美國5G通信技術發展戰略及關鍵問題分析

美國5G通信技術發展戰略及關鍵問題分析

1 引言

2018年6月14日,3GPP會議批准了第五代移動通信技術標準獨立組網功能凍結,標誌著第一個完整版的全球5G標準正式出爐,這不僅使5GNR具有獨立部署的能力,也帶來了全新的構架,這意味著5G已經完成了第一階段全功能標準化工作,即將進入產業化全面發展階段,5G商用時代正式來臨。在過去的一年中,美國圍繞加快5G技術發展部署頻有動作,特朗普頒佈《國家頻譜戰略》,為5G的整體發展奠定基礎。美國國防部開始探索藉助改進的無線網絡加快實現人工智能及其他新興技術概念的可能性,正通過專項研究、演示驗證等推動5G信息與通信技術對於作戰能力的支撐研究。此外,美國會武裝力量委員會近期也開始推動國防部制定5G相關戰略,美國眾議院武裝力量委員會最終審定的《2020財年國防授權法案》明確了這一要求。本文簡要分析美國5G發展戰略,以及推動5G在軍事領域應用的關鍵問題。

2 美國5G發展戰略分析

根據5G標準制定進程,以及國際戰略競爭的需要,美國特朗普政府正在制定一系列政策文件,為5G的整體發展部署奠定基礎。2018年10月25日,特朗普簽署《關於為美國的未來制定可持續頻譜戰略的總統備忘錄》,要求美國商務部長牽頭制定一項《國家頻譜戰略》,為美國維持5G時代領導力奠定基礎。與此同時,特朗普政府還通過減稅、放鬆監管等措施,促進5G相關投資;美國聯邦通信委員會(FCC)已多次舉行頻譜拍賣會,商業無線服務部署5G提供頻譜支持。2019年2月,美國白宮發佈特朗普政府上臺以來第二份“科學技術要點”,5G 超越人工智能成為其中第一大要點,其中特別強調製定《國家頻譜戰略》,以及促進公私領域合作,推動美國的5G創新和主導地位。

美國5G通信技術發展戰略及關鍵問題分析

摘自《2020財年國防授權法案》報告

3 美國推動5G發展的關鍵舉措

3.1 主要電信企業加緊推動5G實驗

美國無線通信和互聯網協會(CTIA)預計美國電信商將投資2750億美金用於5G技術開發,包括光纖電纜、小型基站以及其他5G網絡設施。美國所有主要電信公司都計劃2018年和2019年在數十個城市進行5G試驗,為了成為第一家向客戶提供5G服務的企業,電信公司之間產生了激烈競爭。事實上,擬議中的T-Mobile和Sprint合併的一個關鍵目標就是利用它們的合併資產成為全國第一家5G運營商,這將推動其他電信公司加快5G的推出,以便保持市場地位,改善全國各地消費者和企業的移動接入。AT&T和Verizon正在研究5G如何為美國所有主要電信公司創造了新的機遇,企業紛紛開始部署各自不同的戰略,開發和拓展自己在5G上的能力。

3.2 美國防部加緊探索5G軍事應用

在5G軍事應用方面,美國國防部重視5G技術支撐作戰研究與部署,增加5G投資以支持聯合部隊頻譜作戰,從而加強軍事能力、維持戰場技術優勢,並在國防部範圍內加快5G網絡使能的新商業產品和服務的部署。與此同時,美國防部委託開展5G專項研究,美國國防創新委員會(DIB)完成《5G生態系統:國防部面臨的風險與機遇》的研究報告,建議國防部拿出更多專屬電磁頻譜頻段與民用和商業運營商分享,幫助美國在5G技術部署方面更好地與中國競爭。美國國防科學委員會(DSB)完成5G技術軍事應用非公開評估研究,該研究指出,與4G網絡相比,新5G網絡技術可以讓國防部實現先進通信、更高數據率更低延時的網絡化,以及大幅節能。

3.3 美國研究機構啟動6G技術研發

儘管現在仍是處在完善5G技術和推動5G落地的時段,但是美國聯邦通信委員會已經啟動6G的嘗試,決定開放95千兆赫到3太赫茲頻段,供6G實驗使用。紐約大學教授泰德·拉帕波特發表聲明:“聯邦通信委員會已經啟動了6G的競賽。”但是,目前5G佈網還沒完成,甚至國際標準都沒有完全制定好。6G還在起步階段,剛剛開始研究,甚至沒有清晰的概念定義,其關鍵技術仍在摸索之中。太赫茲被認為是6G的關鍵技術之一。太赫茲主要用於雷達探測、醫療成像,在無線通信方面的應用也是近年來才開始研究。它的特點是頻率高、通信速率高,理論上能夠達到太字節每秒(TB/S),但實際上哪種應用需要如此高的網速尚無定論。而且太赫茲具有傳輸距離短、易受障礙物干擾等明顯缺點,而只有解決通信距離問題,才能用於現有的移動通信蜂窩網絡。此外,通信頻率越高對硬件設備的要求越高,需要更好的性能和加工工藝。這些技術難題短時間內很難解決。但是,儘管如此,美國已經將6G技術研發提上了日程。

5 結束語

隨著5G技術的加速發展和落地,未來全球技術變革的中心可能會因為5G競賽的結果而發生變化,國家競爭力將越來越取決於技術的應用和創新水平,國家5G無線通信網絡的發展和質量將起到關鍵性作用。中美貿易爭端的本質是未來發展主導權的競爭,以5G、人工智能為代表的科技競爭力將是決定未來國家競爭實力的決定性因素。如果在5G研發、產業化發展和行業應用方面保持快速發展和取得競爭優勢,美國對於5G甚至未來6G技術發展戰略及關鍵舉措值得我們認真研究和思考。

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