周順杰,陳 娟
(1.衡水市科技情報(bào)研究所,河北衡水 053000;2.衡水學(xué)院文學(xué)與傳播學(xué)院,河北衡水 053000)
6G 通信的技術(shù)預(yù)研與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)計(jì)在2025 年啟動(dòng),其技術(shù)和應(yīng)用預(yù)計(jì)在2030 年代投入市場(chǎng),實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),即人與數(shù)字世界、物理世界的聯(lián)網(wǎng)。根據(jù)德國(guó)信息產(chǎn)業(yè)、電信和新媒體協(xié)會(huì)(Bitkom)的設(shè)想[1],以元宇宙為特征的沉浸式通信體驗(yàn)將成為未來溝通范式,在經(jīng)濟(jì)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化的過程中,人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器之間的互動(dòng)將帶來全新水平的靈活性和效率。在德國(guó)的技術(shù)設(shè)想中,6G 將為工業(yè)4.0 的“網(wǎng)絡(luò)—物理系統(tǒng)”、自動(dòng)駕駛和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供新應(yīng)用。同時(shí)目前移動(dòng)無線電系統(tǒng)主要針對(duì)地面連接,航空和航天的新要求意味著對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范國(guó)的擴(kuò)大,最終實(shí)現(xiàn)空天地海的全球泛在鏈接。
德國(guó)將移動(dòng)通信作為其高技術(shù)戰(zhàn)略的組成部分。2022 年德國(guó)提出新的“數(shù)字化戰(zhàn)略”,強(qiáng)調(diào)開發(fā)6G 技術(shù)潛能,到2025 年為6G 研究計(jì)劃提供7 億歐元資金支持[2]。2023 年2 月,德國(guó)朔爾茨政府出臺(tái)《未來研究與創(chuàng)新戰(zhàn)略》[3],將6G 技術(shù)作為工業(yè)、交通、城市發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展和安全可靠通信體系的保障手段之一,要求搭建6G 創(chuàng)新生態(tài)體系。德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部對(duì)6G 技術(shù)發(fā)展曾表示“數(shù)字未來和對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的控制在很大程度上取決于從一開始就在通信技術(shù)的發(fā)展中保持領(lǐng)先地位。我們必須在這一領(lǐng)域保持技術(shù)主權(quán),以免陷入對(duì)他人的依賴”[4]。
新冠疫情致使德國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出下滑,為刺激經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展,德國(guó)政府在2020 年出臺(tái)了“新冠疫情經(jīng)濟(jì)刺激以及未來技術(shù)一攬子計(jì)劃”。如何更好設(shè)計(jì)未來數(shù)字化轉(zhuǎn)型被德國(guó)乃至歐洲擺在保障未來競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵位置。新冠疫情加劇了德國(guó)對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型以及高性能網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的需求。此外,以德國(guó)總理朔爾茨“時(shí)代轉(zhuǎn)折”的議會(huì)演講[5]為代表,德國(guó)在經(jīng)歷新冠疫情引發(fā)的供應(yīng)鏈危機(jī)和俄烏地緣政治危機(jī)后,減少對(duì)外依賴和增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力的呼聲高漲。德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部在2019 年發(fā)布了《技術(shù)主權(quán)塑造未來》[6],表明對(duì)掌握關(guān)鍵技術(shù)的迫切愿望,而6G 被認(rèn)為是數(shù)字主權(quán)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。從技術(shù)主權(quán)角度,德國(guó)政府認(rèn)為,對(duì)于復(fù)雜技術(shù)如6G,其所用的組件沒有必要完全由德國(guó)或歐洲開發(fā)生產(chǎn),因此不尋求徹底的自給自足。但德國(guó)或歐洲需要建立對(duì)應(yīng)的生態(tài)體系和知識(shí)體系,從而使6G 網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組件也能夠在德國(guó)及歐洲制造,避免單方面依賴。
對(duì)于未來6G 技術(shù)通信系統(tǒng),德國(guó)提出了彈性、安全、效率和可持續(xù)性等要求。首先第六代網(wǎng)絡(luò)必須能夠自主檢測(cè)攻擊、故障或過載,自動(dòng)減輕和消除影響,這體現(xiàn)在6G 核心/云、6G-RNA/邊緣以及技術(shù)和硬件方面。其次要有快速反應(yīng)和主動(dòng)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)能力,將傳統(tǒng)加密法與物理層保護(hù)、量子密碼學(xué)結(jié)合起來。彈性和安全性是未來工業(yè)和社會(huì)應(yīng)用的雙元素。同時(shí)隱私保護(hù)是6G 研究的核心組成部分。在效率方面,為實(shí)現(xiàn)100 G/s 的速率在100 GHz~300 GHz 開發(fā)新的頻段;通過人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化6G,適應(yīng)不同應(yīng)用如通信、采樣和定位等。為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),在數(shù)字集成、基礎(chǔ)設(shè)施等方面開發(fā)總體能耗解決方案,通過高度軟件化延長(zhǎng)組件生命周期,實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約。
在技術(shù)主權(quán)方面,德國(guó)將6G 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的參與度以及基礎(chǔ)設(shè)施組件自有保障性作為重要內(nèi)容。德國(guó)計(jì)劃到2025 年完成6G 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作,由德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部資助相關(guān)方面的研究;到2030 年6G 開展市場(chǎng)推廣時(shí),德國(guó)移動(dòng)通信體系中關(guān)鍵組件在本土制造的比例顯著提升。此外,要始終保障技術(shù)的可控性,即這些技術(shù)在安全關(guān)鍵領(lǐng)域必須能夠獨(dú)立、安全使用。如德國(guó)在2021 年生效的《IT安全法規(guī)2.0》[7]要求關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)將只能采購(gòu)并安裝已發(fā)布“可信聲明”的制造商組件。這一要求明確包括制造商的整個(gè)供應(yīng)鏈。在未來通信網(wǎng)絡(luò)中使用來自德國(guó)和歐盟供應(yīng)商的基本/特殊(安全)的關(guān)鍵系統(tǒng)和系統(tǒng)組件,是德國(guó)和歐洲所謂技術(shù)主權(quán)的重要一步。5G 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使核心網(wǎng)與天線網(wǎng)更加難以分離,6G 網(wǎng)絡(luò)將加強(qiáng)這種邊緣計(jì)算和核心計(jì)算的融合趨勢(shì)。目前德國(guó)5G 網(wǎng)絡(luò)主要使用華為、中興等中國(guó)供應(yīng)商,而核心網(wǎng)則依賴于愛立信。
德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部是引導(dǎo)和支持6G 技術(shù)發(fā)展的重要政府部門。2021年,該部宣布投入2.5億歐元用于6G 相關(guān)技術(shù)研究,并對(duì)6G 技術(shù)快速轉(zhuǎn)移創(chuàng)新產(chǎn)品進(jìn)一步支持。上述措施由“研究第六代移動(dòng)通信整體系統(tǒng)和子技術(shù)的6G 工業(yè)項(xiàng)目”資助指南予以實(shí)施[8]。在研究方向上,德國(guó)政府主要確定了以下6 個(gè)領(lǐng)域:(1)根據(jù)社會(huì)需求,特別是德國(guó)的主要工業(yè)部門,量身定制公共和非公共移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的概念;(2)高性能的無線電接口,涉及數(shù)據(jù)速率、頻譜使用、延遲和能耗等;(3)用于彈性、安全和高度可靠通信系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)和方法(無線、光纖、非地面網(wǎng));(4)將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)作為人工智能和計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施;(5)用于千兆赫茲和太赫茲頻率范圍的超寬帶智能、自主調(diào)頻6G 天線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋;(6)對(duì)人和環(huán)境的伴隨研究。
根據(jù)5G 發(fā)展經(jīng)驗(yàn),德國(guó)政府其他部門部委在無線通信產(chǎn)業(yè)推動(dòng)方面的分工:聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和氣候保護(hù)部主要負(fù)責(zé)經(jīng)濟(jì)界不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)S袩o線電網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)和測(cè)試,研究重點(diǎn)是對(duì)開放接口安全、高效和節(jié)能使用以及通信系統(tǒng)的虛擬化技術(shù)。部分開發(fā)內(nèi)容是與法國(guó)協(xié)同開展,如德國(guó)、法國(guó)私有無線電網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)(2022—2024)。聯(lián)邦數(shù)字化和交通部目前在移動(dòng)通信領(lǐng)域資助了近50 個(gè)項(xiàng)目,如交通信號(hào)系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)、工業(yè)設(shè)施遠(yuǎn)程警報(bào),最新研究資助領(lǐng)域有“開放RAN(無線電接入網(wǎng))城市”和“開放RAN 實(shí)驗(yàn)室”,在真實(shí)和實(shí)驗(yàn)室條件下研究、測(cè)試開放RAN 技術(shù),到2024 年將累計(jì)投入3 億歐元資助基于軟件的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
在加強(qiáng)(國(guó)際)6G 標(biāo)準(zhǔn)制定上:德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和氣候保護(hù)部負(fù)責(zé)電信領(lǐng)域的技術(shù)監(jiān)管和標(biāo)準(zhǔn)制定,此外通過聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)局在該領(lǐng)域進(jìn)行法律和專業(yè)監(jiān)督。標(biāo)準(zhǔn)化的重要工具之一是“信息和通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化咨詢委員會(huì)(BSIKT)”以及聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)部代表參加的“歐洲信息通信技術(shù)多方利益相關(guān)方聯(lián)合平臺(tái)(MSP-ICT)”。此外,在2021 年成立了包括聯(lián)邦內(nèi)政部在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)的部際“信息通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)”。
聯(lián)邦州政府層面,根據(jù)地方不同產(chǎn)業(yè)需求和技術(shù)優(yōu)勢(shì)推進(jìn)無限通信領(lǐng)域的發(fā)展,目前主要以5G開發(fā)為主,同時(shí)兼顧6G 早期準(zhǔn)備。如北萊茵-威斯特法倫州建立了“5G 能力中心”,開展無線通信技術(shù)包括6G 技術(shù)在內(nèi)的研究和支持。巴伐利亞州成立了Thinknet 6G 生態(tài)體系,匯集行業(yè)參與者、研究機(jī)構(gòu)、協(xié)會(huì)、創(chuàng)新者和孵化器,在早期參與對(duì)于6G 的研發(fā)。
在6G 研發(fā)領(lǐng)域,德國(guó)積極參與歐盟整體研究框架計(jì)劃,如2021 年歐盟啟動(dòng)的6G 研究旗艦項(xiàng)目HEXA-X,2022 年10 月啟動(dòng)的Ⅱ期項(xiàng)目,德國(guó)西門子和德累斯頓大學(xué)等參與其中。此外,2021 年4 月德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部啟動(dòng)了德國(guó)首個(gè)“6G技術(shù)研究計(jì)劃”[9],計(jì)劃5 年內(nèi)投入7 億歐元。在資金分派上,其中2.6 億歐元用于建設(shè)4 個(gè)6G 研究中心和1 個(gè)未來通信技術(shù)/6G 平臺(tái);2.15 億歐元用于6G 工業(yè)項(xiàng)目;2.25 億歐元用于通信系統(tǒng)研究計(jì)劃,涉及6G 的“主權(quán)、數(shù)字化、聯(lián)網(wǎng)”(籌備中)。
德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部啟動(dòng)的首批資助項(xiàng)目是資助4 個(gè)“6G 技術(shù)研究中心”,4 年總資助金額達(dá)到2.5 億歐元。資助措施旨在建立新研究網(wǎng)絡(luò),一方面進(jìn)一步開發(fā)移動(dòng)通信(6G),另一方面開發(fā)為此所需的有線通信(骨干網(wǎng)),為未來技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和專利技術(shù)保護(hù)夯實(shí)基礎(chǔ)。除了研究6G 的技術(shù)基礎(chǔ)之外,資助措施通過產(chǎn)業(yè)與研究網(wǎng)絡(luò)的合作,可持續(xù)建立經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)體系,同時(shí)為電信部門的研究機(jī)構(gòu)培訓(xùn)技術(shù)專家。
目前4 個(gè)研究中心共匯聚來自科學(xué)界、經(jīng)濟(jì)界約50 個(gè)研究合作伙伴,對(duì)無線傳輸、光纖網(wǎng)絡(luò)的不同重點(diǎn)內(nèi)容(新材料、新功能等)分別進(jìn)行研究,共同加快研究成果向?qū)嶋H應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。此外,資助建立“未來通信技術(shù)和6G 平臺(tái)”作為研究的中心環(huán)節(jié),4 個(gè)研究中心的科學(xué)負(fù)責(zé)人以“咨詢委員會(huì)”的形式參與其中,共同致力于研究和開發(fā)未來6G標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)的總體問題。以下為4 個(gè)研究中心概況。
2.1.1 6G 研究和創(chuàng)新集群
弗勞恩霍夫電信研究所和弗勞恩霍夫海因里希赫茲研究所主導(dǎo)建立“6G 研究和創(chuàng)新集群”(6G-RIC)。該中心是建立開放測(cè)試基礎(chǔ)設(shè)施,跨越技術(shù)界限開展移動(dòng)無線電系統(tǒng)開發(fā),包括對(duì)新技術(shù)組件在現(xiàn)實(shí)和開放條件下進(jìn)行測(cè)試。技術(shù)重點(diǎn)包括:“次-太赫茲移動(dòng)接入”為移動(dòng)應(yīng)用利用最高頻率開發(fā)高效收發(fā)器技術(shù)。“智能無線電環(huán)境”,通過對(duì)環(huán)境進(jìn)行無線技術(shù)調(diào)整,為可靠、高效能和安全通信打開了新的視角?!熬W(wǎng)絡(luò)作為傳感器”,未來6G 網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要特征是無線感知應(yīng)用和通信的融合。“6G 連接性”,通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)生成、信息傳輸和使用,在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用6G 技術(shù)?!昂罅孔影踩O(shè)計(jì)”,將設(shè)計(jì)適用于6G網(wǎng)絡(luò)的安全架構(gòu),確保安全設(shè)計(jì)?!白灾?、融合網(wǎng)絡(luò)”,將開發(fā)可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化和監(jiān)控解決方案。以上研究的行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椤盎旌犀F(xiàn)實(shí)”和“機(jī)器人集群”。前者是“網(wǎng)絡(luò)-物理系統(tǒng)”,為對(duì)虛擬和物理世界間的連接,如虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí),具體是對(duì)遠(yuǎn)程醫(yī)療和數(shù)字孿生的研究。移動(dòng)機(jī)器人集群是指服務(wù)機(jī)器人和無人機(jī),主要用于消費(fèi)行業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域。
2.1.2 開放6G 中心
德國(guó)人工智能研究中心主導(dǎo)“開放6G 中心”(Open6GHub),開發(fā)滿足2030 年以后社會(huì)需求的6G 系統(tǒng),要求具備資源節(jié)約和能源效率等條件,同時(shí)保障個(gè)人數(shù)據(jù)安全和較高的網(wǎng)絡(luò)可用性。在歐洲一體化背景下,該項(xiàng)目成果還將參與全球6G 協(xié)調(diào)過程和6G 標(biāo)準(zhǔn)制定。開放6G 中心目前由17 個(gè)項(xiàng)目伙伴組成,涉及技術(shù)領(lǐng)域包括高度網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)、未來交通場(chǎng)景、新的學(xué)習(xí)世界、個(gè)性化醫(yī)療以及最為重要的人與自動(dòng)駕駛汽車/設(shè)備的互動(dòng)。開放6G 中心將在以下領(lǐng)域?yàn)槎说蕉私鉀Q方案和整體架構(gòu)的開發(fā)做出貢獻(xiàn):擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),包括高度靈活的有機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接;安全性和彈性;太赫茲和光子傳輸方法;網(wǎng)絡(luò)中的傳感器功能及其智能化利用和后續(xù)處理;應(yīng)用特定的無線電協(xié)議。
2.1.3 6G 生活研究中心
德累斯頓工業(yè)大學(xué)和慕尼黑工業(yè)大學(xué)共同主導(dǎo)“6G 生活研究中心”(6G-Life),約40 名教授開展通信網(wǎng)絡(luò)研究,聚焦人機(jī)協(xié)作,重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)4.0 和數(shù)字醫(yī)學(xué),包括4 個(gè)關(guān)鍵課題“延遲”“彈性(故障安全)”“安全(隱私和防御政擊)”和“可持續(xù)性(降低能耗)”,同時(shí)通過引入社會(huì)科學(xué)、人文科學(xué)合作伙伴,對(duì)倫理問題予以解答。該項(xiàng)目研究伙伴將在人機(jī)協(xié)作、通信架構(gòu)、量子通信以及后香農(nóng)理論等領(lǐng)域做出成果,預(yù)計(jì)孵化出至少10 家創(chuàng)業(yè)公司。
2.1.4 開放、高效、安全6G 移動(dòng)通信系統(tǒng)研究中心
開放、高效、安全6G 移動(dòng)通信系統(tǒng)研究中心是北萊茵-威斯特法倫州10 所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)組成的聯(lián)盟,由亞琛工業(yè)大學(xué)主導(dǎo),開發(fā)開放、高效和安全的移動(dòng)無線電系統(tǒng),覆蓋從生產(chǎn)、物流到個(gè)性化需求的整體解決方法,致力于建立6G 技術(shù)向區(qū)域內(nèi)、國(guó)家內(nèi)以及歐盟內(nèi)公司轉(zhuǎn)移的6G 生態(tài)體系。技術(shù)重點(diǎn)包括:(1)探索開放式的6G 系統(tǒng)平臺(tái)(包括模塊化的軟件定義無線電平臺(tái)以及基于數(shù)字孿生的開放式系統(tǒng)模型),這些平臺(tái)具有靈活的可擴(kuò)展性,取代了獨(dú)立式的架構(gòu),同時(shí)提供更高的性能和效率。(2)在可控?zé)o線環(huán)境中實(shí)現(xiàn)具有彈性、智能和高適應(yīng)性的6G 通信系統(tǒng)。(3)在所有系統(tǒng)層面上堅(jiān)持“安全設(shè)計(jì)和安全原則”,例如,從最小輻射暴露到保證實(shí)時(shí)性和用戶隱私的最大化。(4)實(shí)現(xiàn)極高的傳輸數(shù)據(jù)速率,甚至達(dá)到每秒1 太比特(1 Tbit/s),以滿足高度創(chuàng)新應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量要求,涵蓋太赫茲技術(shù)及其光纖連接。以上技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)包括自動(dòng)駕駛、智能制造、物流和醫(yī)藥。該中心將集成配備6G 系統(tǒng)的7 個(gè)測(cè)試場(chǎng)景,包括數(shù)字手術(shù)室、智能醫(yī)院、物流中心、生產(chǎn)中心、機(jī)器人中心以及城市和高速道路交通場(chǎng)景。以上4 個(gè)6G 研究中心在所屬領(lǐng)域獨(dú)立工作,在6G 技術(shù)研究計(jì)劃內(nèi)部產(chǎn)生良性競(jìng)爭(zhēng),從而促進(jìn)創(chuàng)新和推動(dòng)研究高效發(fā)展,這些研究中心在方法和目標(biāo)設(shè)定上存在共同點(diǎn),如人才培養(yǎng)等。
2021 年9 月,德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部發(fā)起征集6G—工業(yè)項(xiàng)目,開展對(duì)第六代移動(dòng)通信整體系統(tǒng)和子技術(shù)的工業(yè)化研究。6G 生態(tài)系統(tǒng)涵蓋技術(shù)層面,如材料、組件、微電子、模塊和網(wǎng)絡(luò)(包括IT 安全、軟件和人工智能)。因此需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)、演示和驗(yàn)證。此外要對(duì)6G 相關(guān)子技術(shù)進(jìn)行探索性研究,達(dá)到特定技術(shù)深度和多樣性的要求。自2022 年啟動(dòng)的工業(yè)項(xiàng)目,截至2023 年8 月共有18 個(gè),項(xiàng)目執(zhí)行期為3~4 年,單個(gè)項(xiàng)目的資助經(jīng)費(fèi)從400 萬~3 000 萬歐元不等。項(xiàng)目涉及范圍包括從“增強(qiáng)和虛擬現(xiàn)實(shí)新技術(shù)”“6G 通信的激光架構(gòu)”到行業(yè)領(lǐng)域的“分布式醫(yī)療體系6G網(wǎng)絡(luò)”“人工智能支撐的工業(yè)6G 園區(qū)網(wǎng)絡(luò)”等。聯(lián)合研發(fā)的6G 工業(yè)項(xiàng)目根據(jù)規(guī)模的不同,合作單位從7~40 家,牽頭單位均為行業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè),其他成員包括高校、研究院所和技術(shù)公司等。
以燈塔項(xiàng)目“6G-ANNA”(6G 存取、網(wǎng)中網(wǎng)、自動(dòng)化和簡(jiǎn)化)為例,該項(xiàng)目為第六代移動(dòng)通信進(jìn)行總體開發(fā)設(shè)計(jì),包括一個(gè)端到端的封閉架構(gòu)。項(xiàng)目首先研究無線接入的基礎(chǔ)理論,以及設(shè)計(jì)、實(shí)施創(chuàng)新的協(xié)議和信號(hào)處理算法,其次研究相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理方法和編排方法(對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和軟件的自動(dòng)化配置、協(xié)調(diào)和管理)。研究目標(biāo)是簡(jiǎn)化和改善人、技術(shù)和環(huán)境之間的互動(dòng),如能夠識(shí)別人體運(yùn)動(dòng)的新傳感器和算法,以及精準(zhǔn)映射生產(chǎn)過程中復(fù)雜機(jī)器的數(shù)字孿生技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。此外,該項(xiàng)目將6G 視為“網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)”,類似于因特網(wǎng),對(duì)不同封閉的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行靈活連接,著重研究安全角度和彈性。從單個(gè)無線電接入多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的集成,所有研究工作的共同目標(biāo)是保證網(wǎng)絡(luò)性能的同時(shí)保障靈活性和降低能耗。6G-ANNA的實(shí)施推進(jìn)了6G 技術(shù)開發(fā),同時(shí)為德國(guó)經(jīng)濟(jì)界自主設(shè)置6G 網(wǎng)絡(luò)積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn),提高德國(guó)、歐盟對(duì)于關(guān)鍵零部件的制造,確保德國(guó)主導(dǎo)工業(yè)的行業(yè)要求納入6G(國(guó)際)標(biāo)準(zhǔn)。
從2022 年7 月啟動(dòng)實(shí)施“6G-ANNA”,截至2025 年6 月,該項(xiàng)目總資助金額將達(dá)到3 840 萬歐元,其中70%來自聯(lián)邦教育及研究部撥款。項(xiàng)目協(xié)調(diào)單位為諾基亞(慕尼黑)公司,合作單位包括空客、博世、愛立信、西門子、沃達(dá)豐在內(nèi)的14 家公司和弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)在內(nèi)的15 家大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)。
以可持續(xù)、全球挑戰(zhàn)等為主題,德國(guó)政府近年不斷拓展國(guó)際合作網(wǎng)絡(luò),在科學(xué)研究和技術(shù)領(lǐng)域,5G/6G 技術(shù)合作是重要內(nèi)容。2022 年11 月,德國(guó)與新加坡兩國(guó)總理簽署聯(lián)合宣言[10],在8 個(gè)領(lǐng)域加強(qiáng)合作計(jì)劃,包括“探索未來通信技術(shù)如Beyond 5G/6G領(lǐng)域的合作以確保高效標(biāo)準(zhǔn)”。2023年5 月德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部與日本內(nèi)政通信部就6G移動(dòng)通信簽署聯(lián)合意向聲明[11]。此外,德國(guó)企業(yè)如羅伯特·博世博公司積極參加和主持國(guó)家和國(guó)際通信項(xiàng)目,在5G 汽車協(xié)會(huì)(5GAA)、5G 互聯(lián)工業(yè)與自動(dòng)化聯(lián)盟(5GACIA)等產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟內(nèi)就未來移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)開展早期討論以及開發(fā)解決方案。
德國(guó)在政策、平臺(tái)、資金、項(xiàng)目、人才以及歐盟合作多個(gè)方面保障6G 技術(shù)戰(zhàn)略的實(shí)施。
德國(guó)已將移動(dòng)通信作為其高技術(shù)戰(zhàn)略的組成部分,6G 被視為未來德國(guó)和歐洲數(shù)字主權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)和核心重點(diǎn)。2023 年德國(guó)出臺(tái)《未來研究與創(chuàng)新戰(zhàn)略》,將6G 技術(shù)明確作為引領(lǐng)未來高性能、安全、資源和節(jié)能通信系統(tǒng)的重要內(nèi)容。
在平臺(tái)方面。2021 年德國(guó)成立了“未來通信技術(shù)和6G 平臺(tái)”,其作為中央聯(lián)絡(luò)點(diǎn)和轉(zhuǎn)移平臺(tái),對(duì)開展的重要6G 研發(fā)活動(dòng)進(jìn)行關(guān)聯(lián),形成德國(guó)的整體發(fā)展體系,進(jìn)行科學(xué)聯(lián)系,扮演中央?yún)f(xié)調(diào)的角色。該平臺(tái)同時(shí)推動(dòng)與國(guó)際監(jiān)管和標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)調(diào),以及創(chuàng)造社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的參與機(jī)會(huì)。該平臺(tái)廣泛吸取通信行業(yè)內(nèi)、外用戶群體的意見建議,確保了即使非移動(dòng)通信研究行業(yè)的用戶群體,也能夠在確定6G領(lǐng)先應(yīng)用和需求的過程中提供意見。重點(diǎn)是確保將愿景和概念有效地協(xié)調(diào)一致,以定義德國(guó)統(tǒng)一的6G研發(fā)、應(yīng)用的方向。未來通信技術(shù)和6G 平臺(tái)將廣泛而包容性地考慮所有利益相關(guān)者、計(jì)劃和重要方面,是6G 技術(shù)研究活動(dòng)的組成部分。
在資金和項(xiàng)目方面。以德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部為主導(dǎo),成立了6G 研發(fā)聯(lián)盟以及發(fā)布了一系列推進(jìn)舉措,包括到2025 年前提供7 億歐元支持6G技術(shù)研發(fā),特別是2021—2025 年提供2.5 億歐元資助4 個(gè)研究中心,促成大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)形成強(qiáng)大的6G 研發(fā)勢(shì)頭。在未來應(yīng)用領(lǐng)域以6G-ANNA 為燈塔項(xiàng)目開展了一系列由工業(yè)企業(yè)牽頭的工業(yè)項(xiàng)目。此外,6G 研究中心和6G 工業(yè)項(xiàng)目又通過未來通信技術(shù)和6G 平臺(tái)得以互相補(bǔ)充。
在聯(lián)邦州政府層面,根據(jù)地方不同產(chǎn)業(yè)需求和技術(shù)優(yōu)勢(shì)推進(jìn)無線通信領(lǐng)域的發(fā)展,目前主要以5G開發(fā)為主,同時(shí)兼顧6G 早期準(zhǔn)備。如北萊茵-威斯特法倫州建立了“5G 能力中心”開展無線通信技術(shù)包括6G 技術(shù)在內(nèi)的研究和支持。巴伐利亞州成立了Thinknet 6G 生態(tài)體系,匯集行業(yè)參與者、研究機(jī)構(gòu)、協(xié)會(huì)、創(chuàng)新者和孵化器,在早期積極參與6G 的研發(fā)。
德國(guó)主要通過重大項(xiàng)目加強(qiáng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)。以“6G 研究和創(chuàng)新集群”(6G-RIC)為例,該項(xiàng)目將青年人才培養(yǎng)作為項(xiàng)目實(shí)施的主要內(nèi)容之一,目前已經(jīng)聚集了20 所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu),促進(jìn)青年人才在早期加入未來技術(shù)研發(fā)活動(dòng)。此外,德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部資助青年科學(xué)家在信息通信領(lǐng)域開展顛覆性創(chuàng)新活動(dòng)。預(yù)計(jì)未來將有約200 名科學(xué)家從事6G 技術(shù)的研究工作。
在歐盟層面上,德國(guó)積極配合參與了2021 年啟動(dòng)的名為HEXA-X 的6G 旗艦項(xiàng)目,歐洲領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商以及其他工業(yè)伙伴和學(xué)術(shù)伙伴參與其中。此外歐洲智能網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)聯(lián)合組織(SNS JU)通過其工業(yè)影響力推進(jìn)6G 在歐洲乃至全球的發(fā)展。歐盟已在SNS JU 框架下批準(zhǔn)了2021—2027 年9 億歐元的資金支持[12]。除歐盟以外,德國(guó)積極拓展6G 合作,近年與新加坡和日本等國(guó)家簽署了6G/通信領(lǐng)域的合作備忘錄,有利于其協(xié)同發(fā)展建立共同秩序。
第三代合作伙伴計(jì)劃(3rd Generation Partnership Project)正在開展5G 演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)(5G-Advanced)的制定,6G 規(guī)格研制工作預(yù)計(jì)在2024 年啟動(dòng),國(guó)際電信聯(lián)盟無線電部門的一個(gè)工作組已經(jīng)啟動(dòng)了各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。全球6G 標(biāo)準(zhǔn)的第一個(gè)規(guī)范預(yù)計(jì)在2026 年或2027 年推出,并預(yù)計(jì)在2030 年實(shí)現(xiàn)商用。盡管德國(guó)在5G 的發(fā)展中沒有發(fā)揮關(guān)鍵主導(dǎo)作用,但德國(guó)商界和政界希望這一次德國(guó)有能力定義6G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)“十四五”規(guī)劃明確提出要前瞻布局6G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)儲(chǔ)備,在2023 年第31 屆中國(guó)國(guó)際信息通信展覽會(huì)上,中國(guó)工信部提出將前瞻布局下一代互聯(lián)網(wǎng)等前沿領(lǐng)域,全面推進(jìn)6G 技術(shù)研發(fā)。通過德國(guó)已有實(shí)踐,得出的借鑒在于技術(shù)發(fā)展要與工業(yè)和社會(huì)需求緊密結(jié)合,在應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)需求和標(biāo)準(zhǔn)原則,應(yīng)在5G 產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)上設(shè)計(jì)6G 發(fā)展路線乃至國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略。為加快建設(shè)完備的6G 創(chuàng)新生態(tài)體系,應(yīng)加強(qiáng)6G 行業(yè)發(fā)展的底層設(shè)計(jì),從技術(shù)、市場(chǎng)、行業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施、資源配套以及環(huán)境等各方面進(jìn)行前瞻部署。
(1)在技術(shù)和市場(chǎng)方面。建立6G 生態(tài)體系,涵蓋網(wǎng)絡(luò)、材料、組件、芯片和模塊等層面,連接政府、研發(fā)部門、行業(yè)企業(yè)和用戶等,實(shí)施戰(zhàn)略引導(dǎo),明確發(fā)展細(xì)分市場(chǎng),滿足未來需求和做好技術(shù)儲(chǔ)備。鑒于新技術(shù)演進(jìn)周期的縮短,應(yīng)在早期建立真實(shí)實(shí)驗(yàn)室和測(cè)試場(chǎng)所,縮短創(chuàng)新到現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的周期;整體考慮通信部門對(duì)于環(huán)境的影響;提早布局高性能移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和光纖網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施。
(2)中國(guó)在5G 技術(shù)方面占據(jù)主導(dǎo)地位,6G技術(shù)在準(zhǔn)備階段要加強(qiáng)行業(yè)協(xié)同,建立一體化的創(chuàng)新生態(tài)體系。此外在專業(yè)領(lǐng)域加快與人工智能、衛(wèi)星等其他相關(guān)領(lǐng)域的融合,解決一體化設(shè)計(jì)存在的關(guān)鍵性難題,提升技術(shù)市場(chǎng)化的廣度和深度,最大限度地發(fā)揮技術(shù)潛能及其社會(huì)價(jià)值、商業(yè)價(jià)值。
(3)加強(qiáng)6G 國(guó)際交流合作,以“全球協(xié)力推進(jìn)6G 國(guó)際合作發(fā)展倡議書”為發(fā)端,積極融入全球研發(fā)體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系,一方面推廣中國(guó)特有的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),主張國(guó)家利益;另一方面加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接,避免6G 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分裂和產(chǎn)業(yè)分裂,提高在整個(gè)規(guī)則體系和行業(yè)體系中的話語權(quán)。