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2021年05月09日

国家知识产权局《6G通信技术专利发展状况报告》

作者:本站编辑 发布时间:2021-04-27 来源:C114通信网 浏览次数:

2021年4月25日,国家知识产权局知识产权发展研究中心举办2021年全国知识产权宣传周系列主题活动,召开“6G通信产业知识产权研究成果宣讲发布会”,会上发布了《6G通信技术专利发展状况报告》。报告对6G通信的总体专利状况以及太赫兹、空天海地一体化、确定性网络和基于AI的空口等关键技术的专利发展状况进行解读,从知识产权角度提出了推动6G通信产业高质量发展的措施建议。



中国知识产权报刘姝言摄影

一、6G通信概况

根据移动通信的发展规律,大约每十年会更新一代移动通信系统并且秉承“商用一代,规划一代”的发展原则,当前中国乃至全球6G研发的大幕已经拉开,均在争先抢占战略性的6G技术高地。拥有诺基亚公司的芬兰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。美国也从2018年开始6G研究,前期研究包括对6G芯片的研究,并率先在空天海地一体化通信特别是卫星互联网通信开展研究实践。韩国将6G超高频段无线器件研发列为“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。我国也已经全面启动了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,并召开了多场6G研讨会。通信领域相关的标准组织ITU和3GPP对于6G相关标准的制定也给出了计划时间表。

目前对于6G的探讨研究仍处于愿景架构阶段,希望通过6G使传统通信行业性能大幅提升,与垂直行业深入融合。未来6G将具有“智能”驱动,“快、准、全”的技术特性,相关技术特性也驱动了关键技术的产生,通信性能提升主要从频谱资源、网络架构和空口技术三个方面进行,业界普遍认为在太赫兹技术、空天海地一体化技术、确定性网络技术和基于AI的空口技术等6G关键技术是未来发展重点。

二、6G通信技术专利总体状况

报告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了分析。研究发现:

(一)6G通信技术领域全球专利申请量超过3.8万项,申请快速增长的背后中国贡献率超过三成。

数据显示,当前6G通信技术领域全球专利申请总量为3.8万余项,近二十年全球专利申请量总体呈上升趋势,特别是2011年之后,6G通信技术相关专利年申请量大幅增加,增速明显提高。中国是6G通信技术专利申请的主要来源国,专利申请占比35%(1.3万余项),位居全球首位。从全球各主要国家和地区的申请趋势来看,美国、欧洲、日本的专利申请保持平稳,趋势相对较为平缓,而中国从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,在全球专利申请中贡献率最大。

(二)全球6G通信技术创新国外企业走在前列,我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中,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,国内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。

三、6G通信关键技术专利发展状况

报告进一步针对太赫兹技术、空天海一体化技术、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发展状况进行了分析。

(一)太赫兹技术

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)空天海地一体化技术

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空天海地一体化的全球连接。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。

(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的使用上我国相关机构也已展开研究,并进行了专利布局。

四、对6G通信发展的几点建议

(一)发挥自身优势,加强自主知识产权创造和布局储备

中国在6G通信关键技术的专利申请总量上占优,同时保持逐年增长的趋势,表明我国早已开始进行技术研发和专利布局,应争取利用5G上的技术优势继续抢占先机,继续保持良好研发态势,做好技术储备和专利布局。

(二)关注国外先发优势技术,深挖自身潜在研发实力

在确定性网络等关键技术方面,中国的起步较晚,自主知识产权创造和储备相对较为薄弱。国内创新主体应多关注国外先发优势技术,深挖自身潜力同步加紧技术研发实现突破,同时要充分利用各国知识产权制度和政策,在研发和标准制定的同时制定配套的专利布局策略,加强高价值专利培育。

(三)整合国内产学研优质资源,推动专利成果转化

在当前复杂的国际环境形势下,国内通信产业应立足双循环,加强国内产业链合作,整合优势资源,尝试推动龙头企业、高校和科研院所有效合作,集中我国科研院所、大专院校和企业的科研力量进行资源优化配置和共享,推动关键共性技术创新和专利成果转化应用。

(四)推进知识产权领域国际合作,降低技术依赖度

日本和韩国在6G通信的轨道角动量技术、卫星技术、高空平台通信等关键技术方面具有一定优势,日本的NTT公司、NEC公司、三菱公司、软银公司和韩国的大宇通信公司等企业专利申请均位居前列,具有较强的技术实力。建议可与这些国家和企业开展6G通信产业国际合作,降低欧美技术依赖度。

(五)专利和开源相结合,打造良好的技术生态环境

以确定性网络技术为例,中国技术起步和产业化应用较欧美滞后,目前仍处于产学研并举的状态。开源软件(OSS)更具创造性、质量更好、生产成本更低,开源已经成为现代组织以及越来越多的传统组织构建软件的方式。建议中国企业结合6G通信产业发展的未来核心,选择知识产权保护的形式和内容,在筑牢专利安全的同时积极参与开源发展,构建良好的生态环境。


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