远望智库开源情报中心 忆竹 编译

美国ATIS和欧盟智能网络和服务2024年1月联合发布“超越5G和6G路线图”,以促进欧盟和美国在研究和投资活动方面的潜在合作。这里介绍主要内容如下:

美国下一代G联盟(北美6G之声)和6G行业协会(6G-IA)(欧盟智能网络和服务联合组织(SNS JU)发布“EU-美国超越5G/6G路线图”,这是确认两个地区合作开发6G网络的承诺的重要第一步。路线图中提供的协作意见将被考虑纳入美国和欧盟政府制定的TTC (贸易和技术理事会)6G共同愿景。

根据联合声明,“以TTC 6G共同愿景为基础,我们旨在扩大美国和欧盟资助机构(即SNS JU和美国国家科学基金会(NSF))之间现有的6G研发合作,在全球监管和标准化机构中建立志同道合的合作伙伴的临界质量,并在技术试验和试点方面进行合作以促进市场采用。”

1.背景和目的

在2023年5月31日于瑞典吕勒奥举行的贸易和技术理事会(TTC)第四次部长级会议期间,欧盟和美国政府重申了合作开发6G网络的承诺。

作为第一步,欧盟智能网络和服务联合组织(SNS JU)的6G行业协会(6G-IA)和下一个G联盟(ATIS倡议)要求在2023年底之前提供一份临时、联合、一致的6G行业路线图。这一私营部门的集体意见将被纳入美国和欧盟政府制定的TTC 6G共同愿景。根据联合声明,“以TTC 6G共同愿景为基础,我们旨在扩大美国和欧盟资助机构(即SNS JU和美国国家科学基金会(NSF))之间现有的6G研发合作,在全球监管和标准化机构中建立志同道合的合作伙伴的临界质量,并在技术试验和试点方面进行合作以促进市场采用。”

本文件旨在完成这一任务。它包含一套针对6G网络和服务的关键战略思考和建议,收集了下一个G联盟和SNS JU的观点和优先事项。本文件通过欧盟和美国融资工具为未来机遇提供了一个候选路线图。它还旨在为超出此类融资工具范围的合作机会指明方向,帮助大西洋两岸的学术和商业利益攸关方确定互利机会。

2.共同愿景的指导原则和关键优先事项

共同愿景的基本目标应包括:

(1)私营部门、学术界和政府之间的积极合作计划。

(2)基于联合6G技术开发的全面目标。

(3)一套战略将引领6G技术在全球市场的快速商业化和采用。

此外,美国和欧盟之间的研发合作活动应遵循相同的价值观和原则:

(1)信任、安全和弹性:6G将成为日常生活和社会所依赖的基础设施中更不可或缺的一部分。6G网络应该提供最高级别的可信度、安全性和弹性。

(2)弥合数字鸿沟:6G应提供对美国和欧盟至关重要的廉价服务,并包括解决农村可用性、基础设施效率和使用地面和非地面网络的频谱使用的政策。

(3)人工智能-原生无线网络:塑造人工智能的全球演进,促进可信人工智能在无线通信中的关键应用。

(4)可持续性:这两个地区都应努力减少信息和通信技术部门的能源消耗和能源供应的脱碳。我们应该利用我们在组件设计和制造、高级数据建模和优化、节能无线电技术以及碳中和数据中心设施方面的专业知识。

(5)通用标准:美国和欧盟应努力实现6G的通用全球标准(如3GPP)。它们应积极合作,实现2030年及以后的国际移动电信(IMT-2030)愿景。

(6)开放性:开放网络是指开放接口和开放网络功能定义。它们都以硬件和软件分解为目标,这是2022~2023年市场中正在进行的网络演进的一部分。美国和欧盟应该努力加强研究和创新活动,以得出合理且被广泛接受的结论。所有研究工作都应该在技术中立监管的假设下进行,不强制要求任何架构,而是追求最合适和最有效的解决方案。

(7)垂直行业:虽然5G和最初的6G部署一开始强调增强移动宽带(eMBB)和固定无线接入(FWA),但欧盟和美国应该共同探索各种垂直行业的价值创造机会,包括工业物联网、汽车和交通、媒体和娱乐、公共安全、智能城市、电子医疗和农业等。还值得探索确定美国和欧盟之间共同感兴趣的用例的可能性,以最大限度地实现规模经济并支持相同的标准化优先事项。

3.欧盟-美国路线图:6G网络和服务的合作领域

最近,IMT-2030发布了6G网络的总体目标。IMT-2030的动机是“继续建设包容性信息社会并支持联合国的可持续发展目标(SDG)。”美国和欧盟也发现了类似的动机。除可持续发展目标外,欧盟的绿色协议等政策设定了欧盟到2050年实现气候中和的目标。

此外,6G网络旨在为网络领域(即“可持续6G”)以及各种垂直行业(即“可持续6G”)提供环境、社会和商业可持续解决方案,如媒体、交通、医疗电子、工业物联网等。

6G网络发展的驱动因素不仅包括典型的和预期的性能改进(例如吞吐量、延迟、可靠性、覆盖范围、频谱效率),还包括6G可以实现的社会、商业和政策目标。这些目标将影响6G网络设计、开发和部署的技术选择。

其中一项重要政策是需要技术主权。这一术语指的是以确保公民福利和企业繁荣的方式处理关键技术的能力,以及在全球环境中独立决策的能力。在当前充满挑战的地缘政治环境中,这一目标可以通过自身能力的结合以及拥有相同价值观的可信和可靠伙伴之间的贸易来实现,欧盟和美国就是如此。下面集中讨论了欧盟和美国可以合作实现这一目标的六个关键领域。

为了更好地理解6G网络的愿景,不仅需要考虑新一代蜂窝网络的动机,还需要考虑用户和应用趋势。正如IMT-2030所确定的那样,未来网络将连接人类和机器,并在数字、物理和生物世界之间架起桥梁。由无处不在的智能实现的各种新服务需要新的解决方案,包括与扩展现实(XR)进行沉浸式通信、机器(例如车辆、机器人等)自主操作的进步等服务。),以及数字健康和福祉。IMT-2030捕捉到的使用场景将eMBB、mMTC和URLLC IMT-2020愿景扩展为六个新类别:沉浸式通信、超可靠和低时延通信、大规模通信、集成人工智能和通信、集成传感和通信以及无处不在的连接。这些使用场景要求众所周知的KPI(例如,峰值数据速率、用户体验的数据速率、频谱效率、时延、可靠性等。)在5G无法提供的价值方面得到了进一步提升。

此外,与MT-2020中确定的功能相比,IMT2030的目标是提供增强的功能。除了针对众所周知的功能(包括峰值数据速率、使用体验数据速率、频谱效率、区域流量容量、连接密度、移动性、时延、可靠性、安全性、隐私和弹性)的更新目标外,IMT-2030还定义了新功能。其中包括覆盖范围、传感相关功能、人工智能相关功能、可持续性、互操作性和定位。对于这些新功能中的几项,目前还没有明确定义的指标。必须开发新的方法(例如关键价值指标(KVI))和广泛接受的相关框架。

以下为欧盟和美国之间的六个具体合作领域:

(1)可持续性;(2)微电子学;(3)开放式解决方案;(4)可信度和网络安全;(5)云解决方案;(6)分布式计算和人工智能/管理。

还需要进一步合作来确定6G网络可能用来协调6G频谱的频谱机会。最近的NGMN立场文件认识到考虑所有频段(从7GHz以下到中频段7~24 GHz、毫米波,直至亚太赫兹)的重要性。适当的频谱使用需要在频谱和干扰管理、感知、共享、监控、控制、预测、适应和保护方面进行大量研究。图1显示了EU-美国合作领域与IMT-2030使用场景和优先级的对应关系。

图1 EU-美国合作领域到IMT-2030使用场景的映射

在需要达成全球共识的领域(如可持续发展组织),合作也可能是互利的,在这些领域,两个区域可以采取协调一致的办法加强对概念的支持,一方可以在对等基础上提供另一区域不具备的具体专门知识。

3.1 第一个合作领域:推广6G可持续解决方案

在TTC会议后发布的6G展望中,制定了一些与可持续发展相关的指导原则:“考虑到环境、社会和经济角度,6G技术也必须成为可持续发展的推动者。减少碳足迹和能源效率将是6G网络的重要设计目标。更广泛地说,6G应该能够降低经济和社会所有部门的能耗。理想情况下,6G技术将产生更少的污染并减少其他环境影响,以更好地促进长期社会可持续发展,同时保持经济可行性。”

3.2第二个合作领域:微电子和6G

无论从经济还是政治角度来看,美国和欧盟都已将微电子视为一个战略性产业领域。美国推出了“芯片和科学法案”,旨在确保美国的工业领先地位和关键供应链。7月,欧盟通过了“芯片法案”,旨在通过注入至少430亿欧元的私人和公共投资以及确保供应链安全来发展欧盟的工业能力。尽管这些举措涵盖了通信领域以外的创新微电子解决方案的应用,但该领域将为实现这些目标做出重大贡献。例如,美国专门拨款15亿美元用于无线通信系统相关的芯片组。虽然5G已经在很大程度上促进了移动通信领域芯片组新类别和新功能的开发(例如,能够以低成本处理毫米波通信的集成射频集成电路),但6G将进一步拓展这一领域,并在服务全球市场的行业能力方面创造新的要求。这主要是由于:当前的5G标准不支持使用71GHz以上的更高频谱。90GHz以上的亚太赫兹通信被设想用于一系列应用,如“类光纤”回程(网络致密化的必备条件)或工业或高密度场景中的多点接入。16,7这反过来要求开发新的技术能力,涵盖损耗最小的超宽带宽、频率相关损伤和具有优化非线性的高功率放大器。要覆盖的频谱范围还需要异构技术的有效集成。尽管这些技术目前还不成熟,但在世界各地的各种6G计划中都进行了大量研究。(7-24 GHz)中频段频谱的增加17可以支持6G移动设备的更高数据速率,同时使与现有服务的智能共享成为可能,这将需要继续向CMOS的“埃”时代发展,以满足对低功耗计算机和(辅助)信号处理的需求。联合通信和传感(JCAS)等新技术的出现要求集成异构技术、超宽带收发器(基带频率大于5GHz)以及中高频谱效率支持。复杂的工业应用将推动对集成传感器和射频、光学和MEMS器件的需求。该领域的基本要求包括处理大量边缘数据的更强大的数据处理能力、用于低延迟过滤的集成AI/ML处理能力以及无电池设备能力。6G进一步推动了对设计用于处理高数据速率和低延迟要求的SOC的需求。它们将各种功能(如数字信号处理、内存和电源管理)集成到单个芯片中,使其效率更高、成本更低。

AI/ML作为一种技术的出现,将被集成到6G平台的各个级别。在当前业界正在考虑的“云-原生转换”之后,6G目前正被考虑作为人工智能原生平台(即,具有利用从平台内部或外部生成的高数据量的系统能力)。这可能在不同层面产生多重影响,例如:I)需要强大的GPU技术,能够根据业务/信道特性对无线电波形进行AI/ML辅助智能/可重新配置管理,还能够实现与NTN接入能力的统一;ii)从端到端或本地角度支持AI/ML辅助安全所需的处理能力;iii)作为用例场景的功能的实时AI/ML辅助功能布局/执行的处理能力,等等。

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