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2025年6月3日，美国国家科学基金会（NSF）宣布了一项新的资助项目，旨在支持改进下一代无线通信系统（NextG）的研究和技术开发。美国国家科学基金会“垂直赋能智能网络系统”（以下简称NSF VINES）项目通过与产业界、其他政府机构以及国际伙伴的合作，将投资高达1亿美元，用于加速下一代（NextG）先进智能网络系统（涵盖用户—边缘—核心—云端）的性能和功能。
Ø 意识到先进电信作为关键技术领域的重要性
该项目认识到先进电信作为关键技术领域的重要性，旨在提升美国在先进电信技术方面的竞争力，确立其在下一代无线通信及潜在新兴垂直产业中的全球领导地位，同时满足这些技术领域对熟练劳动力和专业知识的需求。VINES计划增加对基础技术创新及其转化的投资，同时利用国际生态系统合作伙伴推动开放和可信网络的原则，资助超越传统学科或地理界限的协作研究，以实现项目目标。
美国国家科学基金会代理主任布莱恩·斯通表示：“NSF VINES将提升美国在先进电信技术领域的竞争力，包括NextG无线通信技术和新兴的NextG垂直潜在行业，并帮助美国劳动力为现在和未来的工作岗位做好准备。”
美国白宫科技政策办公室副主任林恩·帕克博士表示：“美国国家科学基金会与业界和其他政府机构合作的这项重要投资将有助于加强美国的领导地位，并确保美国人民在自动驾驶汽车、先进制造业、能源基础设施等领域获益。”
Ø 强调跨地区跨领域的合作
NSF认为，下一代网络生态系统是全球性的。因此，增强与国际机构合作，以推进研究并加速技术转化，至关重要。NSF VINES与多个主要行业组织和美国联邦机构合作，包括爱立信、英特尔、高通、美国国土安全部、美国国防部研究与工程副部长办公室、美国商务部国家标准与技术研究所，以及来自芬兰、印度、日本和瑞典的国际合作伙伴（表1）。
与国际组织的合作还将带来互补的专业知识和资源，从而加速该项目在全球标准制定和互操作性发展方面的影响。这些合作将确保解决方案能够满足全球市场和经济需求。
此外，NSF VINES项目还将支持利用其他新兴技术推进下一代电信网络的研究和技术开发。例如，人工智能、机器学习和量子通信将深度嵌入下一代网络，从而有可能彻底改变其设计、管理和使用方式。
表1 NSF VINES项目的国际合作伙伴（截至2025年6月）
国别 | 机构 |
芬兰 | 芬兰研究理事会（RCF） |
芬兰国家商务促进局（BF） | |
印度 | 印度政府电子和信息技术部（MeitY） |
日本 | 日本科学技术振兴机构（JST） |
日本国家信息通信技术研究所 (NICT) | |
瑞典 | 瑞典研究理事会（SRC） |
资料来源：美国国家科学基金会(NSF)
上海科学技术情报研究所翻译并整理
Ø 投资于应用驱动和垂直行业驱动的两种发展路径
NSF VINES将投资于以应用为导向的基础研究（路径一）以及支持垂直应用的技术创新，包括高技术成熟度解决方案的试点、原型开发和演示（路径二）。通过与行业和国际伙伴的合作，该项目将确保美国主导的技术进步能够推动下一代全球电信网络以及新兴“垂直产业”的发展，例如联网自动驾驶汽车、先进制造、精准农业、灾害响应、远程医疗、关键基础设施和智能电网等。NSF将资助跨多个领域的研究团队，以实现项目目标。
NSF VINES提供两种发展路径：
路径一（应用驱动的基础研究）将投资于以应用驱动的基础研究为重点的活动，旨在开发新颖的网络技术和解决方案；NSF在其项目征集手册中指出了两大类“A组—高级网络功能”和“B组—使能技术”研究需求与具体方向（表2）。
表2 NSF VINES项目“路径一”的具体研究方向
分类 | 细分领域 | 研究需求与具体方向 |
A组：高级网络功能 | A1：赋能新兴垂直行业 | NextG网络语境中的“新兴垂直行业”是指利用先进网络技术来转型其性能、易用性、服务或运营模式的应用领域或行业。这些垂直行业可以是迄今为止尚未严重依赖通信网络，但正在越来越多地整合5G/6G、边缘计算、物联网（包括环境物联网）和人工智能等下一代网络功能以创新和增强其服务的行业或行业。例如，医疗保健、交通运输、智慧城市、智能电网、娱乐、教育和农业等行业。 |
A2：能源效率 | 本研究方向专注于创新的系统级解决方案，以应对这一挑战，从而对下一代网络的总能耗管理产生重大影响。人工智能的引入，以及下一代网络中预期采用的人工智能原生设计，应该以考虑总体能耗的方式进行，以避免能耗足迹大幅增加的风险。 | |
A3：可访问性 | 本领域鼓励提交具有创新性的系统级方案，以提升下一代网络（NextG）的可及性；鼓励探讨技术创新解决方案如何在影响可及性的其他更广泛视角（例如监管改革、政策支持和经济投资）中定位。 | |
A4：韧性 | 要在大规模异构环境（如下一代网络）中实现韧性，同时保持性能和安全性，需要在算法和架构方面进行创新。实现不同网络组件和技术之间的无缝协作对于韧性系统至关重要。 | |
A5：融合 | 网络融合涉及将多种网络类型（例如固定、移动、无线、陆地和非陆地）集成到一个统一的架构中，该架构提供无缝连接、增强的性能和高效的资源管理，同时支持多样化的应用需求。一些有潜力实现这一目标的创新包括软件定义可编程网络、将硬件与网络功能分离的网络功能虚拟化，以及5G和超蜂窝系统的网络切片。 | |
A6：可管理性和控制 | 随着所支持功能和服务的扩展和多样性，下一代网络系统的管理和控制挑战日益严峻。将管理和控制与网络元素分离已成为一种颇具前景的解决方案架构，能够实现灵活性和可扩展性。 | |
A7：探索能力 | 除了上述功能需求建议之外，提案人可以自由提出其他需要创新才能在未来网络中实现的新兴网络功能。 | |
B组：使能技术 | B1：AI原生设计 | 人工智能原生下一代网络(AI-native NextG)是指将人工智能/机器学习(AI)作为其不可或缺的组成部分而非附加组件而设计的下一代网络。本研究方向旨在克服应用人工智能推进下一代网络（NextG）的一些根本挑战：网络学习的架构设计选择；学习功能的设计和布局以及与代表性数据可用性之间的相互作用；新的方法来评估人工智能系统的鲁棒性。 |
B2：频谱共享-原生设计 | 本研究方向鼓励创新研究，以推进原生共享网络的发展。原生共享网络是指旨在在共享频段良好运行的通信网络。主要关注原生共享网络能够在以下一种或两种情况下高效运行且不会造成有害干扰的下一代通信网络：(a)与未采用4G/5G/NextG标准的其他用户通信网络在同一频段运行；以及(b)与使用高灵敏度接收器的非通信服务在同一频段或紧邻频段运行。 | |
B3：集成传感与通信 （ISAC） | 本研究方向重点关注下一代(NextG)网络中感知与通信设计与集成方面的创新，旨在打造更具自适应性和情境感知能力的下一代网络，以满足自动驾驶、智慧城市和沉浸式体验等应用领域的新兴需求。 | |
B4：安全和隐私 | 本研究方向旨在寻求创新，以显著提升下一代网络（NextG）的安全性和隐私性。在高度动态的环境中（例如使用动态频谱共享的网络），要防范威胁，需要先进的技术、高质量的射频滤波器和/或自适应频谱共享算法，这些算法能够学习在频谱共享规则内有效运行。研究和开发用于量子弹性安全NextG网络的后量子密码学，对于保护NextG系统免受量子攻击至关重要。 | |
B5：探索使能技术/范式 | 除了上述四个候选项目之外，提案者可以自由研究其他新兴技术，例如量子通信和传感，有可能为下一代网络和联网系统提供先进功能或特性的技术。 |
资料来源：美国国家科学基金会(NSF)
上海科学技术情报研究所翻译并整理
路径二（垂直行业驱动的技术开发、演示和转化）将投资于专注技术开发、成熟、演示、集成和转化的解决方案活动，这些活动具有较高技术成熟度水平(TRL)，目标是产出可被广泛采用的技术。NSF VINES提案征集要求“必须确定一项具有在下一代移动电信网络（包括6G蜂窝和WiFi）中转化和应用潜力的新兴网络技术，并确定一个垂直行业/应用，该行业/应用对于该网络技术所支持的性能/功能至关重要”（表3）。
此外，NSF VINES鼓励“路径二”团队利用现有的美国国家试验平台，例如NSF先进无线研究平台(PAWR)、由其他联邦机构资助的试验平台（例如，DOD、NTIA，特别是最近资助的Open RAN测试和评估(T&E)中心）、NIST等）或与美国移动网络运营商(MNO)和/或云服务提供商(CSP)合作。
根据项目提案征集手册，“路径二”需要具体致力于：
——将先进电信技术和下一代无线垂直领域应用团队聚集在一起，开发下一代网络解决方案，提供新兴垂直行业所需的性能；
——支持垂直行业驱动的技术开发、演示和/或转化，这将塑造未来几代先进的无线和智能网络系统；
——鼓励学术界和产业界的合作，以促进新型NextG技术的有效开发、成熟和演示；
——加速从应用驱动的基础研究中获得的新兴技术向概念验证（包括原型开发和测试）、产品/解决方案开发、市场创造以及最终实现预期的社会和经济影响的流动；
——通过与行业、学术界和国际伙伴建立合作伙伴关系，在NextG无线电信领域确立全球技术领导地位；
——通过与行业、学术界和国际伙伴建立合作伙伴关系，引领新兴的NextG无线垂直行业；
——培养下一代通信和新兴无线垂直技术领域的未来技术专家和企业家；
——重点关注相对成熟但在应用方面仍属新兴的技术（当前TRL级别至少为3），这些技术有潜力在NextG网络中转化和应用；
——促进美国和国际合作，加快向开放、全球、可互操作、多功能、可靠、有弹性和安全的网络迈进的创新速度。
表3 NSF VINES项目“路径二”的技术和团队要求
分类 | 具体要求 |
A 团队要求和组成 | 项目必须满足以下要求：1）一种新兴的、可转换/应用的NextG网络技术，适用于端到端系统的任何部分。示例包括但不限于RAN、核心网、传输网、云或边缘技术；2）通过已确定的网络技术进步提供的性能或功能对于无线垂直行业的成功至关重要；3）在已确定的垂直应用范围内，提案网络技术的成熟、实施和集成；4）大规模演示集成系统，在端到端网络中实现所选垂直领域（测试平台/平台或与MNO/CSP合作）。 |
团队需要具备以下能力：1）确定主要的网络技术专业知识；2）选定的垂直应用专业知识；3）集成的端到端系统/网络专业知识。 | |
B 国际合作团队 | 虽然并非强制要求，但“路径二”团队可以包括美国与其中一个参与国之间的双边合作。每个国家参与此类团队的实体数量不受限制。但是，在包含国际合作的提案中，来自同一国家的实体不能同时主要负责网络技术和垂直领域。 |
C 关注的新兴技术 | 作为候选的主要NextG网络技术包括：集成传感和通信（ISAC）；移动/多接入边缘计算（MEC）；开放一体化网络（基于开放标准和接口的天空地一体化）；语义通信和网络（SC）；先进的频谱技术，例如动态频谱共享(DSS)、更高频率操作、多频段、多模式无线电(MBMMR)以及低功耗和频谱捷变无线电；适用于各种网络环境的高性能数据传输（例如光纤、WDM）、传输层和自动化技术，包括软件定义的广域网(SD-WAN)以及数据中心和云网络；可重构智能表面（RIS）。 |
一些潜在的垂直应用可能包括：智能制造、工业物联网（IIoT）；沉浸式应用、AR/VR/MR/XR；智能/精准农业；联网自动驾驶汽车、智能交通；远程医疗保健、远程手术；先进空中机动、无人机网络；智能电网；娱乐业、游戏业；灾难响应；教育、培训。 |
资料来源：美国国家科学基金会(NSF)
上海科学技术情报研究所翻译并整理
Ø 预计资助项目数量及资金分配情况
预计资助项目总数为28至40。
“路径一”预计约有20至30个项目资助名额，每个项目最高资助金额为150万美元，期限最长为3年，具体取决于资金的可用性和收到的提案质量。对于国际合作提案，美国团队的预算则最高为75万美元，预计国际合作机构将为国际团队提供匹配资金，以支持与项目范围相称的互补合作。
“路径二”预计约有8至10个项目资助名额，每个项目最高资助金额为600万美元，期限最长为3年，具体取决于资金的可用性和收到的提案质量。对于国际合作提案，美国团队的预算可在2百万至4百万美元之间，国际合作机构将为国际团队提供资金，以支持与项目范围相称的互补合作。
目前，NSF VINES项目仍处于提案征集阶段，“路径一”的截止日期为2025年8月25日；“路径二”的截止日期为2025年9月25日。后续的项目进展和成果阶段值得继续追踪了解。
参考文献：
[1]NSF announces new NextG wireless funding opportunity[EB/OL].（2025-06-03）[2025-06-06]. https://www.nsf.gov/news/nsf-announces-new-nextg-wireless-funding-opportunity.
[2]Verticals-enabling Intelligent Network Systems(VINES)[EB/OL].（2025-06-03）[2025-06-06]. https://www.nsf.gov/funding/opportunities/vines-verticals-enabling-intelligent-network-systems.
[3]NSF 25-539: Verticals-enabling Intelligent Network Systems (VINES)[EB/OL].（2025-05-19）[2025-06-06]. https://www.nsf.gov/funding/opportunities/vines-verticals-enabling-intelligent-network-systems/nsf25-539/solicitation.
