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6G应成为重新定义移动通信技术演进目标的契机

2022-01-28 07:50:03    来源:通信世界全媒体    

(CWW)2021年全球5G产业生态日趋成熟,终端、网络、服务都取得了显著进展。根据Strategy Analytics数据,全球5G终端出货量同比增长130%,占全球手机出货量的比例超过三分之一。

5G渐入佳境,6G帷幕初开

随着越来越多的运营商开始利用中低频段扩大5G网络覆盖范围,5G人口覆盖率迅速上升,除中国、韩国之外,美国、日本、德国、法国、西班牙等发达市场的5G人口覆盖率也已达到或接近80%。

在终端和网络发展的助推之下,全球5G用户发展呈起飞之势,Strategy Analytics预计,至2021年底全球5G用户超过7.8亿,占全球蜂窝通信用户总数的9.5%。可以说,全球5G发展已经走上增长轨道,将在未来几年维持高速增长态势。Strategy Analytics估计,至2026年全球5G用户将达到蜂窝移动总用户数的36%、5G连接收入达到蜂窝移动总收入的57%,成为全球主流移动通信技术。

根据移动通信技术“十年一代”的历史发展规律,5G商用起步之时也就是6G研究开始之日,尤其在当前科技竞赛、大国博弈的背景之下,6G研究更是获得了超乎寻常的关注。随着2021年3月,ITU-R WP 5D工作组开始研究起草“IMT Vision for 2030 and beyond”建议,面向6G标准的研究也正式拉开了帷幕。

2022年将成为6G从学术研究走向产业愿景的关键之年

在ITU-R启动6G愿景研究之前,国内国际学术界已就面向6G的新型无线通信技术进行了多年学术研究,逐渐提出了太赫兹通信、星地一体融合组网、带内全双工、智能超表面、内生智能空中接口与网络架构等一系列潜在关键技术。在这些学术研究成果被采纳为6G关键技术之前,全球移动通信产业界首先需要就6G的产业愿景和技术需求达成共识,而2022年将是形成6G产业愿景的关键一年。

为促进产业界合作伙伴进行广泛深入的交流讨论,推动达成产业共识,各主要国家或地区均已推出相应的研究计划。例如:在我国,工信部已会同发改委、科技部指导产业界成立了IMT-2030(6G)推进组。该推进组是聚合我国“产学研用”力量、推动中国6G研究和开展国际交流与合作的主要平台,已于2021年6月发布了《6G总体愿景与潜在关键技术白皮书》。

欧盟则在2021年启动了6G研究的旗舰项目Hexa-X,其项目团队既包括Nokia、Ericsson、Orange、Telefonica、TIM等重量级通信公司,也包括Siemens、Intel等ICT技术巨头,以及部分欧洲的大学和研究机构。在推动欧盟内6G技术研究的同时,Heta-X项目还将通过组织公共研讨会、编写联合白皮书和积极参与重大活动等方式,争取欧洲与全球学术界、标准化机构和政策制定者之间的开放与合作。

日本政府已计划为6G研究与产业化建立总计超过500亿日元的研究基金,资助6G技术研究以及相关测试设施的开发与部署。日本还分别与美国和芬兰建立了6G研究的合作计划,计划于2026年开发6G核心技术,并于2030年开始6G商用部署。

韩国政府也计划于2021—2026年间为6G研究和产业化投入2000亿韩元资金,目标是于2026年开始非标准的6G原型部署,在2028—2030年间开始6G的商业部署。

美国国会众议院则在2021年12月通过了“未来网络法案”,要求FCC建立“6G Task Force”协调工业界、标准化组织以及联邦、州等各级政府,推动6G技术发展。

在全球移动通信产业界,领先的运营商和技术公司均启动了6G的技术研究,并纷纷发布6G研究白皮书或研究报告。可以预期,2022年将成为6G从学术研究走向产业愿景的关键之年。在这一过程中,除产业界和学术界将进行广泛深入的交流讨论外,5G的规模发展,尤其是5G垂直行业应用的广泛部署,也将有助于产业界在部署实践中发现需求、凝聚共识。

移动通信代际演进的动力、惯性及挑战

在迎接5G规模发展、开启6G研究之时,我们也应注意到移动通信的技术发展路径和产业生态格局正在发生历史性变化,可能对6G发展产生潜在影响。

自上世纪80年代初第一个蜂窝移动通信系统商用以来,通信网络技术尤其是空中接口技术的发展,一直是移动通信系统升级换代的主要驱动力。空中接口技术的进步是移动通信系统能力提升的关键,也成为移动通信代际更替的标志。在标准化工作正式启动之前,空中接口的关键技术往往经过了较长时间的研究积累,并已在产业界形成了基本的技术共识。例如:在第一版3G UMTS标准完成之前约10年,3G空中接口的核心技术CDMA即已开始现场技术试验;在4G标准制定之前,其核心技术OFDM、MIMO等也都经过了多年研究,学术界、产业界对其作为新一代移动通信系统的核心技术已形成基本共识。

市场需求也是促进移动通信系统升级换代的重要因素。历史经验表明,如果技术进步的步伐与市场需求的发展节奏能够充分吻合,就会显著加快新一代移动通信系统的推广普及速度。2G的发展恰逢移动语音通信业务走向普及,而4G技术则是在智能手机和移动互联网应用高速发展的背景之下提出,这些都促成了2G和4G系统在全球市场的快速扩张和长期健康发展。

全球移动通信产业在几十年的发展中积累了巨大的惯性。移动通信技术是当今人类先进工程技术的结晶,需要信息通信理论、半导体技术、复杂软件系统等诸多领域的共同协作,需要巨额资金投入以支撑持续不断的技术研究和产品开发。而系统更新换代则是对这些研发投入进行商业变现的最好机会,行业领先公司希望通过快速持续的技术迭代,保持竞争优势;而新兴初创企业则寄望于关键技术的突破,从而颠覆现有产业格局。

全球移动通信行业正是在技术进步、市场需求以及行业发展惯性等诸多因素的共同作用之下,以“十年一代”的节奏一路行至5G,并开启了6G研究的帷幕。但是我们也必须看到,互联网产业的发展以及与ICT技术的融合,已使移动通信产业面对的市场格局和产业生态发生了巨大的变化,而移动通信的技术发展也面临着基础理论进步停滞的窘境,移动通信行业的发展正面对前所未有的挑战。

一方面,在最为核心的空中接口技术领域,4G、5G技术的频谱效率已经非常接近香农信息论确定的理论极限,虽然通过采用更高的频段、更大的带宽、更多的射频通道和天线单元等手段,还可进一步提升系统性能,但也会付出相当大的工程代价,且应用场景存在较大局限。而其他潜在关键技术,多数仍处于学术研究阶段,尚未形成足够的产业共识。

另一方面,互联网产业的蓬勃发展在带动流量消费增长、不断对网络容量提出新要求的同时,极大地抢占了消费者信息通信消费的份额、压缩了传统通信行业的市场空间,制约了通信行业的内生性增长能力。根据Strategy Analytics预测,未来5年全球移动运营商在消费者市场的业务收入不但不会增长,还可能出现年均0.1%的下降。目前领先运营商纷纷寄望于垂直行业市场,期望通过扩展业务领域实现可持续增长。但我们也必须看到,垂直行业市场并不是所谓的“蓝海”,电信运营商不仅需要与传统行业的系统集成商竞争,也将遭遇以公有云厂商为代表的互联网巨头的强力竞争。当前,互联网巨头不仅在资本市值方面对领先电信运营商形成碾压之势,在业务收入、净利润等方面也开始超越领先电信运营商,并保持着更高的增长速度。

未来10年中,如果这种趋势不发生显著变化,则必然会影响到电信运营商对新技术的长期投入能力以及对产业链的影响力。

以6G为契机重新定义移动通信代际演进的目标

在经过5代、40余年的高速发展之后,全球移动通信行业正面临着全新的产业生态环境,也将服务于更为广阔的社会经济目标。

当前,全球通信产业已普遍将自身定位于现代信息社会的基础设施底座,服务对象已从人与人的信息沟通,转变为千行百业的万物互联。对移动通信技术演进的需求不再仅仅来自传统的电信运营商,也包括了更为多样的垂直行业和社会组织,并需要与现代信息技术形成更为紧密的交互及合作关系,同时还要更为安全、可靠、环境友好。如此一来,多样化的需求必然对移动通信系统的定制化能力、灵活度和敏捷性提出更高的要求。

此外,电信运营商服务垂直行业的实践已经表明,高度定制化和灵活多样的系统需求很容易提升运营商的经营成本、影响其盈利能力。所以,在向新一代移动通信系统演进的过程中,移动通信行业不仅要追求技术进步和性能增强,还要考虑如何提升系统的灵活度与敏捷性,更要关注如何控制运营成本及对环境影响。

在这种情况下,移动通信产业界需要强化以用户为中心的“初心”,摆脱过去几十年间积累的发展惯性,将对更高、更快、更强的空中接口技术的追求,转变为以更为经济合理的方式,服务于更广泛的社会经济目标。为实现这样的愿景,移动通信行业需要秉持更为开放的心态,打破既有的行业边界,吸纳行业用户广泛参与6G技术研究与标准化,并充分借鉴各行业尤其是IT互联网行业的先进技术成果,促进实现ICT技术的紧密融合。只有如此,才能充分扩展6G产业空间,满足多重复杂需求,使6G成为未来互联社会的坚实底座。

[责任编辑:editor]
[关键词:] 5G 6G Strategy-Analytics

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