5G竞争已无悬念,6G竞争早已开打,通信专利如何布局?

科技仓 2023-08-16
3177 字丨阅读本文需 8 分钟

2019年,全球性通信技术组织3GPP公布6G标准化时间表,表示将于2023年开启6G技术相关研究,并声称将于2025年开始6G技术标准化进程。2022年8月,英国智库国际战略研究所(IISS)发布《6G战略布局:中美路径》报告,提出6G无线通信成为中美之间战略竞争的关键领域,标准化进程和核心专利布局是赢得竞争的关键。

根据通信产业互联互通的特点,全球通信产业均严格按照标准来运行,拥有通信技术的标准必要专利,将在产业运营中占据优势地位。当前,5G通信标准必要专利分布态势已基本确定,根据移动通信技术“使用一代、建设一代、研发一代”的发展规律,未来3年至5年内将是6G专利布局和标准抢位的关键期。

我国5年前就已布局6G技术

日前举行的新闻发布会上,工业和信息化部总工程师赵志国介绍,将坚持创新引领,推动5G演进和6G技术研发。

工信部加快6G技术研发,有专家解读:这是在抢占未来信息通信技术创新的制高点,全面布局未来6G产业赛道。

赛智产业研究院院长赵刚表示,自2018年起,我国就开始前瞻性研究和布局6G技术研发,目前处于全球第一梯队。我国在6G技术领域的专利数量领先美国,但在6G芯片、卫星通信等研发领域仍有不足。

根据国际电信联盟制定的《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》,6G将在覆盖范围、网络性能、智能化方面进一步增强。

从网络覆盖范围看,在6G愿景下将构建跨地域、跨空域、跨海域的一体化网络,实现真正意义上的全球无缝覆盖。从网络性能指标看,6G在速率、时延、可靠性、能效等方面都会有大提升。

当前,我国5G技术在全球已处于领先水平。工信部数据显示,截至6月底,我国5G基站累计达293.7万个,覆盖所有地级市城区、县城城区。5G移动电话用户达6.76亿户,5G流量占比达42.9%。5G已经成为新型基础设施的重要组成部分,融入我国60个国民经济大类。

6G通信技术专利比拼

6G通信技术主要涵盖4大层面(空口技术、网络架构技术、绿色节能技术、无线人工智能技术)共19项底层技术分支。为准确把握6G通信技术研发布局,对相关技术专利申请情况进行了统计分析,数据显示:截至目前,全球6G通信技术相关专利申请达7万余件,其中,中国专利申请约2.8万件、占比39.8%,美国专利申请约1.7万余件、占比24.7%,其次是韩国(8989件,占比13%)、日本(8016件,占比11%)、欧洲(6670件,占比9%)。

一、在空口技术层面,还需在“超大规模MIMO”“全双工”“正交时频空OTFS波形”等技术分支上加强专利布局。

“空口技术”是指移动通信系统中,在移动设备和基站之间建立通信,确保不同厂商生产的设备可以相互通信,主要包括大规模及超大规模MIMO(7995件)、全双工(1993件)、可重构智能表面(1003件)、正交时频空调制OTFS(119件)等技术分支。全球专利申请约5.3万件,美国高通(3557件)、韩国LG电子(2993件)、华为(2848件)申请量排名前列。

我国在大规模及超大规模MIMO技术、可重构智能表面等技术分支上具备一定的优势,专利申请量均居全球首位,但超大规模MIMO的专利申请主要集中在波束管理、信道建模以及新材料应用等方向上,缺乏新型应用场景的专利布局。在全双工技术分支上,华为在5G研发时代,就已将其列为重点研发技术,但未进入5G技术标准,因此放缓了该技术分支的研发。但高通等欧美企业将其列为6G通信的热门候选技术,子带全双工、干扰抑制和混合双工技术的全球专利申请量自2019年起快速增长,有望成为5G Advanced和6G重要备选技术,与高通等美国企业子带全双工方向88.2%的申请量占比相比较,我国在相关领域专利储备薄弱。在正交时频空调制OTFS技术分支上,我国高校在OTFS技术领域具备一定的研发能力,但由于无法绕开基础专利,专利风险较大。

二、在绿色节能技术层面,还需加强“唤醒接收机”“终端辅助节能”专利布局。

新一代移动通信采用了中高频段,基站密度变大,到2026年,5G基站耗电量更将上升至全社会用电量的2.1%。绿色节能技术是新一代移动通信降低成本的关键核心技术,主要技术分支包括低功耗唤醒(1831件)、RedCap(1620件)、网络节能(1307件)、零功耗终端(835件)等技术分支。全球专利申请约5400余件,美国高通(639件)、华为(508件)申请量排名前列。

低功耗唤醒技术、RedCap技术和零功耗终端技术作为通信系统终端侧节能技术的典型代表,是行业关注的焦点。在低功耗唤醒技术分支上,低功耗唤醒接收机上的专利申请数量略显不足,唤醒接收机领域的国内申请人主要为高校、科研院所。在零功耗终端节能技术分支上,基础技术和标准仍由国外定义,需研发优势关键技术。在RedCap技术分支上,中美两国的申请形成明显竞争关系,但中国企业在除中国和世界知识产权组织以外的国家和地区的专利布局不足。在网络节能技术分支上,我国专利申请量占绝对优势,专利布局侧重时域、频域、空域和功率域技术,终端辅助节能技术专利布局较少。

三、在无线人工智能技术层面,当前欧美韩企业尚未形成强势专利布局。

无线人工智能是实现6G“数字孪生、智慧泛在”的关键,主要的技术分支包括基于AI的定位技术(8219件)、基于AI的CSI信道状态信息反馈(883件)、基于AI的波束管理技术(660件)。全球专利申请约9600余件,美国的高通(303件)、美国AT&T(257件)、华为(255件)、美国IBM(207件)、韩国三星(190件)排名前列。

当前将人工智能技术应用至移动通信领域,还处于技术研发前期,高通、爱立信等企业依据其在传统通信领域的优势,AT&T、IBM、韩国LG等企业借助其在传感器、车载网和工业定位等方面的技术积累,积极开展了专利布局。但目前,人工智能技术强势企业的技术方案还未深度介入无线通信领域,因此对于通信企业,仍然存在发展人工智能技术应用无线通信领域的良好机遇。在人工智能技术尚未与无线通信领域充分融合的当下,我国申请人面对的机遇大于挑战,应充分利用自身在无线通信领域上的技术优势,加强研发投入,提前专利布局,以便在未来6G网络全面智能化到来时,取得先发优势。

全球首颗6G通信试验卫星成功升空

通过在3G网络时代奋起直追的中国互联网产业,到了日后的5G时代里就已经完成了弯道超车,走在了互联网发展的前列。

有了发展5G网络的经验,中国不少互联网企业提前在6G网络技术上进行布局,这让中国在6G网络上的尝试必然要有所提前了,于是在发射首颗6G通讯卫星后,中国也正式宣布开始进入到6G网络时代了。

6G网络相比于5G网络可谓是有了一个质的飞跃,这也让它能够更多地被运用到工业生产上,不再像过去的网络通讯技术,只能单纯地运用于民用娱乐以及日常通讯中,这也让中国制造业升级有了曙光。

发射这颗6G网络卫星,在民用领域,主要面向的还是基础的工业生产,当今智能化的工业产业链,需要的还是大数据技术的支撑,尽管中国在大数据处理这项技术上已经走在了世界前列,可想要将它真正地运用到了基础工业领域,还是需要一定的技术基础才行。

传统的5G通讯技术,在数据传输上还是有所欠缺,不足以支撑中国目前的制造业生产规模,于是网络通讯升级就迫在眉睫了。

当然在发射了这颗6G通讯卫星后,中国在大数据处理的能力上将有所增强,对于当前迫切需要升级的制造业来说,可以说是一件十分利好的事,这让中国在发射了这颗6G通讯卫星后,制造业日后的全面升级就成了可以预见的事了。

有了首颗6G通讯卫星的发射成功,在未来必定会发射更多的6G通讯卫星,这让中国在通讯卫星上构建了一个相对完善的军事情报共享体系。

与低轨道卫星的意义一样,6G通讯卫星凭借其优秀的加密和高速传输的能力,让它成为了军事情报体系中的重要一环,于是完善了6G通讯卫星系统,就在未来的战争指挥上快人一步。

当然它还能够实现与低轨道卫星形成高低搭配,将低轨道卫星发现的敌方情报通过精准而高速的传达,向前线指挥所下达作战命令,这一点对于现代化战争来说,又是一个不小的革新,于是通过这一点来看中国在完善低轨道卫星建设的同时,如果配合上当前已经领先的6G通讯卫星,那么面对目前的战略环境来说,将无惧任何风雨,可谓是意义深远。

作为世界上首个成功发射6G通讯卫星的国家,中国一方面展示了在6G网络通讯技术上的研制成果,另一方面则是展现了在航天技术上的殷实,这让6G通讯技术将在不久的未来影响到居民生活的方方面面。

同时在中国的军事发展上也是影响深远,不仅能够完善当前中国的军事情报体系,还能够实现在军事指挥上快人一步,对于当前中国所要面对的战略环境,将会是有质的改变,可以说无论在民用还是军用的通讯上都是一个里程碑式的意义。

近日,世界上第一颗6 G通讯测试卫星在太原发射场顺利升空,这一喜讯让人们对6 G通讯技术产生了浓厚的兴趣,并对6 G通讯技术产生了浓厚的兴趣。

文章来源: 快科技,科学知识点,通信产业报

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