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隨著5G的商業部署逐漸推進，以移動鏈路傳輸4K、高清視頻得到了廣泛的應用。特別是以5G背包為代表的視頻回傳技術已經成為了視頻制作和5G移動通信結合的典型案例。被廣泛應用到了移動直播報道、外場制作、遠程制作和各種專業級直播等領域。5G毫米波可以提供吉比特每秒的上行帶寬，可以預期將會在回傳鏈路提升4K視頻畫質，并解鎖8K超高清回傳、遠端制作等先進用例。

本白皮書首先分析超高清8K視頻業務需求的增長潛能，然后基于毫米波網絡提出8K視頻應用端到端使能方案，并基于當前的4K超高清視頻應用給出傳輸案例的預期。為促進以8K視頻應用為主的超高清直播應用、遠端制作、VR/AR應用為行業提供更多經濟、娛樂價值，需要從以下幾個方面進一步推動。

部署應用方面：現有通過光纖進行8K視頻直播、轉播應用較為成熟，在國內外大型賽事、晚會、演唱會等平臺均有部署。但由于位置較為固定，8K視頻制作通常是固定機位。預期未來需要立足5G及5G毫米波技術，借助科技創新環境，積極探索8K創新技術和方案，爭取實現8K制作“剪辮子”，穩步推進成熟、便捷的8K視頻端到端方案的應用及部署。

網絡方面：在本白皮書8K視頻典型傳輸案例中，DSUUU幀結構配置的5G毫米波網絡支持最大200MHz單帶寬能力，通過多個載波聚合可以實現超大帶寬傳輸。下一步首選應考慮推動上行速率的進一步提升，可以通過傳輸較低壓縮比的視頻改善視頻顯示效果。同時，預期8K視頻的大規模應用將對運營商的核心網、傳輸網、無線網帶來容量沖擊。需進一步提高網絡容量，降低網絡端到端時延、抖動。考慮8K視頻應用的專網為主場景部署，還需結合標準進展，推動毫米波和低頻協同部署研發與試驗。

技術方面：需推動DDDSU/DSUUU幀結構的靈活轉化與技術成熟度；需提高ULMIMO技術的成熟度與應用；需提高CPE終端、手機終端、攝像機、VR/AR等8K視頻應用重點的移動性能力增強，同時需開發高功率終端（HPUE）。

標準協議方面：現有8K視頻端到端應用方案采用的是H.265和AVS3的深壓縮編解碼協議，具有編碼時延較大的問題。下一步可進一步推動淺壓縮協議的應用，降低“屏到屏”的時延，推動5G在超高清視頻制作域的應用。8K超高清視頻產業發展目前仍主要處于產品早期研發以及小規模試用階段，尚未有明確的規模化商業需求產生。近兩年的8K應用示范以展示型案例為主，8K超高清全面落地仍然需要時間。

8K超高清應用存在內容制作成本居高不下，家庭級8K終端數量少，且下游變現渠道窄的問題。這進一步導致了制作方和傳播方的投入積極性都較弱的局面。從產業鏈各方的基本共識來看，基于大型事件型短路徑直播帶來的商業機會將成為早期階段的主流，如8K影院直播、8K體育直播、8K綜藝直播等，另外2022年北京冬奧會和杭州亞運會也將進一步加速8K超高清視頻應用落地。不過，總的來說，各方仍需要在短期內產業鏈各環節成本相對較高的基礎上，探索相對可靠的商業模式和盈利閉環。

根據研究視聽產業發展歷程可以推斷，4K、8K兩種超高清視頻模式在相當長一段時間內，不會是相互取代的簡單迭代關系，而是各有所長、在5G時代并存，并將逐漸在各自的領域衍生出豐富的應用場景。但是相比之下，8K在大尺寸屏幕觀看、對臨場感和沉浸感要求更高、對追求極致視聽感受以及尋求更精密影像數據等方面，有無可比擬的優勢。此外，目前VR內容制作相對成熟，VR的應用場景，包括：VR游戲、VR購物、VR教育、VR社交、VR直播、VR旅游、VR醫療、VR工程、VR房產等；可以預見，基于8KVR內容會率先形成規模商用，而前期VR的終端呈現則通過FOV等方式展示4K或1080P內容，待8K內容拍攝及終端呈現設備均具備8K能力后，才能實現真正的8KVR。

同樣在ToB行業領域，如8K視頻監控、8K遠程醫療、8K視頻會議、8K機器視覺巡檢等應用場景被不斷提及，超高清視頻技術通過提供超高精細顯示、多視角/全景呈現，與行業專業技術結合，可大大提升各行業領域能力水平，進而帶動ToB領域的規模商用。

摘要

多重因素驅動6G發展。一是解決5G網絡投資高、功耗高、運維難等挑戰的需求。二是“元宇宙”等未來新應用和新場景帶來信息處理新需求。三是移動通信技術、計算機技術、人工智能與大數據技術融合（ICDT）發展帶來的創新機遇。

ICDT融合的6G將是一個端到端的信息處理與服務系統，是通信網絡、感知網絡和算力網絡融合的智能網絡。本文嘗試提出信息處理效率概念作為6G直觀的能力度量，圍繞通信能力、計算能力、感知能力、AI能力和安全能力定義了6G能力矩陣及性能指標等級，并探討信息處理效率理論框架和最大化信息處理效率的技術途徑。

ICDT融合的6G網絡是感知、通信、計算、智能一體化架構，資源共享、能力開放，應用協同。本文通過定義網絡大腦、感知控制、計算控制、通信控制、用戶控制與業務控制等關鍵功能實體，構建了一體化網絡控制框架，并分析了分布式計算、分布式感知、分布式智能、內生安全和意圖管理等關鍵技術。

ICDT融合的6G空口是通信感知一體化空口、基于AI的空口，具備學習能力、通信能力、感知能力和多頻段融合組網能力。其中，基于無線感知的無線通信，以及基于無線通信的無線感知是兩個重點技術方向，具有高頻譜效率、高硬件效率和高信息處理效率三大優勢。

ICDT融合的6G終端是功能升級的智能體，一是從智能個人終端向更友好的終端體驗發展，二是從剛性形態向柔性形態發展，三是從個人終端向無人機、無人車、機器人及其他智能化設備的垂直應用終端發展，四是從封閉架構向開放模塊化終端發展，為6G的豐富應用提供了重要支撐。

ICDT融合的6G技術必然來帶ICDT融合產業形態，形成以集成電路、基礎軟硬件為上游，以信息處理基礎設施、能力平臺和終端為中游，升級的2C、2B和2G應用為下游的產業新格局。為了6G更好的發展，本文建議加快6G創新鏈與產業鏈融合發展，培養6G高端人才體系，形成創新與產業集群效應，解決6G發展面臨的理論、器件和芯片等瓶頸問題。

引言

信息技術發展日新月異。融合信息技術、通信技術、人工智能與大數據技術、數字孿生技術的6G技術持續發展。2020年11月全球6G大會上，《ICDT融合的6G網絡》白皮書1.0正式發布，指出6G將是一個端到端的信息處理與服務系統，其核心功能將從信息傳遞擴展到信息采集、信息計算與信息應用，提供更強的通信、計算、感知、智能和安全等多維內生能力。白皮書詳細闡述了ICDT融合的網絡架構與協議棧、感知通信計算一體化、空天地一體化、內生智能架構、意圖網絡、確定性網絡、孿生體域網、內生安全架構、開放網絡架構、AI使能空口、多功能空口等技術，以及太赫茲、可見光、超大規模天線、智能超表面、全息無線電、新波形新編碼等新空口使能技術。白皮書同時還介紹了智能泛終端、量子信息、生物信息和材料能源應用等跨界融合技術。

一年來，全球6G技術呈加速發展趨勢。2021年1月，歐盟正式啟動6G旗艦研究項目“Hexa-X”，2月份，美國貝爾實驗室發布了《6G通信白皮書》，3月，日本宣布投入500億日元進行6G技術研發，4月發布Beyond5G促進戰略-6G路線圖。4月，德國啟動首個有關6G技術的研究項目，并在7月公布6G資金。NGMN發布第一版《NGMN6G驅動力與愿景》白皮書。隨后啟動了6G用例研究與規范工作。5月，歐盟Horizon2020項目“REINDEER”啟動6G新天線技術研究，美國科學基金會面向NextG網絡發起RINGS計劃，6月，韓國宣布，在2025年之前投資2200億韓元開發和標準化6G核心技術，俄國無線電科學研究所向俄聯邦通信部提交了一份6G研發路線草案，中國IMT-2030(6G)推進組發布《6G總體愿景與潛在關鍵技術》白皮書，9月發布了《6G網絡架構愿景與關鍵技術展望》白皮書和《通信感知一體化技術報告》、《超大規模天線技術研究報告》等報告；6月，中國移動成立未來研究院，將致力于6G基礎研究。8月，英國布里斯托大學和倫敦國王學院成立了6GFutures中心。9月，華為發布《智能世界2030》報告。全球6G的發展呈現出跨界融合、多面突破的局面。

本白皮書是《ICDT融合的6G網絡》的第二版本，在1.0版本基礎上，將聚焦感知、通信、計算融合的網絡能力、架構、空口、終端和產業，介紹6G新進展，分析6G新問題，提出6G新方案。

引言

歷經10余年發展，3GPP標準化了多項物聯網技術，實現了低成本、低功耗、大連接以及深覆蓋的設計目標，較好滿足了多樣化的物聯網通信場景需求。然而，仍有較多的物聯網通信場景需要超低功耗甚至零能耗、超低成本、極小尺寸等特性的物聯網終端形態。零功耗通信借助于能量采集、反向散射以及低功耗計算，可滿足這些新的物聯網通信需求。鑒于其優良特性，零功耗通信有望發展成為下一代物聯網技術。

結語

在B5G/6G時代，來自于垂直行業的需求將越來越受到關注。然而，盡管伴隨通信技術的快速發展，已經研制了多種物聯網通信技術適配相關行業應用，但仍有大量應用場景的相關需求沒有得到很好的滿足。而使用能量采集和反向散射的零功耗通信技術由于其出色的極低功耗，極小尺寸，極低成本等優良性能，有望成為新一代物聯網通信技術，從而解決未滿足的物聯網通信需求。本書首先系統梳理了零功耗通信的潛在應用場景，進一步梳理了使能零功耗通信的關鍵技術。其次，對零功耗通信系統設計層面如可使用的頻段，系統部署模式以及與傳統通信系統的共存進行系統性分析。最后，對零功耗通信的關鍵技術如無線供能，數據傳輸，輕量化協議，傳輸安全以及網絡架構等方面也進行了系統的思考和深入分析。

希望這本《零功耗通信》白皮書起到拋磚引玉的作用。若能觸發行業內對零功耗通信相關技術更多的思考以及促進相關產業的更早成熟，則本書作者將會倍感欣慰，深受鼓舞。

引言

2019年Oulu大學舉辦的第一屆6G大會拉開了6G全球研究的大幕。從目前各機構發布的6G白皮書來看，大多數觀點認為6G愿景是數字孿生[1]或者數字世界與物理世界的高度融合。歐盟的Hexa-X項目提出了6G將連接人類世界，數字世界和物理世界并助力三個世界的高效互動[2]。IMT-2030（6G）推進組于2021年發布的《6G總體愿景與潛在關鍵技術白皮書》提出了“萬物智聯，數字孿生”的6G愿景[3]。

在面向6G的物理數字融合世界中，終端將發揮重要作用。終端是構建數字世界的神經末梢，是物理世界與數字世界相互作用的媒介，并將提供物理與數字世界融合服務[4]。終端的能力和水平影響其在物理世界觸達的深度和廣度，從而直接決定了數字化世界的水平和運作效率，直接影響用戶體驗。

本白皮書將從面向6G的終端應用場景和需求出發，介紹終端友好的6G關鍵技術。

總結

在面向6G的物理數字融合世界中，終端將發揮重要作用。終端是構建數字世界的神經末梢，是物理世界與數字世界相互作用的媒介，并將提供物理與數字世界融合服務。終端的體積、功耗、成本和復雜度的限制，接入場景的限制，功率效率限制等，將影響其在物理世界觸達的深度和廣度，從而直接決定了數字化世界的水平和運作效率，直接影響用戶體驗。因此，面向6G，我們需要在終端友好的新技術和對應的協議設計上多做文章，為終端減負。終端友好的關鍵技術包括：衛星與地面融合技術與多頻段融合技術支持終端的廣域泛在接入，終端原生組網支持終端靈活的接入，通感算融合擴展終端的服務能力，Cellfree技術支持終端‘0’感知的移動性體驗，Backscatter和近零功耗接收機支持終端‘0’功率通信，新型多址接入支持終端的免調度傳輸和上行異步傳輸，以及AI與通信結合提升終端用戶體驗。我們希望這些終端友好關鍵技術能支持終端去更好的滿足未來的6G場景與需求，改善用戶體驗，助力未來數字世界與物理世界的高度融合和高效互動，提升人類幸福度。

背景

移動通信產業鏈基站、芯片、終端的研發、生產、驗收等各環節都離不開測試儀器與測試技術的支撐。測試技術的特點是交叉性強，跨學科、高性能、應用廣。測試技術伴隨著每一代移動通信技術的演進，從2G、3G到4G，系統的工作頻段均在6GHz以下、信號帶寬在百兆以內，測試儀器的核心技術指標沒有發生巨大的變化，測試技術和測試儀器并沒有受到太大挑戰，甚至同一硬件平臺進行軟件升級就可以應對滿足新一代的測試需求。但是在5G時代，由于帶寬、通道數、頻段都有了數量級的飛躍，測試技術的后向兼容性被打破了，測試原理需要重新被探索，測試儀器性能需要極大地提升。

5G毫米波給測試技術帶來的巨大挑戰主要體現在以下方面：

在系統通道校準方面，針對高達256通道以上的大規模天線和射頻組件，如何進行合理有效的校準是影響測試效果的前提，如何進行快速高效測試也是影響測試成本和效率的關鍵問題。

在高頻段的射頻指標測試方面，5G毫米波天線與收發信機（Tx/Rx）甚至數模/模數（DAC/ADC）轉換電路將一體化設計與加工，無法單獨對射頻前端進行測量。并且，射頻電路的帶寬、噪聲系數、靈敏度等諸多性能指標與天線的特性相互影響，難以單獨評估。OTA測試是主要的測試手段。但是，OTA測試也面臨著挑戰。一方面，毫米波頻率高，空間傳輸損耗大，致使儀器接收到的待測信號功率較小，影響測試的精度。尤其是針對設備帶外雜散等指標測試時，往往較難準確捕捉到待測頻率的信號。另一方面，大規模多波束天線陣在方向圖上，既非全向輻射也不是一個簡單的定向波束，因此傳統天線的增益、波束寬度等性能指標已無法準確描述其行為特征。同時，傳統通信系統中定義的部分系統指標，如最大輻射功率等，在多波束條件下也需要重新定義。在測試方法選擇方面，針對射頻指標測試的遠場、近遠場變換、緊縮場的方法各有利弊，針對多天線性能測試的混響室法、兩步法、多探頭法在毫米波頻段仍然存在巨大挑戰，甚至有的測試方法不適用毫米波設備的測試。

在測試平臺的實現方面，大規模多通道和大帶寬帶來極大的數據流量，測試平臺的數據處理能力面臨很大壓力，需要在硬件和算法架構有新的突破。

總之，相比傳統的天線與射頻測試，5G毫米波面臨測試指標體系、測試原理與方法、測試平臺的重大變革。當前迫切需要研究此類基礎性、先導性的科學問題，針對一體化毫米波天線陣的行為特征，修正或構建新的參數定義與測試指標體系，探索科學的測試原理，研制高效的測試平臺。

總結

前兩版白皮書發布以來，受到了業界的廣泛關注。在這一版本中，我們更新了3GPP等測試標準的進展、動態性能測試等測試技術的研究進展，并對6G測試技術進行了初步的展望。歡迎就相關內容進行討論，共同推動5G/6G毫米波測試技術的發展。

前言

移動通信系統具有“使用一代、建設一代、研發一代”的發展特點，預計到 2030 年將實現第六代移動通信系統（Sixth-Generation, 6G）的商用。世界各國已 經開始了6G 研究，例如芬蘭率先啟動6Genesis 旗艦研究計劃，美國聯邦通訊委 員會為6G 研究開放太赫茲頻譜。2019 年11 月，我國科技部成立了6G 技術研 發推進工作組和總體專家組，以“創新、協調、綠色、開放、共享”為內涵的新 發展理念，成為推動移動通信網絡可持續發展的思路、方向和著力點，標志著我 國6G 研究正式開始。

交通是興國之要、強國之基。2019 年9月，我國頒布的《交通強國建設綱 要》明確指出，到2035年，基本建成交通強國，到本世紀中葉，全面建成人民滿意、保障有力、世界前列的交通強國。為了符合未來智能交通通信的愿景，鐵路運輸行業需要開發創新的通信網絡架構和關鍵技術[1]，以確保為乘客及鐵路運營和控制系統提供高質量的傳輸。

6G 通信系統是一個地面無線與衛星通信集成的全連接世界，可實現全球無縫覆蓋，其不再是簡單的網絡容量和傳輸速率的突破，更是為了實現萬物互聯的“終極目標” 。6G 的數據傳輸速率可能達到第五代移動通信系統 （Fifth-Generation, 5G）的50 倍，時延縮短到5G 的十分之一，在峰值速率、時延、流量密度、連接密度、移動性、頻譜效率、定位能力等方面遠優于5G。在 超高速交通場景下，一些終端移動速度將超過1000km/h，需滿足超高速下的超高安全性和超高精度定位需求。而5G 定義的ITU指標僅支持500km/h 的移動速度，對安全和定位精度沒有定義。因此，對于未來智能交通應用場景帶來的指 標需求，僅依靠5G現有的網絡和技術是難以滿足的，需要未來的6G 網絡提供比5G 更全面的性能指標，如超低時延抖動、超高安全、立體覆蓋、超高定位精度等。

6G 的發展將為多元化的服務質量（Quality-of-Service, QoS）需求、實時觸 覺交互、定制開放服務、通信融合、廣播、計算、傳感、控制、安全和人工智能 等奠定基礎。6G 網絡架構方面還需要進行創新，如空天地海一體化網絡、全頻 譜全維度覆蓋、智能自感知、機器學習、優化與演進等。另一方面，未來智能交 通網絡的潛在應用包括自動列車駕駛、協同列車網絡、列車互聯、超高清（4K/8K）列車視頻、列車自組織網絡和超精確(厘米級)列車定位。

在6G 智能交通領域，國內外高校和研發機構相繼提出了多種技術方案[2]，但這些方案都處于概念階段，能否成功實現還需更深入的研究與驗證。歐洲鐵路 研究咨詢委員會（ERRAC）制訂了《Rail Route 2050》計劃，提出基于6G的高資源效率、智能化2050年軌道交通系統發展藍圖。歐盟Hexa-X 6G 項目面向高速移動場景和需求，定義了全新的6G智能網絡架構，開發和實現6G 各項關鍵使能技術。芬蘭6Genesis 研究計劃將自動駕駛作為主要應用場景之一，設計了 支持99.99999%可靠性、1ms 時延、和1000 km/h 超高速移動性的6G網絡和技術。

為了滿足6G 智能交通應用的要求，需要全新的移動通信網絡和技術突破， 包括但不僅局限于：

（1）去蜂窩大規模MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）網絡架構：為了解 決超高移動性導致的傳統蜂窩網絡中頻繁的切換和巨大的開銷問題，去蜂窩大規模MIMO可保證無縫切換和高質量的覆蓋。

（2）通信-感知一體化技術：針對鐵路建設、裝備、運營的各個環節和場景，復用無線通信網絡與基礎設施的硬件設備、信號處理算法、通信協議等，將接入終端、基站甚至軌道交通無線通信網絡作為智能感知、透徹感知的載體[3]，從而支撐軌道交通建設環境的監測檢測、運營環境的監測檢測以及智能高效綠色的無線 通信。

（3）人工智能與安全技術：人工智能技術具有自學習、優化和演進的特點，在 6G 智能交通網中的應用前景廣闊。軌道交通的高效運行與高質量應用服務體驗，需要基于人工智能對海量數據及信道信息進行分析處理。同時，為了保障關鍵信 息、應用服務、以及運營的安全性，又需要融合一系列安全相關的技術，尤其是內生安全技術，在軌道交通網絡中實現可靠、安全的智能分析與計算。

（4）新的超可靠超低時延（Ultra-Reliable Low Latency Communications, URLLC） 技術：為保證自動列車的行駛速度達到1000 公里/小時以上(如新興的超級高鐵 系統)，進一步研究有限塊碼長下的新型URLLC 幀結構來實現超可靠性和超低延遲之間的權衡也是至關重要的[4]。

（5）數字孿生網絡：對軌道交通網絡進行實時的映射分析，包括對列車運行狀 態進行感知處理，對列車司機（如緊張、醉酒、困倦、興奮等）的行為進行監控、 預測和決策等，對高鐵的安全運營具有重要意義。基于6G 的數字孿生網絡可以從根本上改變列車及司機的歷史和當前行為、狀態的數字特征，從而進行反饋控 制并優化其性能。

通過應用6G 新網絡和新技術，未來智能交通的網絡、廣播、通信、互動和 安全將得到極大改善，從而大幅提升人們的出行體驗和效率。

來源：中國電子信息產業發展研究院

當前，全球新一輪科技革命和產業變革正在加速演進，人工智能（AI）、VR/AR、三維（3D）媒體和物聯網等新一代信息通信技術的廣泛應用產生了巨大的傳輸數據。

資料顯示，2010年全球移動數據流量為7.462 EB /月，而到2030年，這一數字將達到5016 EB /月，移動數據流量的快速增長對移動通信系統的迭代提出了更高的要求。此外，在制造、交通、教育、醫療和商業等社會的各個領域，智能化正成為不可逆的趨勢。

為了實現智慧城市的愿景，數百萬個傳感器將被嵌入到城市中的車輛、樓房、工廠、道路、家居和其他環境中，需要具有可靠連接性的無線高速通信方式來支持這些應用。隨著通信需求的提升，移動通信從1G逐步發展至現在的5G，并且5G已經在全球范圍內開始大規模部署。

5G與4G相比，能夠提供新功能并實現更好的服務質量（QoS）。盡管如此，以數據為中心的智能化系統的快速增長對5G無線系統的能力帶來了巨大挑戰。例如要保證虛擬現實（VR）設備良好的用戶體驗，至少需要10 Gbps的數據速率，這已經是超越5G（B5G）后才能實現的目標。

為了克服5G應對新挑戰的性能限制，需要開發具有新功能特性的6G無線系統。一方面，6G要實現對傳統蜂窩網絡所有功能的融合，例如支持網絡致密化、高吞吐量、高可靠性、低能耗以及大規模連接。另一方面，6G將運用新技術實現服務和業務的拓展，包括AI、智能可穿戴設備、自動駕駛汽車、擴展現實（XR）和3D投影等。

由賽迪智庫無線電管理研究所編寫的《6G概念及愿景白皮書》正式發布。本白皮書從6G愿景、6G應用場景、6G網絡性能指標、6G潛在關鍵技術、國際組織和各國6G研究進展等方面展開討論，并提出加快我國推進6G研發的相關建議。《6G概念及愿景白皮書》的發布將為業界在面向2030網絡及6G的研究方面提供重要參考。

從5G走向6G：打通虛實空間泛在智聯的統一網絡

自上世紀80 年代以來，移動通信基本上以十年為周期出現新一代革命性技術（如圖1所示），持續加快信息產業的迭代升級，不斷推動經濟社會的繁榮發展，如今已成為連接人類社會不可或缺的基礎信息網絡。從應用和業務層面來看，4G 之前的移動通信主要聚焦于以人為中心的個人消費市場，5G 則以更快的傳輸速度、超低的時延、更低功耗及海量連接實現了革命性的技術突破，消費主體將從個體消費者向垂直行業和細分領域全面輻射。特別是在5G與人工智能、大數據、邊緣計算等新一代信息技術融合創新后，能夠進一步賦能工業、醫療、交通、傳媒等垂直行業，更好地滿足物聯網的海量需求以及各行業間深度融合的要求，從而實現從萬物互聯到萬物智聯的飛躍。

6G應用場景展望

6G未來將以5G提出的三大應用場景（大帶寬，海量連接，超低延遲）為基礎，不斷通過技術創新來提升性能和優化體驗，并且進一步將服務的邊界從物理世界延拓至虛擬世界，在人—機—物—境完美協作的基礎上，探索新的應用場景、新的業務形態和新的商業模式。

人體數字孿生。當前網絡條件下，數字技術對人體健康的監測主要應用于宏觀身體指標監測和顯性疾病預防等方面，實時性和精準性有待進一步提高。隨著6G技術的到來，以及生物科學、材料科學、生物電子醫學等交叉學科的進一步成熟，未來有望實現完整的“人體數字孿生”，即通過大量智能傳感器（>100個/人）在人體的廣泛應用，對重要器官、神經系統、呼吸系統、泌尿系統、肌肉骨骼、情緒狀態等進行精確實時的“鏡像映射”，形成一個完整人體的虛擬世界的精確復制品，進而實現人體個性化健康數據的實時監測。此外，結合核磁、CT、彩超、血常規、尿生化等專業的影像和生化檢查結果，利用AI技術可對個體提供健康狀況精準評估和及時干預，并且能夠為專業醫療機構下一步精準診斷和制定個性化的手術方案提供重要參考。

空中高速上網。為了給乘客提供飛機上的空中上網服務，4G/5G時代通信界為此做過大量的努力，但總體而言，目前飛機上的空中上網服務仍然有很大的提升空間。當前空中上網服務主要有兩種模式——地面基站模式和衛星模式。如采用地面基站模式，由于飛機具備移動速度快、跨界幅度大等特點，空中上網服務將面臨高機動性、多普勒頻移、頻繁切換以及基站覆蓋范圍不夠廣等帶來的挑戰。如采用衛星通信模式，空中上網服務質量可以相對得到保障，但是成本太高。為了解決這一難題，6G將采用全新的通信技術以及超越“蜂窩”的新穎網絡架構，在降低網絡使用成本的同時保證在飛機上為用戶提供高質量的空中高速上網服務。

基于全息通信的XR。虛擬現實與增強現實（AR/VR）被業界認為是5G 最重要的需求之一。影響AR/VR 技術、應用和產業快速發展的一大因素是用戶使用的移動性和自由度，即不受所處位置的限制，而5G網絡能夠提升這一性能。隨著技術的快速發展，可以預期10年以后（2030~），信息交互形式將進一步又AR/VR逐步演進至高保真擴展現實（XR）交互為主，甚至是基于全息通信的信息交互，最終將全面實現無線全息通信。用戶可隨時隨地享受全息通信和全息顯示帶來的體驗升級——視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺乃至情感將通過高保真XR充分被調動，用戶將不再受到時間和地點的限制，以“我”為中心享受虛擬教育、虛擬旅游、虛擬運動、虛擬繪畫、虛擬演唱會等完全沉浸式的全息體驗。

新型智慧城市群。隨著數字時代的不斷演進，通信網絡成為智慧城市群不可或缺的公共基礎設施。對城市管理部門而言，城市公共基礎設施的建設和維護是重要職責。目前，由于不同的基礎設施由不同的部門分別建設和管理，絕大部分城市公共基礎設施的信息感知、傳輸、分析、控制仍處于各自為政現狀，缺乏統一的平臺。作為城市群的基礎設施之一，6G 將采用統一網絡架構，引入新業務場景，構建更高效更完備的網絡。未來6G網絡可由多家運營商投資共建，采用網絡虛擬化技術、軟件定義網絡和網絡切片等技術將物理網絡和邏輯網絡分離。人工智能（AI）深度融入6G 系統，將在高效傳輸、無縫組網、內生安全、大規模部署、自動維護等多個層面得到實際應用。

全域應急通信搶險。6G將由地基、海基、空基和天基網絡構建成分布式跨地域、跨空域、跨海域的空—天—海—地一體化網絡。到2030年以后，“泛在連接”將成為6G網絡的主要特點之一，完成在沙漠、深海、高山等現有網絡盲區的部署，實現全域無縫覆蓋。依托其覆蓋范圍廣、靈活部署、超低功耗、超高精度和不易受地面災害影響等特點，6G通信網絡在應急通信搶險、“無人區”實時監測等領域應用前景廣闊。例如，在發生地震等自然災害造成地面通信網絡毀壞時，可以整合天基網絡（衛星）和空基網絡（無人機）等通信資源，實現廣域無縫覆蓋、隨時接入、資源集成支撐應急現場遠距離保障和扁平化的應急指揮。此外，利用6G網絡還可以對沙漠、海洋、河流等容易發生自然災害的區域進行實時動態監控，提供沙塵暴、臺風、洪水等預警服務，將災害損失降到最低。

智能工廠PLUS。利用 6G 網絡的超高帶寬、超低時延和超可靠等特性，可以對工廠內車間、機床、零部件等運行數據進行實時采集，利用邊緣計算和AI等技術，在終端側直接進行數據監測，并且能夠實時下達執行命令。6G中引入了區塊鏈技術，智能工廠所有終端之間可以直接進行數據交互，而不需要經過云中心，實現去中心化操作，提升生產效率。不僅限于工廠內，6G可保障對整個產品生命周期的全連接。基于先進的6G網絡，工廠內任何需要聯網的智能設備/終端均可靈活組網，智能裝備的組合同樣可根據生產線的需求進行靈活調整和快速部署，從而能夠主動適應制造業個人化、定制化C2B的大趨勢。智能工廠PLUS將從需求端的客戶個性化需求、行業的市場空間，到工廠交付能力、不同工廠間的協作，再到物流、供應鏈、產品及服務交付，形成端到端的閉環，而6G貫穿于閉關的全過程，扮演著重要角色。

網聯機器人和自治系統。目前，一些汽車技術研究人員正在研究智能網聯汽車。6G有助于網聯機器人和自主系統的部署，無人機快遞系統就是這樣的一個案例。基于6G無線通信的自動車輛可以極大地改變我們的日常生活方式。6G系統將促進自動駕駛汽車或無人駕駛汽車的規模部署和應用。自動駕駛汽車通過各種傳感器來感知周圍環境，如光探測和測距（LiDAR）、雷達、GPS、聲納、里程計和慣性測量裝置。6G系統將支持可靠的車與萬物相連（V2X）以及車與服務器之間的連接（vehicle to server）。對于無人機（UAV），6G將支持無人機與地面控制器之間的通信。無人機在軍事、商業、科學、農業、娛樂、城市治理、物流、監視、航拍、搶險救災等許多領域都有廣闊的應用空間。此外，當蜂窩基站不存在或者不工作時，無人機可以作為高空平臺站（HAPS）為該區域的用戶提供廣播和高速上網服務。

20世紀初，隨著馬可尼將無線電信號傳到大西洋彼岸，無線通信正式啟航。自20世紀80年代以來，移動通信已徹底改變世界，對人們的生活產生了深遠影響。當移動通信的無盡前沿擴展到5G，人們又開始思考6G會是什么樣子。6G是更先進的下一代移動通信系統，其內涵將遠超通信范疇。6G如同-個巨大的分布式神經網絡，集通信、感知、計算等能力于一身，深度融合物理世界、生物世界和數字世界，真正開啟“萬物智聯”的新時代。在5G的基礎上,6G將跨越人聯、物聯，邁向萬物智聯，把智能帶給每個人、每個家庭、每個企業，引領新一波創新浪潮。本文將從整體.上闡述6G愿景，探索6G的關鍵能力、新用例、新需求、新功能模塊，以及空口與網絡架構設計的范式轉變。更詳細的描述請參見機械I業出版社出版的《6G:無線通信新征程》-書[1]。

發展趨勢及關鍵驅動力

移動通信系統平均每十年就會更新換代一次，而移動網絡主流業務以及新頻段的應用通常需要經歷兩代才能成熟。事實上，隨時隨地的“人聯”經歷了差不多四代的發展才真正實現，人類社會因此得以邁入互聯的時代。2020年前后，5G商用在全球快速鋪開，進一步提升了通信能力，不僅拓展了“人聯”，更在千行百業的終端之間建立了“物聯”，標志著移動通信實現了從“人聯”走向“萬物互聯”。基于這一趨勢，我們認為6G將為人和物提供更好的連接，推動人聯、物聯向智聯轉變，開啟智能社會。在5G三大應用場景[2]的基礎之.上，6G將新增人工智能(ArtificialIntelligence，Al)和感知(Sensing)兩大應用場景，如圖1所示。下面我們將探討弓|領移動通信向新一代智聯轉變的三大關鍵驅動力。

驅動力1:新應用和新業務

6G時代將涌現更多的應用，擴展現實(ExtendedReality，XR)云服務、觸覺反饋、全息顯示有望成為主流應用。單設備流量的指數級增長以及對時延和可靠性的高要求，使得大容量將成為6G網絡設計的首要挑戰。

伴隨著物聯網設備數量的快速增長、為學習算法提供大數據的無線感知新能力的出現，AI將成為各類1工作的自動化引擎。大數據將成為6G網絡吞吐率數量級提升的重要驅動。此外，高性能工業物聯網應用在確定性時延和抖動方面對無線性能也提出了更高要求，并且可用性、可靠性必須得到保障。這些都要求實現極致、多樣化性能，而極致、多樣化的性能也將成為6G的顯著特征。

驅動力2:普惠智能

移動通信對人們的生活產生了深遠影響，縮小了數字鴻溝，極大地促進了整個社會生產力的提升和經濟的增長，這一發展趨勢將持續到2030年及更遠的未來。在大規模機器學習(Machine Learning，ML)、窮舉計算、大數據分析支持下，普惠智能將是未來商業和經濟模式的重要基礎[3]，圖2所展示的四個關鍵因素將驅動無線技術和網絡架構進行范式轉變。

驅動力3:可持續發展與社會責任

移動通信系統中多代技術共存，部署的頻譜各不相同,且運行的業務也逐漸異構化，對6G的可持續發展提出了很高的要求。6G網絡和業務的部署、運營、監控和管理，應經濟、節能、簡單，并且實現自動化[6]。此外，6G應為整個社會的可持續發展目標(Sustainable Development Goal,SDG)[7]做出貢獻。