全球6G通信四大关键技术专利布局

电子万花筒 2021-09-22 20:00

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中国国家知识产权局知识产权发展研究中心，于2021年4月25日发布了《6G通信技术专利发展状况报告》。对6G通信的总体专利分析，从太赫兹、陆海空天一体化、确定性网络和基于AI的空口等四大关键技术专利，进行解读。

6G通信概况

根据移动通信发展，大约每十年进行新一代移动通信系统迭代演进，并且以“商用一代、规划一代”的发展原则，目前全球已进入6G研发阶段，争抢占6G战略性制高点。

芬兰诺基亚公司率先发布了全球首份6G白皮书《面向6G泛在无线智能的驱动与主要研究挑战》，对于6G愿景和技术应用进行了系统性展望。
美国从2018年开始6G研究，前期研究包括对6G芯片的研究，并率先在太空及海下一体化通信，特别是卫星网络联网通信研究。
韩国将6G超高频段无线感测器研发列为首要课题。
日本则在6G关键性的太赫兹技术方面已经具有一定优势。
中国已经全面启动6G研发，科技部于2019年11月启动了由37家产学研机构参与的6G技术研发IMT-2030推进组，并参与通信相关标准组织ITU和3GPP对于6G相关标准的制订及计划时间表。

6G通信技术专利总体状况

从全球和中国两个层面对6G通信技术领域的专利总体状况，进行分析并发现：

（一）6G通信技术领域全球专利申请量超过3.8万项，其中，中国贡献率超过三成。

统计近二十年全球6G通信技术领域专利申请总量为3.8万余项，特别在2011年之后，6G通信技术相关专利年申请量大幅增加。其中，中国专利申请占比35%（1.3万余项）位居全球首位，尤其从2009年之后，专利申请量开始迅速增加，明显超过美国、欧洲、日本和韩国等国家和地区。而美国、欧洲、日本的专利申请保持平稳。

（二）全球6G通信技术创新国外企业走在前列，中国以高校和科研机构作为6G创新的主要力量。

全球专利申请量排名前十位的申请人来看，日本、美国和韩国均有3家，依次是日本NEC公司、韩国大宇通信公司、日本三菱电子公司、韩国电信研究院、韩国三星电子、美国修斯网络系统公司、日本NTT公司、美国高通公司和美国卫讯公司，中国电子科技大学位列全球专利申请第八位。从中国专利申请来看，中国高校和科研机构占据6G通信技术专利申请的前十位，高校和科研机构引领6G通信技术的基础研发，是6G通信技术创新的主要力量。

	全球专利数	中国专利数	中国占比
全球6G通信技术总体	3.8萬	1.3萬	35%
太赫兹技术	7737	3118	40%
卫星通信技术	25509	7908	31%
确定性网络技术	1034	232	23%
基于AI的空口技术	566	425	75%

6G通信关键技术专利发展状况

针对太赫兹技术、陆海空天一体化技术、确定性网络技术、基于AI的空口技术等6G通信的四大关键技术专利进行了分析。

（一）太赫兹技术 (THz)

涉及太赫兹技术的全球专利申请总量为7737项，总体呈现增长趋势。来自中国的太赫兹技术专利申请最多（3118项，约合3634件），占全球专利申请总量的40%，美国以1585项位居第二。中国专利申请中以国内申请为主体，申请量为3088件，占比近85%，远超国外来华申请量（546件）。全球排名前十位的申请人中，中国申请人占据6家，均为高校和科研机构，其中电子科技大学和中国计量大学位列前两位。

（二）陆海空天一体化技术

6G通信的重要发展方向，是建构地面通信网络、卫星通信网络及深海远洋网络融合的实现陆海空天一体化的全球连接。其中，卫星通信技术领域的全球专利申请总量为25509项，来自中国的专利申请量最多，达到9159件，占比31%。但是全球前十位申请人中仅有1家中国企业，美日韩三国企业类型的申请人位列前茅，其中日本NEC公司、韩国大宇通信公司、日本三菱电子公司排名前三。同样，在卫星通信技术领域，中国专利申请超过86%的为国内申请，主要来自北京、广东和江苏等省市。

（三）确定性网络技术

高可靠、低时延的确定性网络技术将在6G时代成熟并广泛应用。确定性网络领域全球专利申请总量为1034项，美国在确定性网络技术方面优势明显，专利申请量最多（573项），占全球专利申请总量的55%。而中国的确定性网络技术专利申请仅为232项（约合387件），占全球专利申请总量的23%。全球专利申请人中，企业申请人占据主导地位，美国的思科和通用电气位居前列。确定性网络技术的发展重点包括时间敏感型网络技术（TSN）和大规模确定性网络架构技术（DIP）。在时间敏感性网络技术方面，专利申请人排名前三位是美国思科公司、德国西门子公司和美国英特尔公司。在大规模确定性网络架构技术方面，美国思科公司、美国通用电气公司、诺基亚、爱立信等公司申请量排名前列。

[注解] 何为「确定性网络」? 简单来说，就是主要针对工业、能源、车联网等对网络低时延、可靠性和稳定性要求极高的垂直行业，按照业务级别构建的一个有差异化服务的确定性网络，这与C端用户使用的网络环境有一定差异。至于，如何甄别「确定性」？依照华为说法：「具备20ms确定性时延且抖动不高于600us，这样不早不迟的确定性指标能力，就称这种网络服务能力具备确定性网络。」

（四）基于AI的空口技术

在通信物理层通过无线传输与AI深度学习相结合是6G的未来趋势。当前全球专利申请总量为566项，来自中国的专利申请最多，占比达到75%，并且近五年来中国专利申请量持续保持增长，年申请量一直保持在全球第一。中国申请人仍以高校和科研院所为主，其中，东南大学、中国电子科技大学、南京邮电大学排列前三位。基于未来6G网络的空口技术与AI的结合发展，实现在所有层上对参数的进行快速且细粒度的优化，在自适应波形、编解码以及多址技术等AI的使用上中国相关机构也已展开研究并进行了专利布局。

参考资料：

1、《6G通信技术专利发展状况报告》详细解读：一文知晓全球6G发展现状。新浪科技

2、https://iknow.stpi.narl.org.tw/Post/Read.aspx?PostID=17752&fbclid=IwAR3ZA9r6bp6cpnmdfpZy5iu2nFyPVQ0-kIYSggSx_ojo8nhynbqhaJgg6rU%E2%80%8B