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B5G與6G發展進程及技術趨勢

書號:HP2315

出版單位:資策會MIC

出版類型:平面出版品

出版日期:2023/12/20

頁數:230

ISBN:9789575819248

定價:NT$18000

摘要

      隨著5G通訊技術標準逐漸成熟,以及其各項應用逐漸普及之後,各國營運商也紛紛前瞻性的投入下世代B5G6G之通訊產業研究,全球行動通訊標準組織3GPP3rd Generation Partnership Project)預期將於2025年進入技術規範討論議程。而當國際通訊組織仍然處於討論5G需求的初期階段,日韓業者已經陸續於白皮書中提及B5G6G時代的前瞻應用構想。例如日本KDDI提出Beyond 5G的七項關鍵特性及六項關鍵需求,日本Docomo則以5G Evolution過度至6G的思維,提出6G時代的四大新技術發展,韓國Samsung則預測6G通訊的需求將著重於性能、架構及安全性。或許這些概念性構想,已經為下世代通訊場景與技術需求,勾勒初期的發展輪廓。
      國際電信聯盟(International Telecommunications Union, ITU)於2023年六月完成《6G願景》報告書,正式揭開6G發展新帷幕。2023年將是攸關6G邁向標準化作業的里程碑,並且將可望成為6G正式進入商用階段的時間點。其擘劃出的6G應用生活場景,形塑出融合「數位虛擬、人類生理、物理實體」的世界樣貌,著實為6G世代帶來許多科技應用想像空間。由北美電信組織(ATIS)召集北美電信營運商與ICT大廠所組成的6G通訊技術聯盟NextG Alliance,其關鍵戰略目標是要在B5G/6G發展過程中,確保聯盟成員可以在塑造下一代無線通訊技術研發與標準化、網路架構、系統設備及最終部署等領域,重新取得全球領導地位。
國際主要國家及區域的6G推動組織,2023年也紛紛致力於展開6G的先期研究,並提出實現6G願景及應用案例的關鍵潛力技術項目。同時各組織所提出的6G技術項目,也透過ITU-R的機制,提交至6G願景小組彙整、歸納與研析,不但將成為ITU-R所關注的6G未來技術趨勢,未來也可能會成為3GPP標準制定標的。歐洲網路與通信會議 (EuCNC)於瑞典哥德堡(Gothenburg)舉辦 6G高峰會,探討當前國際對6G技術應用之未來展望與期許,鏈結國際產學研,共同倡導下世代行動通訊6G標準的全球對話與協作。
      20225Samsung召開首屆Samsung 6G Summit會議,邀集國際產研專家,除分享各自的6G研究進程、討論6G發展前景之機會與挑戰,同時也發表「6G頻譜:全頻段超前部署」白皮書,Samsung以系統設備與終端大廠之姿,極力展現於6G萌芽初期所持續累積的研發實力,掌握6G技術發展先機,企圖將關鍵技術推動邁向標準化的野心。20232月下旬,南韓政府宣布K-Network 2030戰略計畫,再度投入約4.8億美元的資金,開展6G通訊研發工程,為南韓6G商用環境與產業發展奠定更強固的根基。
      行動通訊技術由「類比語音」(1G)進化為「數位語音與簡訊」(2G),再持續發展為「數據服務」(3G)、提供大量的「寬頻數據服務」需求(4G)及「高速率、高可靠、大連結」(5G)。多數研究機構預測,未來的6G將會透過大量的感測AI服務,來達成數位與現實環境的完美融合,其中無線傳輸速度將可望達到1 Tbps的水準,約為5G速度的100倍。觀察行動通訊技術的演進,與波長形成正相關,在追求更快速傳輸速度的需求驅動下,頻率更高的光無線通訊技術,將可能引領成為未來行動通訊技術的發展歷程。
      國際標準組織與國際大廠紛紛計畫推動B5G/6G2030年商轉,學界及研究單位逐步探討B5G/6G技術規格與架構發展,其中以6G太赫茲技術(Terahertz, THz)被認為是最重要的技術之一,因為THz的頻率在0.1~10THz間,可以有效的大幅提高傳輸速率。此外,可重構智能表面(RIS)也是先期研究所關注的重要技術項目,具備本體成本較低,易於控制無線訊號反射,以實現無線傳輸環境重新配置的特性,可望促進無線網路靈活部署與頻譜及能源利用效率,已被各界視為無人機通訊、車聯網通訊、高精度定位與安全通訊等未來新興應用發展之關鍵技術,更被標準組織納入標準化標的技術之一。
      國際電信聯盟無線電通訊部門(International Telecommunication Union Radio communication Sector, ITU-R)計畫在2023年底提出6G願景,作為第三代合作夥伴計劃(3rd Generation Partnership Project, 3GPP)之6G技術標準化工作基礎。由於人們對於行動通訊應用環境的期望需求愈來愈寬廣,因此行動通訊系統發展也愈趨複雜,隨著智慧化及自動化的需求遞增,人工智慧將形成優化行動通訊效率的不可或缺要件。
      展望未來,6G發展要經歷快速萌芽階段。下一代行動網路聯盟(Next Generation Mobile Networks Alliance, NGMN),集結80多個來自行動通訊產業和研究領域的合作夥伴,共同開展以高度市場導向為主的6G發展進程,擘劃20306G時代之6G可能應用情境,讓6G發展動態更見端倪,NGMN聯盟已出版的6G前瞻文件案例及觀點,值得密切關注留意。同時,ITU-R20236月發布的「6G願景建議書」,藉由明確的場景應用案例及基於永續與能效所定義的新性能指標,為下世代通訊產業,構築面向節能永續供應鏈的方向,提出更聚焦的「永續6G」技術開發及系統設計觀點,具體指出發展6G必須考慮如何為環境帶來正向影響,促進全球社會經濟與產業整體環境發展的永續性,「以6G推動永續」(6G for sustainability)的思維,實現「環境永續」成為刺激6G發展的關鍵驅動力。


  • 第一章 B5G/6G發展概況
    一、 國際標準組織ITU擘劃6G雛形
    二、 B5G/6G應用發展與技術路線觀察

    第二章 主要國家技術發展與新興應用
    一、 發展趨勢
    二、 新興應用與電信設備大廠布局
    三、 6G標準發展之路

    第三章 6G通訊技術發展概況
    一、 光無線通訊技術發展觀察
    二、 通訊晶片之6G太赫茲技術發展分析
    三、 前瞻關鍵技術發展:可重構智能表面(RIS)
    四、 6G原生AI關鍵技術

    第四章 未來願景
    一、 NGMN看未來6G願景與使用案例
    二、 推動環境永續6G發展之關鍵

    附錄
    一、 英文名詞縮寫對照表
    二、 中英文名詞對照表

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