高超

正當運營商加速5G商用，推動5G行業(yè)應(yīng)用落地的時候，產(chǎn)業(yè)界對6G的研究和布局也已經(jīng)開始。

據(jù)悉，11月20日，北京市經(jīng)濟和信息化局發(fā)布的《北京市“十四五”時期智慧城市發(fā)展行動綱要（公眾征集意見稿）》提出，超前布局6G、量子通信、腦科學等前沿技術(shù)。北京也因此成為國內(nèi)第一座將6G研究寫進產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的城市。

事實上，6G研究工作已在產(chǎn)業(yè)界早已展開。日前，在2020世界5G大會期間，清華大學教授崔保國表示，清華大學2019年年底已開始6G試驗。

在此之前，中國移動、紫光展銳、vivo、賽迪智庫等發(fā)布了6G系列白皮書，中國電信、中國聯(lián)通、華為、中興通訊、大唐電信等也都提前布局6G研究。而廣東也于日前宣布將啟動6G預(yù)研工作。

當前，正是5G建設(shè)關(guān)鍵時期，雖然5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平、5G套餐用戶呈現(xiàn)快速上漲勢頭，但是5G行業(yè)應(yīng)用還在探索階段，尚未完全落地，5G能力并沒有完全釋放。

那么，產(chǎn)業(yè)界在此時開始6G研究是否為時尚早？ITU、3GPP等國際組織如何繼續(xù)引導(dǎo)6G技術(shù)的發(fā)展？通信產(chǎn)業(yè)鏈何時介入6G研發(fā)？6G何時商用？這些問題得到了產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。

6G研究已經(jīng)啟動

在5G已經(jīng)步入商用部署的快車道背景下，按照移動通信產(chǎn)業(yè)“使用一代、建設(shè)一代、研發(fā)一代”的發(fā)展節(jié)奏，目前業(yè)界面向6G，已經(jīng)開始了愿景需求制定、關(guān)鍵技術(shù)研究，及概念驗證等研究。

作為主管全球信息通信技術(shù)事務(wù)的國際組織——國際電信聯(lián)盟（ITU）已在今年2月召開的第34次國際電信聯(lián)盟無線電通信部門5D工作組（ITU-R WP5D）會議上，啟動了面向2030及未來（6G）的研究工作。并且，ITU已于6月向各成員國、外部標準化組織等征求未來IMT研究計劃及技術(shù)觀點的輸入。

在中國，2019年11月3日，科技部會同國家發(fā)展改革委、教育部、工業(yè)和信息化部、中科院、自然科學基金委組織召開6G技術(shù)研發(fā)工作啟動會。會議宣布成立國家6G技術(shù)研發(fā)推進工作組和總體專家組，系統(tǒng)開展6G技術(shù)研發(fā)方案的制定工作，開展6G技術(shù)預(yù)研，探索可能的技術(shù)方向。

運營商、設(shè)備商、終端廠商和研究機構(gòu)也都同步開啟了6G技術(shù)研究。其中，中國移動發(fā)布了《2030+愿景與需求報告》《2030+技術(shù)趨勢白皮書》等四本白皮書。中國聯(lián)通和中國電信也已經(jīng)分別展開了太赫茲和毫米波等6G相關(guān)技術(shù)的研究。

設(shè)備商方面，華為已經(jīng)在參與6G相關(guān)預(yù)研工作，目前處于場景挖掘和技術(shù)尋找階段。而中興通訊與中國聯(lián)通簽署6G聯(lián)合戰(zhàn)略合作協(xié)議，針對中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)情況，共同探討6G目標愿景和技術(shù)趨勢，開展6G系統(tǒng)潛在關(guān)鍵技術(shù)研究，開展技術(shù)創(chuàng)新及標準合作，實現(xiàn)戰(zhàn)略協(xié)同發(fā)展。

此外，紫光展銳發(fā)布了《6G：無界，有AI》白皮書，vivo通信研究院發(fā)布了《數(shù)字生活2030+》和《6G愿景需求與挑戰(zhàn)》系列白皮書，從終端側(cè)展開6G相關(guān)技術(shù)預(yù)研和愿景展望。

賽迪智庫于今年3月發(fā)布了《6G概念及愿景白皮書》，從6G愿景、6G應(yīng)用場景、6G網(wǎng)絡(luò)性能指標、6G潛在關(guān)鍵技術(shù)、國際組織和各國6G研究進展等方面展開討論，并提出加快中國推進6G研發(fā)的相關(guān)建議。

芬蘭、日本、韓國、美國等全球多個國家也展開了6G研究。其中，芬蘭連續(xù)舉辦了兩屆全球6G峰會，并發(fā)布了全球首份6G白皮書，對于6G愿景和應(yīng)用進行了展望。

日本制定了2030年實現(xiàn)“后5G”（6G）的綜合戰(zhàn)略，并在今年投入2200億日元，主要用于啟動6G研發(fā)。

韓國計劃從2021年開始的5年內(nèi)投資2000億韓元研發(fā)6G技術(shù)，專注于6G國際標準并加強產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，從而確保韓國繼5G之后成為全球首個6G商用國家。

美國也已決定開放95GHz-3THz太赫茲頻段作為試驗頻譜，正式啟動6G技術(shù)研發(fā)。同時，美國政府成立了美國國際開發(fā)金融公司用于支持6G技術(shù)的發(fā)展。

6G研究已在全球正式啟動，但是從目前的進展來看，還處于頻譜、愿景、關(guān)鍵技術(shù)趨勢研究階段。

6G需求在哪里？

根據(jù)國內(nèi)外多家機構(gòu)發(fā)表的6G白皮書來看，6G應(yīng)在5G基礎(chǔ)上全面支持整個世界的數(shù)字化，并結(jié)合人工智能等技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)智慧的泛在可取、全面賦能萬事萬物。

其中，中國移動在《2030+愿景與需求白皮書（第二版）》指出，在未來2030年及以后的時代，整個世界將基于物理世界生成一個數(shù)字化的孿生虛擬世界，物理世界的人和人、人和物、物和物之間可通過數(shù)字化世界來傳遞信息與智能。孿生虛擬世界則是物理世界的模擬和預(yù)測，幫助人類更進一步地解放自我，提升生命和生活質(zhì)量，提升整個社會生產(chǎn)和治理的效率。

屆時，6G將實現(xiàn)全應(yīng)用場景覆蓋，除了對5G原有的應(yīng)用場景繼續(xù)增強和演進，還將催生出全新的應(yīng)用場景，提升生產(chǎn)效率，提高生活品質(zhì)。

紫光展銳在《6G：無界，有AI》中提到了6G的五個典型應(yīng)用場景：全息通信、沉浸式XR、數(shù)字孿生、全域無縫覆蓋、全自動駕駛。

中國移動則將6G典型應(yīng)用場景細分為10個方面：全息交互、通感互聯(lián)、數(shù)字孿生人、智能交互、孿生工業(yè)、孿生農(nóng)業(yè)、超能交通、精準醫(yī)療、無人區(qū)探測、虛擬旅游。

上述應(yīng)用場景對網(wǎng)絡(luò)、終端等都提出了較高的技術(shù)指標需求。

在網(wǎng)絡(luò)側(cè)，峰值速率需達到太比特級，用戶體驗速率達10—100吉比特，控制面和用戶面時延要分別低于1ms和0.1ms，可靠性要高于99.99999%，流量密度達0.1—10Gbps/m3，連接數(shù)密度達10—100個/m3，移動速度超過1000km/h，頻譜效率較5G提升2—3倍，新能力指標方面則要支持亞米級超高精度定位、超低時延抖動、超高安全性。

在終端側(cè)，芯片制程工藝將向著1nm甚至更低的節(jié)點邁進;6G終端將會面臨高集成度、高復(fù)雜度、小型化、低功耗，以及芯片器件異構(gòu)等需求;6G時代終端信號帶寬有望展寬至數(shù)千兆赫茲，載波頻率覆蓋到太赫茲甚至可見光頻段，天線向多頻段、傳輸射頻一體化、小型化發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)鏈描繪了一個美好的6G愿景，但是以當前的技術(shù)實力尚不能滿足上述性能指標和場景需求，畢竟5G方面的部分能力沒有得到完全釋放，因此需要產(chǎn)業(yè)各方通力合作，共同推動5G乃至6G的技術(shù)發(fā)展。

6G路線圖尚待進一步明確

鑒于6G研究尚處于早期階段，ITU、3GPP等國際組織暫時沒有確定詳細的6G發(fā)展時間表，但是產(chǎn)業(yè)界普遍認為6G將在2030年實現(xiàn)商用。

國際組織方面，ITU已于今年2月啟動“未來技術(shù)趨勢報告”的撰寫，計劃于2022年6月完成。該報告描述5G之后IMT系統(tǒng)的技術(shù)演進方向，包括IMT演進技術(shù)、高譜效技術(shù)及部署等。

此外，ITU計劃于2021年上半年啟動“未來技術(shù)愿景建議書”，到2023年6月完成。該建議書包含面向2030及未來的IMT系統(tǒng)整體目標，如應(yīng)用場景、主要系統(tǒng)能力等。

目前，ITU尚未確定6G標準的制定計劃。

3GPP目前正在著手制定5G R17版本標準，預(yù)計從2026年開始啟動R21版本標準的制定，這將是首個版本的6G標準。此后到2030年年中，3GPP預(yù)計將凍結(jié)R23版本。

而中國已經(jīng)啟動了6G技術(shù)研究，預(yù)計到2023年均處于頻譜、愿景、技術(shù)趨勢研究階段，未來將隨著ITU、3GPP等國際組織的6G研究進程進一步明確6G研究路線。

盡管全球6G研發(fā)處于早期階段，但是已經(jīng)有部分研發(fā)實力雄厚的大型通信廠商和科研機構(gòu)參與了6G技術(shù)研究，積累了一定的研究成果。

而且值得注意的是，目前全球正在形成多個不同的6G聯(lián)盟，這對未來6G標準化工作開展或產(chǎn)生影響。希望在ITU、3GPP等國際標準組織框架下，各國加強溝通，增強互信，推動建立統(tǒng)一、開放、平等的6G聯(lián)盟，共同促進6G技術(shù)的研究和標準化落地。

關(guān)于6G階段匯總

6G概念

6G，即第六代移動通信標準，也被稱為第六代移動通信技術(shù)。主要促進的就是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。目前，6G仍在開發(fā)階段。6G的傳輸能力可能比5G提升100倍，網(wǎng)絡(luò)延遲也可能從毫秒降到微秒級。

6G趨勢

6G移動信息網(wǎng)絡(luò)將極大地打破傳統(tǒng)信息交互的界限，突破信息觸達的邊界，智能無處不在，構(gòu)造一個“無界，有 AI”的未來世界。

6G應(yīng)用場景

6G將實現(xiàn)全應(yīng)用場景覆蓋，除了對5G原有的應(yīng)用場景繼續(xù)增強和演進，還將催生出全新的應(yīng)用場景，提升生產(chǎn)效率，提高生活品質(zhì)。

1.全息通信;2.沉浸式 XR;3.數(shù)字孿生;4.全域無縫覆蓋;5.全自動駕駛。

6G潛在核心技術(shù)

1.下一代信道編碼及調(diào)制技術(shù);

2.新一代天線與射頻技術(shù);

3.太赫茲無線通信技術(shù)與系統(tǒng);

4.空天海地一體化通信技術(shù);

5.軟件與開源網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù);

6.基于 AI 的無線通信技術(shù);

7.區(qū)塊鏈技術(shù);

8.動態(tài)頻譜共享技術(shù)。

2030+6G愿景

在未來2030年及以后的時代，整個世界將基于物理世界生成一個數(shù)字化的孿生虛擬世界，物理世界的人何人、人和物、物和物之間可通過數(shù)字化世界來傳遞信息與智能。6G將促使世界走向“數(shù)字孿生、智慧泛在”，實現(xiàn)“6G重塑世界”的宏偉目標。

當前業(yè)界主要6G研究成果

1.賽迪智庫：《6G概念及愿景白皮書》

2.中國移動研究院：《2030+愿景與需求白皮書（第二版）》

3.中國移動研究院：《2030+網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)展望白皮書》

4.中國移動研究院：《2030+愿景與需求白皮書（第二版）》

5.紫光展銳：《6G：無界 有AI》

6.vivo通信研究院：《6G愿景需求與挑戰(zhàn)》

7.vivo通信研究院：《數(shù)字生活2030+》

6G性能指標

1.速率指標：峰值速率：100Gbps—1Tbps;用戶體驗

速率：Gbps。

2.時延指標：0，1ms，接近實時處理海量數(shù)據(jù)時延。

3.流量密度：100—10000Tbps/平方公里。

4.連接數(shù)密度：最大連接密度可達1億個連接/平方公里。

5.移動性：大于1000km/h。

6.頻譜效率：200—300bps/Hz。

7.定位能力：室外1米，室內(nèi)10厘米。

8.頻譜支持能力：常用載波寬帶可達到20Ghz，多載

波聚合可能實現(xiàn)100Ghz。

9.網(wǎng)絡(luò)效能：可達到200bits/J。

6G網(wǎng)絡(luò)需求

1.6G需要嵌入信任模型;

2.6G采用身份與位置分離的方案，主要依靠設(shè)備的私有地址;

3.6G的隱私保護將是一個關(guān)鍵推動因素;

4.6G需要進行網(wǎng)絡(luò)模式升級;

5.人工智能和區(qū)塊鏈可能在6G網(wǎng)絡(luò)中扮演重要角色。

6G給終端提出的挑戰(zhàn)

1.超大連接需求：例如，對人的數(shù)字化需要手機和大量可穿戴終端，對特定區(qū)域環(huán)境精準監(jiān)控可能需要1平米范圍超過10個以上的終端節(jié)點。

2.豐富的終端型態(tài)：大千世界泛在連接，既需要先進的智能手機和AR/VR終端，也需要汽車、機器人、生產(chǎn)工廠大型設(shè)備中的終端模組，更需要大量能夠安裝到人體、衣物、建筑物、樹木甚至是昆蟲體內(nèi)的微型終端。

3.成本體積功耗的持續(xù)優(yōu)化：持續(xù)的對終端的成本、體積和功耗進行優(yōu)化，是提高終端在物理世界滲透能力的基礎(chǔ)。在類似嵌入建筑物或者昆蟲體內(nèi)等極端場景下，“0”功耗極簡終端是實現(xiàn)物理世界數(shù)字化的關(guān)鍵。

4.泛在覆蓋能力：覆蓋的可達性既包括網(wǎng)絡(luò)下行的無線電波的覆蓋能力，也需要保障終端上行信號在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的可達性。一方面要求對終端持續(xù)的成本體積功耗的優(yōu)化，另一方面又要求上行覆蓋能力提升，這一矛盾將是未來網(wǎng)絡(luò)“萬物互聯(lián)”的最大挑戰(zhàn)。