濟產業省設立總額2200億元的基金，建立一個關鍵國家優先項目，啟動6G研發。由東京大學校長擔任主席，東芝等科技巨頭提供技術支持。日本目前在太赫茲領域獨占優勢，并將太赫茲技術列為“國家支柱技術十大重點戰略目標”之首。NTT集團就曾經宣傳開發出了太赫茲和軌道角動量兩項B5G和6G技術。此外，日本還將把“光半導體”作為支撐6G的信息處理技術。NTT表示將與65家企業合作，力爭2030年之前實現用于6G的光半導體量產。2.2.4 韓國
韓國的6G研究主要集中在企業及高校研究機構，包括三星、SK、LG電子、韓國高級科學技術研究院等，其中LG電子與韓國高級科學技術研究院合作建立了6G研究中心；電子和電信研究院已與芬蘭奧盧大學簽署了一項備忘錄，以開發6G網絡技術。SK Telecom與芬蘭諾基亞公司和瑞典愛立信公司簽署了協議，以加強在6G網絡研發方面的合作。2019年6月，三星成立高級通訊研究中心，開始對6G網絡進行研究，2020年7月，三星發布6G愿景白皮書《6G：The Next Hyper Connected Experience for All》，內容涵蓋了三星的6G愿景、演進趨勢、應用場景、指標需求、候選技術及預期的標準化時間表。2.2.5 中國
2019年11月，科技部召開6G技術研發工作啟動會，宣布成立國家6G技術研發推進工作組和總體專家組，其中，推進工作組負責推動6G技術研發工作實施；總體專家組負責提出6G技術研究布局建議與技術論證，為重大決策提供咨詢與建議。工信部也于2019年成立6G研究組，后又更名為IMT-2030，聚集工業界和高校等各方力量，涵蓋了需求、無線及網絡技術，加強前瞻性愿景需求及技術研究，目標在于明確6G推進思路和重點方向。
3.2.1 大型智能表面
在以前的移動系統中，很多無線單項技術致力于更好的適應不斷變化的無線信道環境，利用優化收發機的設計（如波形方案、編碼方案、時頻空傳輸機制等）來提高系統容量。可以以前對電磁波的控制力僅局限在發射機和接收機上，而近年來智能超表面的出現，使得信道環境的電磁特性能夠被靈活控制，引起了學界和業界的廣泛關注。智能超表面是一種具有可編程電磁特性的人工電磁表面結構，通常由可編程新型超材料構成。智能超表面可以通過數字編碼對電磁波進行主動的智能調控，形成幅度、相位、極化和頻率可控制的電磁場。這一機制提供了智能超表面的物理電磁世界和信息科學的數字世界之間的接口，智能超表面技術優勢還包括低能耗、低硬件成本、無自干擾、配置靈活、應用廣泛，能夠根據不同應用場景，通過反射、透射、散射等方式實時調控電磁波束，改變無線環境，增強有用信號質量，進而達到增強覆蓋、提升系統容量、簡化設計的目的，對于未來移動通信的發展尤其有吸引力。3.2.2 新型編碼與波形
在以前移動系統演進過程中，從4G到5G，峰值速率增長了10倍以上，可以預測，到下一代移動系統，速率增長趨勢仍然會保持，甚至可能加速。譯碼的吞吐量需求達到百Gbps以上，需要對譯碼算法、糾錯碼重新設計，提高譯碼并行度。同時可靠性要求也逐漸提高，要求編碼要有更低的差錯平層，優化相關設計。目前研究比較多的編碼技術包括Spinal編碼技術、索引調制技術、非線性預編碼，同時人工智能用于編碼也逐漸受到關注。此外，5G系統中，波形設計能夠靈活適配不同應用場景，而未來6G支持的場景及業務更為復雜，性能指標也將大幅提升，新波形的設計及引入勢在必行。目前研究包括基于非正交波形設計，變換域波形設計等。新型編碼及波形都將在未來系統中發揮重要作用，是需要重點探究的技術方向。3.3.1 天地空海一體化
衛星通信在改善當今數字經濟生活中起著至關重要的作用，與地面網絡相比，衛星網絡具有完整的地球表面覆蓋、先進的移動性、高安全性和可靠性、遠距離傳輸的時延保障等。將衛星、飛行器與地面網絡結合實現立體和異構網間互聯，可以實現廣范圍、大容量、巨連接的信息分發與交互，滿足存在局限的農村地區連接、空域海域連接、災害管理等特殊場景，實現全球無縫覆蓋及無感知切換，為下一代移動通信覆蓋要求、連接要求提供保障。目前技術體系面臨的技術挑戰包括傳輸鏈路高動態變化、網絡時空行為復雜、異質業務尺度差異大，同時空天地一體化組網、傳輸理論、優化調度、智能協同等技術層面也需要很大的技術突破。3.3.2 確定性網絡
確定性網絡（DetNet——Deterministic Networking）原本是一項幫助實現IP網絡從“盡力而為（best-effort）”到“準時、準確、快速”，控制并降低端到端時延的技術，最初主要針對工業、能源、車聯網等對網絡低時延、可靠性和穩定性要求極高的垂直行業。目前IEEE制定的TSN標準提供了以太網的確定性，IETF成立的確定性網絡工作組則致力于將TSN中開發的技術擴展到路由器，擴展網絡規模。未來隨著移動終端及所搭載業務類型更加多樣化，高精度時間同步，[敏感詞]的端到端上限時延，超可靠零丟失的數據包傳遞等“確定性”的需求將成為下一代移動系統的要求。而無線側是實現移動系統端到端確定性的關鍵，無線傳輸容易受到環境影響，傳輸質量難以保障。在5G時代，3GPP標準制定了TSN與5G融合的方案，將5G系統作為TSN橋，以黑盒子的方式進行架構融合，但兩者仍是獨立的系統，難以充分保障TSN的性能。未來在下一代移動通信系統中，將充分考慮業務的特性，使得6G原生支持確定性，相關的技術方案和架構體系需要進一步完善。3.3.3 云原生
云原生是指應用部署在云端服務器，且具備容器化、微服務、持續交付和DevOps幾大特征，這些技術能夠構建容錯性好、易于管理和便于觀察的松耦合系統。5G時代，核心網基于服務化架構，使得網絡功能更易于利用通用化服務器實現，在數據中心達到云化效果。但目前5G核心網部署仍未具備容器化、微服務等特性。未來為了構建靈活性、可擴展性，快速創新及上線的網絡服務，云原生可作為適合的解決方案。盡管移動網傳統無線設備一直以來封閉性程度高，且網絡功能對實時性等要求極高，但對于移動網云原生相關研究及探索一直在推進，相信隨著技術及產業不斷成熟，未來能夠充分發揮其優勢構建靈活、彈性的新型網絡架構。3.3.4 泛在智能
人工智能的不斷繁榮正在徹底改變科技的每一個分支，將人工智能與下一代移動網絡結合已成為不可阻擋的趨勢。目前通信領域與智能化的結合方式大多是在完成系統部署后，利用數據搜集和人工智能算法對業務進行優化，但其應用的程度及范圍較低。未來隨著網絡架構不斷演進，以及泛在連接的發展，人工智能能夠更密切地與網絡的每一個環節結合，不僅僅部署在云端，還將深入到邊緣側、終端側，不僅僅用于特定業務的智能優化，還將更廣泛與系統設計結合，包括網絡部署、算法設計、算力分配，將智能化更廣泛地植入在網絡中，實現真正的智能泛在，全面提升未來移動網絡能力。3.3.5 內生安全
未來新型業務愿景和網絡架構，包括沉浸式XR、全息、空天地一體化泛在連接、AI等，將會引入更多的攻擊點，為安全帶來更多的挑戰。傳統的安全防御模式為補丁式，即在系統構建完成后，通過孤立的安全設計、堆疊、加固，是被動的防護模式，存在低效、不經濟的問題。因此，未來移動網絡要探索新型的安全模式。內生安全基于內聚、協同、原生等屬性，使安全具備原生創建、共生演進的特征。通過對不同安全協議與安全機制的聚合來對網絡進行安全治理，同時安全防護能力具備自主驅動力，來同步甚至前瞻性地適應網絡變化，以衍生網絡內在穩健的防御力，不再是對安全威脅進行被動的應對，在未來6G網絡中可發揮重要的作用。參考文獻
【1】Dang S , Amin O , Shihada B , et al. What should 6G be?[J]. Nature Electronics，2020（3）：20-29.Copyright ? 深圳市金航標電子有限公司 版權所有 粵ICP備17113853號
